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"Nouveau joint démontable pour accouplement de tubes" tubes utilisés couramment dans l'industrie du forage pétrolier qui sont caractérisés par le fait que l'élément mâle d'une part et l'élément femelle d'autre part présentent des filetages de formes correspondantes placés sur des portées tronconiques'
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"'a :,'3 '..sc3 ,te lu v' ). 4't ' .J.idrt !!\.l l'autre provoque progreasivomont le frottage .1 ') 11 é1éCx:eiv m.ftl<:: dans l'él.rnont fecllo un cp.zuiu:..,¯i:ß situé palfois t. La buse du filetage do l'é16munt ui',1 sùrvcut de bottée pour 11 extrémité de l'élément iumolle do :n;:,niéro à l1mltr le avrrage dos doux ô16mcntx lfun sur llautrù.
Par ailleurs, pour les asserublrys sa voul,\.11t ,Sl1'Wh'HJl Z'étanere3.té est o.ssu:s.'6\3 par le ît,¯ ! .it.ael do doeix portées coniques qui sont :;HH0ÙG 1'. 'la .. : i.+ du i'.ï.;e;sr de l'ëldmont fomello et au ru:Lui¯t.;f;u de .. ". >zi'. '. (lU l',51émont tn&lOt j".... juitl >1 uu 1:,j ;>< , ;J'.D'm0L\d ? i ei: .
\'\] u.)i1u.."; cal'act6:tJ....'14.UOS d'ôtChitÈ WaTtW Ul)l"':,!..! ,tv8 :,- "J.. A,ia.6oB et des désassemblages répétés.
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lia présentent toutefois l'inconvénient: de do-
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,.,1J.,' bru usinas avoo prolcisi">,i, ce qui, compta tenu de a 27' eu.ract41'istiquoD relativement compliquées, ft que " i>1.iK de revient n'est pas aussi économiquo que cola 1 ,.,tt parfolu souhaitable.
Lu présente invention concerne un nouveau typa l i<1" 1 <;Jt d'uao réalisation simple et peu coûtouse . nÔ:Uj,\C1lJ -.s J " 'lOB condj .i:1<. a ,3 d 'i; , tij sati<> ,t '\U\; s4 étnncliéi.-t.. satisfaisante mêma après do ><' i.-:>-=i<,1>li, , -3t C;:a:aâiât'.t'1i?ZFiI'Ei.
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La présente invention a pour objet un joint
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:.. :, i,, : ;? pour tubes destiné on particulier h 1t inJLi',tl j '. du forngo pétrolier, assemblages du type dr na lequel 1., ,J dcraents mâles munis chacun à leur x xc..té d'un Î13"3 à,1=1ù à profil trapézoïdal réalisé Rur une.
Hurl'\ce t:l.'\,I11oo11iquo. sont assemblés à 1'aide d'un inrmhoi
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tubulaire femelle présentant à chacune de ses extrémités un filetage de la forme correspondant au filetage des éléments mâles, ledit assemblage étant caractérise !
1 ) - par le fait que les tolérances d'usinage des filets sont telles que :
a- les écarts entre les hauteurs réelles des filets des parties mâles et des parties femelles et leurs hauteurs théoriques sont répartis statistiquement à égalité de part et d'autre de la valeur théorique de la hauteur des filets, et que b- malgré les tolérances d'usinage, les flancs des filets qui assurent le serrage de la pièce mâle dans la pièce femelle sont, ou bien à la position théorique qu'ils doivent occuper ou bien en deçà de cette posi- tion, c'est-à-dire que les filets ont une épaisseur moin- dre que celle qu'ils devraient théoriquement avoir, et 2 ) - par le fait que l'angle d'inclinaison des faces latérales des filets qui assurent l'assemblage est tel que,
compte tenu de l'erreur systématique maximum de pas du filetage cumulée sur toute la longueur des filets, l'engagement des filets de la partie mâle dans les filets de la partie femelle puisse être assuré dans tous les cas.
Comme on le voit, le joint selon la présente invention ne nécessite la présence d'aucune butée d'arrêt et d'aucun dispositif particulier d'étanchéité. De plus l'usinage des parties mâles et des parties femelles est extrêmement simple puisqu'il se limite à la réalisation des filets de section trapézoïdale sur les parties tronconiques soit du manchon soit des extrémités dee tubes,
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sans qu'il soit nécessaire de procéder -par un usinage à un raccordement quelconque de la partie filetée de l'élément màle à la partie non filetée de ce dernier.
Malgré une fabrication aussi simplifiée, le joint selon l'invention donne uhe bonne satisfaction lors de son utilisation, l'étanchéité étant assurée de manière correcte par les déformations élastiques et éventuellement plastiques des différentes parties de filetage grâce aux caractéristiques spéciales qui ont été exposées ci-dessus.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les parties filetées du joint peuvent avoir été traitées de manière à comporter un revêtement dur obtenu par exemple par phosphatation ou par zingage.
De tels revêtements durs peuvent agir comme revêtement anti-friction tout eh. étant indéformables et en permettant le blocage des deux éléments du joint dans une position préoise pour un frettage et un couple de vissage précis, ce qui ne serait pas le cas si l'on utili- sait dos revêtements épais et déformables comme cela s'est fait dans oertains joints déjà connus.
Selon un modo de réalisation préféré mais non obligatoire du joint selon l'invention, on détermine le serrage correct du joint en réalisant deux repères situés sur une môme génératrioe de l'assemblage, l'un do ces re- pères étant réalisé sur la partie mâle tandis que l'autre est réalisé sur la partie femelle.
Compte tenu des caractéristiques du joint selon l'invontion, le simple alignomont do ces deux reperça
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permet de s'assurer que l'assemblage du joint a été effeo- tué dans des conditions convenables de frottage et de couple,.
Belon un autre mode de réalisation selon l'invention, le manchon est collé de préférence en usine sur un des éléments mâles qui se comporte alors comme la tube ayant un embout femelle. Cette caractéristique présente l'avantage que lors de l'utilisation sur chantier on sait toujours à priori quel sera le tube qui se dévisse initialement du manchon.
Enfin, dans un autre mode do réalisation particulier de l'invention, les filetages peuvent être recou- verts d'une pellicule adhérents, par exemple en polytétrafluoréthylène ce qui, tout on assurant une lubrifioation des filets, permet d'améliorer encore l'étanchéité si cola était nécessaire.
Les joints selon l'invention ont donné dans la pratique toute satisfaction. En effet, même lorsqu'ils sont soumis à des assemblages et à des désassemblages répétés avec permutation au hasard des différents éléments, la qualité de l'étanchéité obtenuo h'en est pas modifiée.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant à titre d'illustra- tion et sans aucun caractère limitatif un mode de mise en oeuvre représenté sur le dessin annexé.
Sur ce dessin :
La figaro 1 est une vue d'un joint selon l'invention.
@ @ig@@@ 2 @et @@@ vue en coupe avec arrache- ment partiel d'un élément mâle du joint représenté sur
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la figure 1 .La figura 3 est une vue en coupe avec arraohement partial de la partie gauche du manchon du joint représenté sur la figure le
Los figures 2 et 3 sont représentées à, plus grande échelle que la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe à encore plus grnnde échelle représentant comment sont réparties les tolérances d'usinage sur les filotagos de la partie mâle et do la @@rtie fomolle du joint selon l'invention.
On voit sur la figure 1 comment, conformément à l'invention, lo tube 1 est réuni au tube 2 par un manchon 3.
Comme on peut la voir représenté en traite interrompus sur la figure 1 et en traits pleins sur les figures 2 et 3 l'extrémité de chaque tube 1, 2 comporte un filetage 4 ayant une section trapézoïdale, qui est usiné selon uno surface tronoonique.
Selon un mode de réalisation préféré do l'invention, ce filetage 4 se raccorde directement à la surface externe 5 du tube sans qu'il soit nécessaire de procéder à l'usinage d'une surface de raccordement intermédiaire.
On a seulement procédé à la réalisation d'un léger chanfrein 6 à l'extrémité des tubes 1 et 2 pour faciliter leur engagement dans le manchon,
De même le manchon présente deux filetages 7 et 7a de section trapézoïdale qui sont réalisés eur une surface tronconique à l'intérieur du manchon 3. Un chanfrein 8 ost également réalisé aux deux extrémités
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du filetage du manahou 3 de mn1a.ro à faciliter l'assomblage.
Le raccordement dos deux filetages tronconiquen sur le plan de symétrie 9 du manchon no nécessite aucune précaution particulière on raison du fait qu'au voisinage do ce plan ces filetages ne sont pas au contact dos filetages des parties mâles.
On a représenté sur la figure 1 comment des repères 10, 11 et 10a, 11a permettent de s'assurer qu'un assemblage correct est réalisé.
En effet, compte tenu dos caractéristiques des joints selon l'invontion le serrage correct du joint est obtenu lorsque les repères 10 et 11 ou 10a et 11a sont alignés selon une génératrice du joint.
'La réalisation des repères peut s'effectuer d'une manière extrêmement simple par marquage 11. froid du tube ou par tout autre moyen tel que dos traits de pointure comme cela est représenté sur la figure 1, la position des repères étant obtenue de manière extrêmement simple lors do la vérification du bon usinage du filotage qui s'effec- tue à la manière conventionnelle à l'aide d'un calibre.
Dans le cas présent le calibre porte lui-môme un repère qui est utilisé pour déterminer la position du repère qui doit être réalisé sur le tube ou sur le manchon compte tenu du frottage désiré.
On a représenté sur la figure 4 comment les tolérances do fabrication dos filota doivent être r6par. ties pour réaliser un joint selon l'invention.
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Sur cotte figure on a rcpr4ecntf! .. bomcmp ! plus grando échelle une partie do filetage m@le 4 et une
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partie de filetage femelle 7 qui correspondent par exemple à celles qui sont représentées sur les figures 2 et 3.
On a représente par un trait fin 12 le contour que devrait avoir théoriquement le profil latéral des filets s'il était possible de réaliser ces filets avec un usinage parfait.
La ligne on traits fins apparaît sur la figure 4 partout où elle ne se superpose pas aveo le contour réal dos filets et où cela a été rendu nécessaire pour la compréhension de l'invention.
On a également représenté sur la figure 4 Ion traits 13 qui déterminent la position que devraient ocouper les sommets des filets si ceux-ci étaient usinée d'une manière absolument parfaite.
Par aillours des flèches 14 représentent par leurs extrémités la grandeur et la direction de l'écart existant entre la ligne idéale 13 sur laquolle dovraient se trouver los extrémités des filets, et la position réelle où se trouvent ces extrémités de filets.
On remarque sur le dessin que conformément à l'invention cas écarts se trouvent répartis de part et d'autre des lignes idéales 13 de sorte que les tolérances do fabrication soient réparties statistiquement à égalité do part ot d'autre do la cote théorique d'usinage.
On remarque également sur la figure 4 que conformément à l'invention los faces 15 des filets so trouvent réellement toujours on deça do la ligne 12 qui correspond au profil théorique du filet, sauf pour la face 15a qui a été représentée avec une erreur @ulle, de
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sorte que pour cette face 1uaia..,ge r4i corroopottd rigoureusement à la ligne théorique 12.
Compte tenu du fait que, conformément à l'invention, les tolérances de fabrication sont toujours réparties du côté de la ligne 12 qui se trouve vers les filets, on comprend qu'il existe toujours entre les faces des filets mâles et des filets femelles un jeu positif.
Enfin, selon une autro caractéristique principale de l'invention l'inclinaison dos flancs de filets 15 est tello que même en cumulant sur toute la longueur des filetages une erreur do pas systématique,, il est néammoins possible d'engager tous les filets do la partie mâle dans les évidements situes entre deux fileta de la partie femelle.