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WO 2008/145861 PCT/FR2008/000589
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Conduite tubulaire flexible pour le transport d'hydrocarbures gazeux
La présente invention concerne une conduite tubulaire flexible pour
le transport de fluides (notamment les hydrocarbures gazeux) utilisée
dans le domaine de l'exploitation pétrolière en mér. Elle concerne plus
particulièrement une conduite flexible de type non lié ( unbonded en
anglais) pour le transport d'hydrocarbures gazeux ou biphasiques
comportant une phase gazeuse.
Ces conduites flexibles, qui sont formées d'un ensemble de
io différentes couches concentriques et superposées, sont dites de type non
lié dès lors que ces couches présentent une certaine liberté de se
déplacer les unes par rapport aux autres. Ces conduites flexibles
satisfont entre autres aux recommandations du document normatif API
17J Specification for Unbonded Flexible Pipe publié par I' American
Petroleum Institute . Les couches constitutives comprennent notamment
des gaines polymériques assurant généralement une fonction
d'étanchéité, et des couches de renfort destinées à la reprise des efforts
mécaniques et formées par des enroulements de feuillard, de fils
métalliques, de bandes diverses ou de profilés en matériaux composites.
Les conduites flexibles de type non lié les plus utilisées dans
l'industrie pétrolière offshore comprennent généralement, de l'intérieur
vers l'extérieur, une carcasse interne constituée d'un feuillard agrafé qui
sert à empêcher l'écrasement de la conduite sous l'effet de la pression
externe, une gaine d'étanchéité interne en polymère,. une voûte de
pression constituée d'au moins un fil métallique de forme agrafé et
enroulé hélicoïdalement à pas court, ladite voûte de pression servant à
reprendre les efforts radiaux liés à la pression interne, des nappes
d'armures de traction formées d'enroulements hélicoïdaux à pas long de
fils métalliques ou composites, lesdites nappes d'armures étant destinés à
3o reprendre les efforts longitudinaux que subit la conduite, et enfin une
gaine externe d'étanchéité destinée à protéger de l'eau de mer les
couches de renfort. Une telle conduite est dite à passage non lisse
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( rough bore en anglais) car l'élément le plus intérieur est la carcasse
interne qui forme un passage non lisse en raison des déjoints entre les
spires de la carcasse.
On connaît aussi des conduites flexibles de type non lié à passage
lisse ( smooth bore en anglais) qui ne comportent pas de carcasse
interne et pour lesquelles l'élément le plus intérieur est un tube étanche
polymérique à paroi lisse.
Les conduites dites smooth bore (à passage lisse) sont
généralement utilisées pour véhiculer des fluides n'ayant pas de phase
io gazeuse. En pratique, leur usage est réservé aux conduites d'injection
d'eau. En effet, pour les fluides biphasiques, la diffusion au cours de
l'écoulement des gaz à travers le tube polymérique d'étanchéité interne
provoque une augmentation de la pression régnant dans l'annulaire situé
autour de la gaine interne. Lorsque la pression dans l'annulaire devient
supérieure à la pression interne régnant dans la conduite, comme par
exemple lors d'une décompression suite à un arrêt de production, la
différence de pression peut conduire à l'effondrement du tube
polymérique d'étanchéité interne ( collapse en anglais). C'est entre
autres pour conjurer ce risque qu'on préfère disposer une carcasse
interne à l'intérieur dudit tube polymérique interne, ce qui revient à
réaliser
une conduite à passage non lisse. C'est pourquoi on utilise généralement
des conduites dites rough bore pour le transport des hydrocarbures
gazeux ou biphasiques.
Un problème est apparu sur les conduites rough bore de
production et d'export d'hydrocarbures gazeux. Ce problème est lié à
l'écoulement du gaz dans la conduite et plus précisément aux
phénomènes de formation de tourbillons qui apparaissent au contact des
déjoints entre les spires de la carcasse. En effet, la discontinuité de
surface rencontrée au niveau de ces déjoints entraîne la formation de
tourbillons qui perturbent l'écoulement du gaz dans la conduite. Ces
tourbillons induisent des vibrations de pression cycliques qui peuvent
conduire à des phénomènes de résonance (vibrations, bruits) dans la
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conduite et au niveau des équipements et tuyauteries situés sur la plate-
forme ou le -support flottant de production, et également dans les
équipements immergés. Ces fluctuations de pression et surtout ces
vibrations résultantes peuvent devenir très importantes et conduire à des
phénomènes de fatigue, notamment dans lesdits équipements et aux
extrémités des conduites qui subissent alors des sollicitations plus
importantes que celles pour lesquelles elles ont été conçues, ce qui peut
engendrer des fuites.
La demande FR2856131 divulgue une première solution à ce
io problème consistant à chemiser l'intérieur de la conduite rough bore
avec une gaine polymérique percée de trous.
La demande W02004/005785 enseigne une deuxième solution
consistant à munir la carcasse interne de la conduite rough bore de
passages traversants lôngitudinaux, lesdits passages facilitant
l'écoulement du gaz vers l'intérieur des spires de la carcasse de manière
à éviter la formations des tourbillons au niveau des déjoints entre spires.
Ces deux solutions s'avèrent onéreuses et délicates à mettre en
ceuvre.
Les demandes FR2775052, FR2846395 et FR2852658 divulguent
2o des conduites smooth bore particulières pouvant transporter des
hydrocarbures gazeux. Ces conduites comportent une gaine intermédiaire
polymérique étanche située entre la voûte de pression et les nappes
d'armures de traction. En cas de déchirure accidentelle de la gaine
externe, la pression hydrostatique extérieure est reprise par cette gaine
intermédiaire elle-même soutenue par la voûte de pression, ce qui a pour
effet de protéger le tube interne d'étanchéité et d'éviter son affaissement
sur lui-même ( collapse ). De plus, l'espace annulaire compris entre le
tube interne d'étanchéité et ladite gaine intermédiaire est muni d'une
couche de drainage des gaz de diffusion destinée à évacuer ces gaz le
long de cet espace annulaire jusqu'à une des deux extrémités de la
conduite. Dans FR2775052, la couche de drainage est constituée d'une
paire de nappes d'armures enroulées autour de la voûte de pression avec
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un angle supérieur à 35 . Dans FR2846395 et FR2852658, la couche de
drainage est constituée de profilés spécifiques comportant des
évidements et enroulés hélicoïdalement autour de la voûte de pression
avec un angle supérieur à 55 . La couche de drainage permet de limiter le
risque de surpression des gaz de diffusion dans l'annulaire et donc celui
de collapse du tube interne. Cependant, ces solutions ne règlent pas
de façon satisfaisante le problème de sécurité et de fiabilité du transport
d'hydrocarbures gazeux sous très haute pression. C'est en particulier le
cas des conduites d'export destinées à acheminer sur de grandes
io distances et à très fort débit du gaz préalablement purifié et compressé.
Dans ces conditions sévères, la diffusion des gaz à travers le tube
d'étanchéité atteint un niveau élevé, ce qui impose des moyens de
drainage très efficaces pour éviter le risque d'effondrement dudit tube. De
plus, si un tel incident survenait, par exemple suite à une dépressurisation
de la conduite, il serait très difficile de le détecter. Si jamais le tube
d'étanchéité s'affaissait sur lui-même et était endommagé sans que cela
soit détecté, la conduite risquerait d'éclater lors de la remise en pression
avec des conséquences particulièrement graves.
FR 2 775 051 fait connaître une conduite destinée à résoudre
2o d'autres problèmes, et dont la structure est d'une autre nature puisque le
tube interne est métallique et ondulé au lieu d'être polymérique et lisse.
Par ailleurs, il divulgue simplement le fait que les angles d'hélice des deux
paires d'armures de traction sont inférieurs (ou égaux) à 55 . Dans un
exemple particulier, il enseigne aussi une combinaison entre un angle
supérieur à 35 pour la paire intérieure d'armures et un angle inférieur à
pour la paire extérieure d'armures, ce qui est tout à fait différent de la
combinaison particulière à l'invention qui sera définie plus loin.
Aussi, la présente invention a pour objectif de remédier aux
inconvénients précités des structures de l'art antérieur en proposant une
30 conduite flexible sous marine utilisable pour transporter sous forte
pression des hydrocarbures gazeux.
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Dans ce but, la présente invention propose une conduite tubulaire
flexible destinée au transport de fluides dans le domaine de l'exploitation
pétrolière offshore, ladite conduite étant du type non lié et à passage lisse
( smooth bore ) , et comportant au moins de l'intérieur vers l'extérieur
5 un tube polymérique interne à paroi lisse, une voûte de pression formée
par l'enroulement à pas court d'au moins un fil, une première paire
intérieure de nappes croisées d'armures de traction, une gaine
intermédiaire polymérique et une deuxième paire extérieure de nappes
croisées d'armures de traction ; en outre, ladite conduite est caractérisée
io en ce que la paire intérieure de nappes d'armures de traction est
enroulée avec un angle d'hélice inférieur ou égal à 35 et en ce que la
paire extérieure de nappes d'amures de traction est enroulée avec un
angle d'hélice sensiblement égal à 55 .
Les angles d'hélice sont exprimés en valeur absolue, c'est-à-dire
j5 sans tenir compte du signe lié au sens de l'enroulement. Chaque paire de
nappes d'armures de traction est constituée de deux nappes croisées
enroulées en sens opposés avec des angles d'hélice sensiblement égaux
en valeur absolue, ce qui a pour effet d'équilibrer la reprise des efforts de
traction en évitant de générer des efforts de torsion. On entend par
2o enroulement à pas court tout enroulement dont l'angle d'hélice est proche
de 90 , et en pratique compris entre 70 et 90 . On entend par
enroulement à pas long tout enroulement dont l'angle d'hélice est inférieur
à 55 .
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la combinaison
25 particulière des angles d'hélice des nappes d'armures intérieures et
extérieures. Cette combinaison confère aux conduites smooth bore
des propriétés qui les rendent aptes au transportde gaz sous forte
pression. L'angle d'hélice relativement faible des nappes internes
d'armures de traction facilite le drainage longitudinal des gaz de diffusion
30 jusqu'à des moyens d'évacuation desdits gaz généralement situés aux
extrémités de la conduite. Il améliore aussi la résistance à la traction
desdites nappes intérieures, ce qui leur permet de reprendre la majorité
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des efforts axiaux endurés par la conduite. En pratique, les nappes
intérieures d'armures reprennent plus de 70% des efforts axiaux, et
avantageusement plus de 80%. Ceci permet de diminuer l'épaisseur et le
poids des nappes extérieures d'armures de traction, et par conséquent le
poids de la conduite.
L'angle de 55 confère aux nappes extérieures d'armures de traction
la capacité à résister à la fois à des efforts radiaux de pression interne et
à des efforts axiaux de traction longitudinale. Cette caractéristique permet
de constituer un dispositif de double confinement du gaz circulant dans la
io conduite, ce qui résout le problème de sécurité. En fonctionnement
normal, le gaz circule à l'intérieur du tube interne polymérique d'.étanchéité
supporté par la voûte de pression et les nappes intérieures d'armures, cet
ensemble constituant le dispositif principal de confinement. Bien que le
drainage des gaz de diffusion soit particulièrement performant, on ne peut
pas totalement exclure le risque d'endommagement du tube interne
polymérique, en particulier lors d'une décompression rapide de la
conduite. Or, cet incident qui peut conduire à une perte d'étanchéité dudit
tube interne, n'est pas détectable au moment où il survient. Lors de la
remise en pression, une conduite selon la présente invention dont le tube
interne aurait été accidentellement déchiré est cependant capable de
reprendre la pression interne sans fuir et sans éclater. En effet, dans ce
cas, la pression interne s'applique directement sur la face interne de la
gaine intermédiaire polymérique étanche, qui est elle-même supportée
par les nappes extérieures d'armures de traction à 55 . La gaine
intermédiaire et les nappes extérieures d'armures de traction constituent
donc un dispositif de confinement de secours capable de prendre le relais
du dispositif de confinement principal en cas de défaillance de ce dernier.
Les nappes extérieures d'armures à 55 ont en outre la propriété de
ne quasiment pas résister aux efforts radiaux d'écrasement orientés de
l'extérieur vers l'intérieur de la conduite, si bien qu'elles transmettent ces
efforts aux couches internes. Cette propriété rend possible l'installation de
la conduite avec un tensionneur vertical du type de celui décrit dans la
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demande FR2721635 et connu de l'homme du métier sous le nom
Vertical Laying System . Une telle méthode de pose est adaptée aux
grandes profondeurs d'eau. Elle nécessite que les efforts de serrage de la
conduite entre les patins des chenilles verticales soient transmis aux
nappes d'armures de traction, de telle sorte que ces dernières puissent
reprendre les efforts de traction générés par le poids de la conduite en
cours de descente depuis le navire de pose. Or, dans le cas de la
présente invention, ce sont les armures intérieures qui ont la plus grande
résistance à la traction et qui doivent donc reprendre l'essentiel des efforts
io de traction pendant la pose. Ceci est rendu possible par le fait que toutes
les couches entourant les nappes intérieures d'armures peuvent
transmettre les efforts de serrage des chenilles sans affaiblissement
significatif, si bien que les nappes intérieures d'armures se trouvent
bloquées, au droit des chenilles, contre la voûte de pression qui reprend
quant à elle la quasi totalité de ces efforts de serrage sans se déformer
significativement.
Le choix d'une solution smooth bore en lieu et place des
solutions rough bore de I'art antérieur présente plusieurs avantages.
D'une part, il permet de régler les problèmes de vibrations et de
2o résonance du fait de la suppression de la carcasse interne à l'origine de
ces phénomènes. D'autre part, il permet de réduire les pertes de charges
de l'écoulement dans la conduite.
En outre, préférentiellement, la paire intérieure de nappes d'armures
de traction est enroulée avec un angle d'hélice inférieur ou égal à 300.
Ainsi, le drainage des gaz de diffusion et la résistance à la traction de la
paire intérieure de nappes d'armures sont-ils encore améliorés.
De plus, avantageusement, la paire intérieure de nappes d'armures
de traction comprend au moins un conduit permettant le drainage et
l'évacuation des gaz de diffusion. Cette caractéristique permet d'améliorer
l'efficacité du drainage des gaz de diffusion. Ce conduit constitue un
chemin préférentiel de passage des gaz, et peut être utilisé pour forcer la
circulation des gaz de diffusion le long de la conduite jusqu'à des moyens
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d'évacuation généralement situés aux extrémités de la conduite. La
demande FR2858841 décrit des méthodes de drainage pouvant
avantageusement être mises en oruvre avec ce dispositif. Celles-ci
consistent à utiliser le ou les conduits logés au sein des nappes d'armures
pour pomper les gaz de diffusion ou pour faire circuler un gaz
d'entraînement du type azote afin de repousser les gaz de diffusion vers
les moyens d'évacuation. On pourrait aussi s'affranchir des moyens de
pompage ou d'injection et utiliser ce ou ces conduits comme de simples
moyens passifs facilitant l'écoulement des gaz de diffusion vers les
lo moyens d'évacuation.
En outre, préférentiellement, la conduite tubulaire flexible comporte
des moyens de contrôle de l'étanchéité tube polymérique interne par
comparaison entre les pressions régnant d'une part à l'intérieur de la
conduite, et d'autre part au sein de l'espace annulaire compris entre le
tube polymérique interne et la gaine intermédiaire. L'effondrement
( collapse ) éventuel du tube polymérique interne est quasiment
indétectable au moment où il survient, généralement pendant une phase
de décompression rapide de la conduite. Cependant, lors de la remise en
pression de la conduite, il est possible de détecter une éventuelle perte
2o d'étanchéité dudit tube interne en mesurant la pression régnant dans
l'espace annulaire compris entre le tube interne et la gaine intermédiaire,
et en la comparant avec la pression régnant à l'intérieur de la conduite. Si
ces deux pressions deviennent sensiblement égales, c'est qu'il y a eu
perte d'étanchéité du tube interne. La mesure de la pression régnant dans
l'espace annulaire peut se faire directement au niveau d'une des deux
extrémités de la conduite, ou en utilisant un des conduits logés au sein
des nappes intérieures d'armures.
Ce dispositif de détection permet en outre d'éviter de sur
dimensionner la paire extérieure de nappes d'armures. D'une part, tant
3o que le tube polymérique interne est intègre, la paire extérieure de nappes
d'armures subit très peu de contraintes puisque la majorité des efforts est
reprise par la voûte de pression et la paire intérieure de nappes
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d'armures. D'autre part, si le tube est endommagé il est possible de
détecter rapidement, en pratique en moins d'une minute, cet
endommagement lors de la montée en pression de la conduite, si bien
qu'il devient possible d'arrêter rapidement la production avant d'atteindre
la pression de service. Ainsi, le dispositif de confinement de secours
constitué par la gaine intermédiaire et les nappes extérieures d'armures
peut avantageusement être dimensionné avec des performances de
résistance à la pression nettement inférieures à celles du dispositif de
confinement principal constitué par le tube interne, la voûte de pression et
io les nappes intérieures d'armures. En pratique, la pression d'éclatement du
dispositif de confinement principal est approximativement deux fois
supérieure à la pression maximale de service de la conduite, du fait de
coefficients de sécurité visant en particulier à garantir le fonctionnement
pendant une durée de vie supérieure à 20 ans. Dès lors que le système
de contrôle de l'étanchéité du tube interne est mis en oeuvre, il n'est pas
nécessaire que le dispositif de confinement de secours ait une durée de
vie et des performances aussi élevées que celles du dispositif de
confinement principal. Dans ce cas, la pression d'éclatement du dispositif
de confinement de secours peut avantageusement être de l'ordre de la
pression maximale de service, c'est-à-dire deux fois inférieure à celle du
dispositif de confinement principal.
En outre, le ratio entre d'une part l'épaisseur cumulée de la voûte de
pression et de la première paire intérieure de nappes d'armures de
traction et d'autre part l'épaisseur cumulée de la deuxième paire
extérieure de nappes d'armures de traction est avantageusement compris
entre 1.5 et 3. Ceci permet de réduire significativement l'épaisseur des
nappes extérieures d'armures et donc de diminuer le coût et le poids de la
conduite, tout en faisant en sorte que le dispositif de confinement de
secours présente une résistance à l'éclatement suffisante pour résoudre
le problème précité de sécurité.
De surcroît, la conduite flexible tubulaire comporte
avantageusement une gaine externe polymérique entourant la deuxième
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paire extérieure de nappes d'armures de traction. Cette gaine protège les
armures de la corrosion et des chocs pouvant survenir pendant les
manutentions.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la
5 lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation
particuliers
de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux
dessins annexés sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'une
conduite tubulaire flexible conforme à l'invention ; et,
10 - la Figure 2 est une vue schématique partielle des moyens de
contrôle de l'étanchéité du tube polymérique interne.
La conduire tubulaire flexible 1 de l'invention est destinée à
l'exploitation pétrolière offshore, et plus particulièrement au transport
d'hydrocarbures gazeux ou biphasiques. Elle est du type non lié
( unbonded en anglais) et répond aux spécifications définies dans le
document normatif API 17J.
Selon le mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 1,
l'élément le plus interne de la conduite tubulaire flexible 1 est un tube
polymérique interne 2. Ce tube est généralement fabriqué par extrusion. Il
2o a pour fonction de réaliser l'étanchéité du conduit à l'intérieur duquel
circule le fluide, et de résister à la pression radiale de la pression interne
exercée par ledit fluide à l'aide de la voûte de pression 3. La paroi interne
de ce tube est lisse, si bien que la conduite est dite à paroi lisse ( smooth
bore en anglais).
La voûte de pression 3 est formée d'un enroulement à pas court d'un
fil de forme métallique agrafé. Ce fil de forme présente par exemple un
profil en Z couramment appelé Zéta, mais d'autres profils peuvent
également convenir tels que des profils en forme de T ou de U par
exemple. La voûte de pression 3 a pour fonction de reprendre les efforts
3o radiaux exercés sur la conduite, tels que ceux générés par la pression
interne, la pression externe ou le serrage de la conduite lors de son
installation. La voûte de pression peut également comporter un deuxième
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enroulement à pas court d'un fil de section sensiblement rectangulaire,
appelé frette, destiné à renforcer la résistance aux efforts radiaux de
l'ensemble.
La voûte de pression 3 est entourée par deux nappes croisées 4, 5
d'armures de traction. Ces nappes sont dites internes ou intérieures car
elle sont situées à l'intérieur de la gaine intermédiaire polymérique 6.
Selon la présente invention, ces deux nappes sont enroulées avec un
angle d'hélice dont la valeur absolue est inférieure ou égale à 35 , et
préférentiellement inférieure ou égale à 300. La paire 4,5 de nappes
~o d'armures intérieures reprend la majorité des efforts de traction axiale
subis par la conduite en service ou pendant son installation en mer.
Une gaine intermédiaire polymérique 6, généralement réalisée par
extrusion entoure les nappes internes 4,5 d'amures. Cette gaine
intermédiaire est destinée à réduire le risque d'effondrement
( collapse ) du tube interne polymérique 2 en cas d'absence ou de perte
d'étanchéité de la gaine externe polymérique 9. En effet, dans ce cas, la
pression hydrostatique régnant autour de la conduite 1 est reprise par la
gaine intermédiaire polymérique 6 elle-même soutenue par les nappes
internes d'armures 4,5 et par la voûte de pression 3. La gaine
intermédiaire 6 a aussi une fonction de confinement de secours du gaz
circulant dans la conduite en cas de perte d'étanchéité du tube interne 2.
L'espace annulaire interne compris entre le tube interne 2 et la
gaine intermédiaire 6 doit être drainé afin d'éviter une accumulation et une
montée en pression des gaz ayant diffusé à travers le tube interne 2. En
effet, une surpression dans l'espace annulaire interne peut provoquer
l'effondrement du tube interne 2 lors d'un arrêt de production et d'une
dépressurisation de la conduite. En pratique, pour éviter ce risque, il est
nécessaire de faire en sorte que la pression dans l'espace annulaire
interne reste inférieure à quelques bars. Généralement, l'espace annulaire
interne est raccordé à l'air libre au niveau d'au moins une des deux
extrémités de la conduite, notamment au niveau de l'extrémité supérieure
des conduites montantes ( riser en anglais) assurant la liaison entre le
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fond marin et un support flottant à la surface. De la sorte, à proximité de
cette mise à l'air libre, la pression à l'intérieur de l'annulaire interne est
de
1 bar. Les gaz de diffusion peuvent circuler le long de l'espace annulaire
interne, en particulier le long des fils constituant les nappes internes 4, 5
d'armures, les jeux entre ces fils constituant en quelque sorte des
chemins d'écoulement. Le fait que l'angle d'hélice des nappes internes
4,5 soit faible est un paramètre favorable qui facilite le drainage des gaz
de diffusion, du fait de la réduction de la longueur de ces chemins
d'écoulements et de la perte de charge associée. Cette faible perte de
io charge permet de drainer sur de grandes distances, en réduisant
fortement le risque de surpression inacceptable, les gaz de diffusion vers
les moyens d'évacuation à la pression atmosphérique.
La gaine intermédiaire 6 est entourée par une paire extérieure de
nappes 7,8 d'armures de traction croisées et enroulées avec un angle
d'hélice sensiblement égal à 55 . En pratique, la valeur absolue de ces
angles d'hélice est comprise entre 54 et 56 . Cet angle particulier confère
aux nappes extérieures 7,8 d'armures la capacité de résister à des efforts
radiaux de pression interne ainsi qu'à des efforts axiaux de traction,
longitudinale. En pratique, les nappes extérieures 7,8 d'armures de
2o reprennent de l'ordre de 15% à 25% des efforts axiaux de traction
endurés par la conduite, le reste étant repris par les nappes intérieures
4,5. De plus, les nappes externes 7,8 sont dimensionnées de façon à
être capables de reprendre, en association avec la gaine intermédiaire 6,
la pression de service de la conduite en cas de perte d'étanchéité du tube
interne 2.
Une gaine polymérique externe 9, réalisée généralement par
extrusion, entoure et protège la conduite.
La fiabilité de la conduite tubulaire flexible 1 dépend en grande partie
de la qualité du drainage des gaz de diffusion le long de l'annulaire
interne. En effet, une défaillance du drainage peut provoquer
l'effondrement et la perte d'étanchéité du tube interne 2 lors d'une phase
d'arrêt de production et de décompression.
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Dans une telle situation, le dispositif de confinement de secours et
les moyens de contrôle représentés à la Figure 2 permettent à la fois de
remonter en pression et de détecter l'endommagement du tube interne 2
sans risquer de faire éclater la conduite. Les moyens de contrôle
comportent deux capteurs de pression 12, 14 et un dispositif 16
d'enregistrement et de traitement des mesures faites par ces deux
capteurs. Le premier capteur 12 mesure la pression du gaz circulant à
l'intérieur de la conduite. Le déuxième capteur 14 mesure la pression
régnant au sein de l'espace annulaire compris entre le tube polymérique
lo interne 2 et la gaine intermédiaire polymérique 6. Ces deux capteurs 12,
14 sont avantageusement disposés à proximité immédiate d'un embout
11 d'extrémité ( end-fitting en anglais) de la conduite flexible 1. Le
capteur 12 est relié à l'intérieur de la conduite flexible 1 par un tube
métallique 18 traversant totalement la paroi de l'embout 11, de telle sorte
qu'il soit en permanence soumis à la pression régnant à l'intérieur de la
conduite flexible 1. De même, le capteur 14 est relié à l'espace annulaire
compris entre le tube polymérique interne 2 et la gaine intermédiaire
polymérique 6 par un tube métallique 20 traversant partiellement la paroi
de l'embout 11. Le dispositif 16 enregistre et compare en permanence et
2o en temps réel les mesures de pression faites par les deux capteurs 12,
14. Lors de la montée progressive en pression de la conduite flexible 1, le
dispositif permet de déclancher automatiquement et rapidement une
alarme si les pressions mesurées par les 2 capteurs deviennent
sensiblement égales du fait d'un défaut d'étanchéité du tube interne 2.
Cette alarme permet si nécessaire d'arrêter immédiatement la montée en
pression longtemps avant d'atteindre la limite d'éclatement du dispositif de
confinement de secours. Cette solution résout le problème de sécurité,
mais pas celui de fiabilité puisque dès lors que le tube interne 2 est
endommagé, la conduite devra finalement être remplacée.
La qualité du drainage des gaz de diffusion et donc la fiabilité de la
conduite peuvent être avantageusement améliorées en insérant au sein
des nappes d'armures internes 4,5 un ou plusieurs conduits 10. Ce ou ces
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conduits 10 sont des tubes métalliques de diamètre avantageusement
légèrement inférieur à l'épaisseur de la nappe d'armures au sein de
laquelle ils sont insérés. La première extrémité de chaque conduit 10
débouche dans l'annulaire interne et la seconde à l'extérieur de la
conduite, au niveau d'un embout de terminaison de cette dernière. Dans
la configuration d'une colonne montante ( riser en anglais), les
conduits 10 débouchent en partie supérieure au niveau de l'embout de
connexion de la conduite 1 avec la plate-forme de production, et en partie
inférieure dans l'annulaire interne de la conduite 1 à différentes cotes
io réparties longitudinalement le long de cette dernière, par exemple tous les
500m. Ces conduits 10 constituent des chemins redondants d'écoulement
des gaz de diffusion. De plus, ils permettent d'aspirer les gaz de diffusion
ou de forcer leur circulation par injection d'un gaz d'entraînement du type
azote. Ceci permet en particulier d'éviter le risque d'obstruction de
l'annulaire interne par condensation de vapeur d'eau ayant diffusé à
travers le tube interne 2. En effet, de tels condensats, s'ils ne sont pas
évacués peuvent s'accumuler au niveau des points bas et former ainsi
des bouchons liquides qui entravent ensuite la circulation des gaz de
diffusion. La demande FR2858841, à laquelle on pourra se reporter, décrit
ces phénomènes et détaille les différents modes d'utilisation des conduits
10. Avantageusement, ces conduits peuvent être utilisés pour pomper
l'intérieur de l'annulaire interne de façon à le mettre sous vide partiel.
Cette opération est particulièrement appropriée avant une phase d'arrêt et
de décompression de la conduite 1. Elle permet de s'assurer de l'absence
de surpression locale au sein de l'annulaire interne. Les conduits 10
peuvent aussi jouer le rôle du tube métallique 20 de la Figure 2, à savoir
permettre de déporter le capteur de pression 14 loin de son point de
mesure dans l'espace annulaire compris entre le tube polymérique interne
2 et la gaine intermédiaire polymérique 6.
L'épaisseur des nappes extérieures 7,8 d'amures est
avantageusement sensiblement égale à celle des nappes intérieures 4, 5
d'armures. L'épaisseur de la voûte de pression 3 est généralement
CA 02684770 2009-10-20
WO 2008/145861 PCT/FR2008/000589
supérieure à l'épaisseur cumulée des nappes intérieures 4, 5 d'armures.
Ainsi, par exemple, dans le cas d'une conduite de diamètre intérieur
350mm dimensionnée pour être opérée avec une pression maximale de
service de 240 bars, la voûte de pression 3 a une épaisseur de 12mm, et
5 chacune des 4 nappes d'armures 4,5,7,8 a une épaisseur de 5mm. Le
dispositif de confinement principal comporte donc une épaisseur cumulée
de renforts métalliques égale à 12 + 5 + 5 = 22mm. Le dispositif de
confinement de secours comporte quant à lui une épaisseur cumulée de
renforts métalliques égale à 5 + 5 = lOmm nettement inférieure à celle du
io dispositif de confinement principal. Dans cet exemple, le ratio entre d'une
part l'épaisseur cumulée de la voûte de pression 3 et de la première paire
intérieure 4,5 de nappes d'armures de traction, et d'autre part l'épaisseur
cumulée de la deuxième paire extérieure 7,8 de nappes d'armures de
traction, est donc égal à 22 mm / 10 mm = 2.2
