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.338~ ~
L'invention se rapporte à un dispositif pour .~:
raccordement automatique de deux conduits tubulaires,
et en particuliers, de deux conduites dont les parties
à raccorder sont susceptibles de presenter un ecart d'ali-
gnement.
;:
Les raccordements de ce type s~ rencontrent tout ~
;:
particulièrement lors de la mise en place des installations
de production petrolière sous-marine. : `.
En effet, ayant foré un puits sous-marin, on est
parfois amene à deposer une collecte de production en vue
d'acheminer ses effluents vers l'installation de traitement
et de stockage desirée. On doit alors connecter l'extrémité ~ ; -
de cette collecte au bloc de vannes de commande du puits
que l'on raccorde a la tête de puits. `~
. ,: .
En dépit des précautions prises, il existe des
,
écarts entre les positions des axes des extrémités tubulaires ~:
que l'on désire raccorder.
Selon la présente invention, il est prévu un ~- :
dispositif pour raccordement automatique entre une extrémité .
d'une conduite semi-rigide comprenant une partie rigide
solidaire d'un bloc, tel qu'un bloc de vannes, que l'on :;
descend verticalement pour être connecté à une tête de puits
sous-marine et une extrémité d'une conduite fixe et immergée .
telle qu'une collecte, l'une au moins desdites extrémités
comprenant un connecteur automatique, caracterisé en ce :~
qu'un raidisseur, articulé pres de ladite extremite de la
conduite semi-rigide, est dispose de maniere a pousser cette
extremite, lors du raccordement, en engagement avec ladite
extremité de conduite fixe et en ce que lesdites extremites
comportent des surfaces de rapprochement de leurs axes et
des surfaces d'alignement de leurs axes, aptes a effectuer
automatiquement ce rapprochement et cet alignement sous
l'action du raidisseur.
B ~- :
1~33~
La présente invention peut assurer le raccorde-
ment des extremites tubulaires d'un système de raccordement ~;
tel que celui qui vient d'~-tre defini lorsque l'écar-t des
axes du conneteur peut varier dans un domaine relativement
large en donnant à la partie flexible du dispositif pour
raccordement une forme hélicoldale, la partie rigide soli-
caire du bloc comprenant en outre un raidisseur articulé sur
la conduite semi-rigide.
Le raidisseur ar-ticulé peut être un vérin.
Un raccordement de ce dernier type est d'autant
plus interessant que l'on n'a pas besoin de raccorder simul-
tanement le bloc de vannes sur la tête de puits de la conduite
semi--rigide à la collecte. En effet, il suffit de maintenir
le verin en position rentrée pour permettre, dans un premier
temps, la connexion du bloc de vannes à l'extrémité de la -
tête de puits sous-marin, puis, au cours d'un second temps,
de commander l'extension du vérin pour effectuer le raccorde-
ment à la collecte, le verin prenant appui sur la partie rigide
de la connexion solidaire du bloc de vannes.
On peut de la sorte contrôler aisément l'action du
vérin et s'assurer du parfait raccordement du connecteur. Ce
contrôle est d'autant plus important que les opérations de
connexion du bloc des vannes et de raccordement à la collecte
s'effectuent à grande profondeur et sans dispositifs usuels
de guidage par câbles ou par colonnes de réentree.
D'autres avantages et caracteristiques de l'invention
apparaltront au cours de la description suivante faite en
reference aux dessins annexes qui representent, à titre d'exem-
pl~es non limitatifs, un mode de realisation d'un raccordement
et l'une de ses variantes.
Sur les dessins:
la figure 1 est une represen-ta-tion schematique et
en elevation d'un raccordement à jonction simultanee du bloc
-- 2
~'
~ 33~
e vannes sur la tête de puits et du raccord sur la collecte,
les ~igures 2 à 4,les representations schématiques
en elevation des positions successives prises par un raccor~
rin! et
.. .. .. . . _ _ .. , . . .. .. _ __ , .. . . . .... . .. ... .. . . . _ .. .. _ ~. .. _ .
. . .
~ L33~1 ~
la figure 5 la représentation schématique des extrémités -
du raccord et de la collecte en cours de connexion.
Les connecteurs h~drauliques de raccordement étant
connus, on a représenté symboliquement en 3 le connecteur associé
au bloc 2 des vannes de commande du puits 1. Dans le mode de
réalisation choisi, une structure 7 supporte un moyen de réception
quelconque 8 servant à positionner la collecte 9 à l'aide de la
pièce de fixation 5. Une potence rigide 16, solidaire du bloc
de vannes 2, est reliée à l'extrémité de la partie horizontale
flexlble de la conduite 10 au moyen d'un raidisseur 13 articulé
en 17 sur la potence et en 18 sur la conduite 10.
La prise 4 de la conduite semi-rigide de raccordement
10 sur le bloc de vannes 2 peut être quelconque, la potence 16
étant rigide, l'extrémité de la conduite 10 présentant une
certaine flexibilité. Les dispositifs de positionnement assuran~
l'orientation correcte du bloc 2 pour que les extrémités 11 de la
conduite 10 et 12 de la collecte fixe 9 soient en regard étant
connus et ne faisant pas partie intégrante de l'invention ne
seront pas décrits. En dépit de l'orientation correcte du bloc
2, les axes 14 et 15 des extrémités 12 et 11 de la collecte 9 et
du raccord 10 peuve~t présenter un certain écart qui se trouve
réduit lors de la descente de l'ensemble du bloc 2 et de son
connecteur 3 sur l'extrémité de la coIonne du puits 1. Au cours
de cette descente, le réalignement des axes 14 et 15 des parties 11
et 12, où 11 constitue le connecteur proprement dit de la conduite
10 à l'extrémité 12 de la collecte 9, s'effectue par la combinaison
particulière des surfaces de ces parties m~le 12 et femelle 11
représentées plus en détail figure 5.
Ces surfaces sont telles qu'elles tendent d'abord à
réduire la distance des axes 14 et 15 puis à les amener en
colncidence en profitant, d'une part, de l'élasticité de la
3381 - ` ~
conduite 10 et, d'autre part, du raidissement latéral du aux
articulations 17 et 18 du raidisseur 13 ainsi que du raidissement '~
vertical obtenu par la conjugaison de la potence 16 et du
raidisseur 13. '
A cet effet, le connecteur 11 comporte à sa base une
première partie tronconique 24 servant au rapprochement des axes
14 et 15, suivie d'une surface de raccordement 26 à une surface
cylindrique 28, celle-ci étant suivie d'une surface de glissement
tronconique 30. ~es hauteurs de ces deux surfaces cylindrique '~,
28 et tronconique 30 sont choisies pour coopérer respectivement
avec des surfaces cylindriques 33 et de raccordement 25,de 1
partie mâle 12, de façon à réduire l'écart relatif de direction
des axes 14 et 15 de fa~con progressive, comme on peut le voir en
examinant les réactions produites aux points de contact A et B
engendrant un couple réduisant l'angle de ces axes. Après , '
co~ncidence des axes 14 et 15, les surfaces de portées 22 du ~,
connecteur 11 viennent coopérer avec les surfaces 23 de la partie
12.
On remarquera que les pentes des surfaces tronconiques
ou de raccordement sont faibles, de façon à réduire les efforts de
flexion du raccord 10 au cours de l'alignement des axes. En ,' '
outre, en raison des profils donnés aux surfaces de raccordement ~',
telles que 25, aucune arete ne peut venir altérer les surfaces en
contact. De même,`~la surface de raccordement 26 de la partie 11
coopère avec la surface tronconique 35 de la partie 12 pour '''
amener la surface 28 autour de la surface cylindrique 37. Aux
extrémités supérieures du connecteur, les surfaces cylindriques
27 et 42 coopèrent en outre pour réaliser avec les surfaces 22 et ' ,
23 un positionnement des surfaces 31 et 36 pour la mise en place
des doigts de verrouillage schématisés en 38. Les profils de
raccordement 32, 34, 40 de la par-tie 11 ainsi que les profils
: ~
~:~1338~
25, 29 et les raccordements des surfaces 31 et 33 sont de même ~.
choisis pour faciliter le passage des positions d'approche des
partles 11 et 12 aux posi-tions définitives de verrouillage. Il
suffit alors de choisir des courses de raccordement semblables du .
bloc 2 à la tête de puits 1 au moyen du connecteur 3 et de la
conduite 10 à la collecte 9 au moyen du connecteur 11, en donnant
une même direction verticale aux parties à raccorder pour effec~
tuer ces connexions ou ces déconnexions par simple descente ou
~ remontée du bloc 2.
On réalise ainsi des raccordements étanches en dépit
des écarts initiaux des axes 14 et 15. ;
L'expérience montre que ces écarts étant susceptibles
de prendre une certaine importance, on peut accro~tre la flexibi-
lité de la conduite 10 en utilisant une conduite hélico~dale .
telle que celle représentée en 20, figure 2. ,
Dans le mode de réalisation représenté sur cette figure, ;
on met à proflt la flexibilité accrue de la conduite 20 pour
faciliter la jonction des parties 11 et 12 du connecteur, l'une
étant fixée à l'extrémité de la conduite 20, l'autre à l'extrémité
de la collecte 19 dont le mode de fixation 45 sur la structure 21
peut être quelconque~ Le bloc de vannes 52 associé au connecteur
hydraulique 53 a été représenté en position connectée au sommet . .
de la colonne de puits 1. Ce bloc 52 porte la conduite semi-rigi-
de de raccordement 20 qui pénètre dans celui~ci au moyen du raccord
44 en utilisant un renfort rigide 46 jouant le même rôle que le .
raidisseur 16 de la figure 1. Les extrémités de la spire formée
par le tube de raccordement 20 portent chacune une articulation
47 et 48, respectivement solidaires de la tige 51 du vérin 50 et
de l'extrémité 54 du corps du vérin. L'articulation 48 peut
appartenir à un support 39 solidaire du tube 20 et l'articulation
47 être montée sur l'axe 49 des supports 55.
~33~1
Bien que le bloc de vannes 52 soit connecté au sommet de
la colonne de puits 1, les extrémités 11 de la conduite de rac-
cordement 20 et 12 de la collecte 19 sont distantes l'une de l'au-
tre. Lorsque l'on désire opérer la connexion, on commande le
`vérin 50 au moyen de circuits conventionnels non représentés pour
la clarté du dessin, ce qui amène le vérin 50, au moment où le
centrage de la partie 11 commence à s'opérer pour la pénétration
partielle de la partie 12 dans la partie cylindrique 28 du connec
teur 11, à prendre une position semblable à celle représentée
figure 3. Dès que cette phase a été atteinte. On peut continuer
l'opération de commande d'extension du vérin 50, figure 4. .3n
prenant appui sur l'articulation 47 solidaire du renfort rigide
46, l'extrémité 54 du corps du vérin 50 fait glisser la partie 11
autour de la partie 12, de telle sorte que les contacts A et B de
leurs surfaces réalignent les axes 14 et 15 de ce connecteur,
comme on l'a exposé précédemment. Au cours de cet alignement, le
vérin 50 pivote autour de ses articulations 47 et 48, tandis que .
le support 54 de l'extrémité inférieure de la spire formée par le :.
tube de raccordement 20 s'écarte de l'extrémité du renfort 46.
La jonction des parties 11 et 12 du connecteur étant ainsi réalisée,
on commande son verrouillage, figure 5, au moyen des doigts 38.
Ces commandes étant conventionnelles n'ont pas été représentées
et n'ont pas besoin d'être décrites.
~e raccordement décrit s'applique non seulement au
raccordement d'un tube unique à un tube de raccordement, mais en :
fait à tous raccordements de conduites simples ou de conduites
multiples groupées que l'on associe alors à un connecteur multiple.
Il n'est pas nécessaire que l'axe de l'extrémité de la
collecte à raccorder soit parallèle à l'axe du puits. En effet,
ayant connecté le bloc de vannes 52 à la tête de puits 1, on peut
utiliser un vérin d'axe horizontal pour connecter l'extrémité
1~3381 ~
d'axe horizontal de la colleate à un connecteur d'axe horizontal .
monté à l'extrémité d'une conduite de raccordement hélico~dale ::
dont la spire présente un axè horizontal. L'opération de raccor-
dement est identique à celle décrite en se référant à l'exemple
donné aux figures 2 à 4.
Ainsi l'invention s'applique de fa~on générale à tous
raccordements de deux tubes, le connecteur de liaison au tube
semi-rigide.de raccordement ayant un axe de préférence vertical .
dans le cas où l'on désire déconnecter le bloc supportant la .
conduite de raccordement, bloc de vannes par exemple, par simple
retrait vertical. On évite cependant dans tous les cas, et quelle `;~
que soit l'orientation de l'axe de.la collecte, l'utilisation de '. .
tout outil, les systèmes de guidage de descente par câbles et
!:
colonnes guides pouvant être supprimés. Ces avantages sont d'autant :
plus importants que le raccordement peut s'effectuer ~ de grandes ' .:
profondeurs et que ce type de raccordement permet encore le
transfert d'outils par pompage dès que les rayons de courbure des
raccordements sont suffisants. . ~;
,
.,
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