CA2208183C

CA2208183C - Flexible tubular pipe comprising an interlocked armouring web

Info

Publication number: CA2208183C
Application number: CA002208183A
Authority: CA
Inventors: Jose Mallen-Herrero; Pascal Estrier; Anne Vincent
Original assignee: Technip France SAS
Current assignee: Technip Energies France SAS
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 2006-03-21
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: CA2208183A1

Abstract

A flexible tubular pipe, in particular for conveying pressurised fluids, comprising pressure-resistant armouring made by winding at least one pair of interlocking metal shaped-section wires of which one has a T-shaped cross-section while the other has a U-shaped cross-section. Ribs on the T-shaped wire extend outwards relative to the flexible tubular pipe, and ribs on the U-shaped wire extend towards the axis of said flexible tubular pipe. The cross-sectional area of the T-shaped wire (3) is substantially larger than the cross-sectional area of the U-shaped wire (4) and, in each side interlocking region consisting of a side rib (13) on the U-shaped wire (4) engaging a side groove in the T-shaped wire (3), and a side groove (9) in the T-shaped wire (3) facing the base portion (12) of the U-shaped wire, as well as between the two ribs (13) of said U-shaped wire, contact is established between the side rib of a first one of the two wires and the second wire, and radial clearance is provided between the side rib of the second wire and the first wire.

Description

WO 96/18060 PGT/FIt95/01601 Conduite tubulaire flexible comportant une nappe d'armure agrafée.
La présente invention est relative à une conduite tubulaire flexible utilisable en articulier p pour 1e transport de fluides sous pression, notamment des hydrocarbures produits par exploitation de puits sous-marins.
~La société déposante fabrique et commercialise en grande longueur divers types de telles conduites qui prësentent des caractéristiques mécaniques élevées, notamment de résistance à la traction, à l'écrasement et à la pression interne du fluide transporté ainsi qu'aux effets de torsion.
Ainsi, la société déposante fabrique et commercialise des conduites destinées à résister à des pressions élevées, supérieures à 100 bars et pouvant atteindre 500 à 1000 bars, et comportant une gaine interne d'étanchéité, une armure dite de traction et constituée par au moins deux nappes croisées de fils présentant une section de forme simple, généralement rectangulaire ou circulaire et, entre la gaine interne d'étanchéité et l'armure de traction, une armure de résistance à
la pression, dite voûte de pression, et comportant une ou plusieurs nappes de fils métalliques enroulés par spiralage sous un angle proche de 90° par rapport à l'axe de la conduite tubulaire flexible, l'armure de traction étant recouverte par une gaine externe de protection.
Dans la pratique, l'angle de spiralage de la voûte de pression est supérieur à 80° par rapport à l'axe de la conduite tubulaire flexible afin de conférer à la voûte une résistance maximale à la composante circonférentielle (hoop stress) des efforts engendrés par la pression intérieure dans la conduite.
Différentes configurations de telles voûtes de pression ont déjà
été décrites en particulier dans le document WO-91/00467.
On trouve notamment dans ce document antérieur une configuration de voûte de pression constituée par l'enroulement en hélice d'au moins une paire de fils profilés métalliques agrafables, l'un des fils profilés présentant une section dite en T, l'autre fil profilé présentant une section dite en U, les fils étant agencés et dimensionnés pour, lors de leur enroulement, assurer un agrafage latéral des spires, c'est-à-dire une limitation de l'écartement latéral des spires dans le sens de l'axe de la conduite tubulaire flexible. WO 96/18060 PGT / FIt95 / 01601 Flexible tubular conduit having a staple armor ply.
The present invention relates to a tubular pipe flexible usable in articulier p for the transport of fluids under pressure, in particular hydrocarbons produced by well exploitation submarines.
~ The applicant company manufactures and markets in great length various types of such pipes with high mechanical properties, including tensile strength, crushing and the internal pressure of the transported fluid as well as the effects of torsion.
Thus, the applicant company manufactures and markets pipes designed to withstand high pressures above 100 bars and up to 500 to 1000 bars, and having a sheath internal sealing, a so-called tensile armor constituted by minus two crossed plies of yarn having a section of shape simple, generally rectangular or circular and, between the sheath internal sealing and pull armor, a resistance armor to pressure, called pressure vault, and comprising one or more plies of wire spiral wound at a close angle 90 ° to the axis of the flexible tubular pipe, the armor of traction being covered by an outer protective sheath.
In practice, the spiraling angle of the pressure vault is greater than 80 ° with respect to the axis of the pipe flexible to give the vault maximum resistance to the component circumferential (hoop stress) forces generated by the pressure inside in the pipe.
Different configurations of such pressure vaults have already have been described in particular in WO-91/00467.
In particular, this prior document contains a configuration of pressure vault formed by the helical winding of at least a pair of staple metal profiled wires, one of the profiled wires having a so-called T-section, the other profiled wire having a U-shaped section, the wires being arranged and sized for, when their winding, ensure lateral stapling of the turns, that is to say a limitation of the lateral spacing of the turns in the direction of the axis of the flexible tubular pipe.

- 2 -Un fil profilé de section en T peut se définir comme présentant une partie de base munie à ses extrémités latérales de nervures en relief de la partie de base, le profilé présentant en outre une nervure centrale en relief de la partie de base et dont le sommet se trouve à une plus ' grande distance par rapport à la partie de base que les sommets des nervures latérales.
Le fil profilé en forme de U comporte pour sa part une partie de base munie à ses extrémités latérales de nervures en relief par rapport à
la partie de base.
Dans les configurations connues du document antérieur mentionné
ci-dessus dans lequel la voûte de pression est réalisée par spiralage et agrafage de fils profilés présentant, l'un une section en T, et l'autre une section en U, le fil profilé en U présente une section et une épaisseur importante.
Selon ce document antérieur, le fil profilé en U peut être disposé
soit avec ses nervures tournées vers l'extérieur soit avec ses nervures tournées vers l'intérieur.
Suite à ses travaux, la société déposante a trouvé, d'abord, que, pour les applications dynamiques, c'est-â-diré lorsque la conduite flexible est soumise à des déformations en flexion alternées, une telle conduite flexible présente des performances très décevantes si elle comporte une voûte de pression constituée par une nappe interne de fil profilé en U et une nappe externe de fil profilé en T, le fil profilé en U présentant alors des nervures tournées vers l'extérieur. On a constaté
en effet que, dans la pratique, il existe toujours, à l'état assemblé de la conduite, un contact entre les fils profilés en T et en U constituant la voûte de pression et ce, pendant toute la durée d'utilisation, les efforts d'appui mutuel des parties en relief des fils profilés étant importants.
On constate qu'à l'usage, les frottements engendrés par ces contacts, liés aux efforts d'appui importants, entraînent une réduction de durée de vie par suite de phénomênes de fissuration des fils profilés , et de réduction de leur section.
Ayant ainsi choisi de réaliser la nappe interne avec le fil profilé en T, les nervures du fil profilé en U étant tournées vers l'intérieur, il a été trouvé qu'il n'est pratiquement pas possible d'empêcher qu'il y ait contact radial entre le fil profilé en T et le fil - 2 -A T-section wire can be defined as presenting a base portion provided at its lateral ends with raised ribs of the base portion, the profile further having a central rib embossed from the base part and whose top is a plus' great distance from the base part that the vertices of the lateral veins.
The U-shaped profiled wire has a part of base provided at its lateral ends with raised ribs with respect to the basic part.
In the known configurations of the aforementioned document above in which the pressure vault is made by spiraling and stapling of profiled wires having, one a T-section, and the other a U-shaped section, the U-shaped wire has a section and a significant thickness.
According to this prior document, the U-shaped wire can be arranged either with its ribs facing outwards or with its ribs turned inward.
Following its work, the applicant company found, first, that for dynamic applications, that is, when driving flexible is subjected to alternating bending deformations, such flexible driving presents very disappointing performance if it has a pressure vault constituted by an internal sheet of wire U-shaped profile and an outer sheet of T-shaped wire, the profiled wire in U then having ribs facing outward. We observed indeed, in practice, there is always, in the assembled state of the pipe, a contact between the T-shaped and U-shaped wire constituting the pressure vault and for the duration of use, the mutual support efforts of the raised parts of the profiled wires being important.
It is found that in use, the friction generated by these important support efforts, lead to a reduction in of life due to phenomena of cracking of the profiled wires, and reducing their section.
Having thus chosen to make the internal sheet with the thread T-section, the ribs of the U-shaped wire being turned towards inside, it has been found that it is practically not possible to prevent radial contact between the T-shaped wire and the wire

- 3 -profilé en U et qu'il y ait une participation significative du fil profilé en U à la résistance à la composante circonférentielle des efforts de pression. Dans ces conditions, les efforts d'appui entre le fil profilé en T et le fil profilé en U risquent de rester excessivement importants.
Un premier prototype a été réalisé avec les nervures du fil profilé en U tournées vers l'intérieur et des caractéristiques dimensionnelles modifiées des fils profilés en T et en U. L'essai en fatigue du prototype, dans des conditions dynamiques et sous pression, s'est achevé prématurément par suite de la rupture du fil profilé en U.
La présente invention repose, en particulier, sur la découverte, faite lors de l'étude consécutive à cette rupture du fil profilé en U, que le fil profilé en U est soumis à des moments de flexion plus ou moins importants provoqués par les forces de frottements qui sont associées aux efforts d'appui radial entre le fil profilé en T et le fil profilé en U.
La présente invention se propose de réaliser une conduite tubulaire flexible comportant une voùte de presion comportant un fil profilé en T et un fil profilé en U qui ne présente notamment pas les inconvénients des structures connues du même type.
Selon la présente invention, il est prévu que les nervures du fil profilé en T étant orientées vers l'extérieur de la conduite tubulaire flexible, les nervures du fil profilé en U étant orientées en direction de l'axe de la conduite tubulaire flexible, que l'aire de la section droite du fil profilé en T soit sensiblement supérieure à l'aire de la section droite du fil profilé en U, et que, dans chaque zone d'agrafage latéral constituée, d'une part, par une nervure latérale du fil profilé
en U engagée dans une gorge latérale du fil profilé en T, et, d'autre part, par une nervure latérale du fil profilé en T en regard de la partie de base du fil profilé en U et entre les deux nervures de ce fil profilé
en U, il y ait à la fois contact entre la nervure latérale d'un premier des deux fils profilés et le second fil profilé, et un jeu radial entre ' la nervure latérale du second fil profilé et le premier fil profilé.
De préférence, ledit premier fil profilé est le fil profilé en T, ~ les deux nervures latérales de ce fil profilé étant en contact avec la surface en regard de la partie de base du fil profilé en U qui constitue le fond élargi, et de préférence plat, de la gorge située entre les nervures latérales de ce fil profilé en U, et les deux nervures latérales - 3 -U-profile and that there is a significant involvement of the wire U-shaped section to the resistance to the circumferential component of pressure efforts. In these circumstances, the support efforts between the T-shaped wire and U-shaped wire may remain excessively important.
A first prototype was made with the ribs of the wire U-shaped inward-facing profile and features modified dimensions of T-shaped and U-shaped wires.
fatigue of the prototype, in dynamic and under pressure conditions, ended prematurely as a result of the breakage of the U-shaped wire.
The present invention is based, in particular, on the discovery, made during the study following this rupture of the U-shaped wire, that the U-shaped wire is subjected to bending moments more or less caused by the friction forces associated with the radial support forces between the T-shaped wire and the U-shaped wire.
The present invention proposes to carry out a driving flexible tubular having a presion vault with a wire T-profile and a U-shaped wire which does not present the disadvantages of known structures of the same type.
According to the present invention, it is provided that the ribs of the wire T-profile being oriented outward of the tubular pipe flexible, the ribs of the U-shaped wire being oriented in the direction of the axis of the flexible tubular pipe, that the area of the section straight line of the T-shaped wire is substantially greater than the area of the cross-section of the U-shaped wire, and in each stapling zone side formed on the one hand by a lateral rib of the profiled wire in U engaged in a lateral groove of the T-shaped wire, and, on the other hand, side, by a lateral rib of the T-shaped wire next to the part base of the U-shaped wire and between the two ribs of this profiled wire in U, there is at the same time contact between the lateral rib of a first two profiled wires and the second profiled wire, and a radial clearance between the lateral rib of the second profiled wire and the first profiled wire.
Preferably, said first profiled wire is the T-shaped wire, ~ the two lateral ribs of this profiled wire being in contact with the surface facing the base portion of the U-shaped wire which constitutes the widened and preferably flat bottom of the groove between lateral ribs of this U-shaped wire, and the two lateral ribs

- 4 du fil profilé en U étant à distance, avec un certain jeu radial, par rapport aux gorges correspondantes du fil profilé en T.
Le rapport desdites aires des sections droites des fils profilés respectivement en T et en U est avantageusement supérieur ou égal à 2 et ' de préférence supérieur ou égal â 3. Dans le cas avantageux des fils en acier, des résultats particulièrement intéressants ont été obtenus avec ' un rapport compris entre 4 et 5 avec une épaisseur totale du fil profilé
en T comprise entre 12 et 18 mm environ correspondant à des applications typiques.
L'épaisseur du fil profilé en T peut être plus faible, mais, de préférence, supérieure ou ëgale à 5 mm. Dans ce cas, l'épaisseur du fil profilé en U est réduite au minimum, tout en restant, de préférence, au moins égale à 1 mm.
Pour des épaisseurs de fil plus importantes, il est intéressant de maintenir l'épaisseur de la partie de base du fil profilé en U à une valeur relativement faible, par exemple de l'ordre de 1,5 à 3 mm, de sorte que le rapport desdites aires peut dépasser la valeur de 5 mentionnée ci-dessus.
Cette caractéristique est avantageuse dans la mesure où de par la disposition respective prévue selon l'invention des fils profilés en T et en U, c'est le fil profilé en T qui est amené à supporter la part la plus importante de la composante circonférentielle des efforts engendrés par la pression intérieure dans la conduite.
La configuration géométrique du fil profilé en T et du fil profilé
en U est telle que, vue en section droite, ils présentent des surfaces extérieures circonférentielles du côté interne et du côté externe sensiblement parallèles à l'axe de la conduite flexible. C'est-à-dire que, dans une coupe longitudinale de la voùte de pression, la base interne du fil profilé en T et le bord externe de sa nervure centrale, ainsi que la face externe du fil profilé en U ainsi que sa face interne qui constitue une gorge élargie entre les nervures, présentent la forme d'une ligne droite parallèle à l'axe de la conduite flexible.
La conduite flexible étant réalisée de sorte que les deux nervures latérales d'un premier fil, de préférence le fil profilé en T, soit en contact avec la gorge correspondante du second fil profilé, de préférence la base interne du fil profilé en U, il existe un jeu radial initial, pratiquement au moins égal à 0,1 mm, entre les nervures latérales du - 4 U-shaped wire being at a distance, with a certain radial clearance, by relative to the corresponding grooves of the T-shaped wire.
The ratio of said areas of the straight sections of the profiled wires respectively in T and U is advantageously greater than or equal to 2 and preferably greater than or equal to 3. In the advantageous case of steel, particularly interesting results have been obtained with a ratio of between 4 and 5 with a total thickness of the profiled wire T between 12 and 18 mm corresponding to applications Typical.
The thickness of the T-shaped wire may be lower, but preferably, greater than or equal to 5 mm. In this case, the thickness of the wire U-profile is minimized, but preferably less than 1 mm.
For larger wire thicknesses, it is interesting to maintain the thickness of the base portion of the U-shaped wire at a relatively low value, for example of the order of 1.5 to 3 mm, of so that the ratio of said areas can exceed the value of 5 mentioned above.
This characteristic is advantageous insofar as respective arrangement according to the invention of the T-shaped and in U, it is the T-shaped wire which is brought to bear the most of the circumferential component of the forces generated by the internal pressure in the pipe.
The geometric configuration of the T-shaped wire and the profiled wire in U is such that, seen in cross section, they present surfaces external circumferences on the inner side and the outer side substantially parallel to the axis of the flexible pipe. That is to say that, in a longitudinal section of the pressure vault, the base internal T-shaped wire and the outer edge of its central rib, as well as the outer face of the U-shaped wire and its inner face which constitutes an enlarged throat between the ribs, has the shape a straight line parallel to the axis of the flexible pipe.
The flexible pipe being made so that the two ribs side of a first wire, preferably the T-wire, or contact with the corresponding groove of the second profiled wire, preferably the internal base of the U-shaped wire, there is an initial radial clearance, practically at least 0.1 mm, between the lateral ribs of the

- 5 -second fil profilé et la gorge correspondante du premier fil profilé. Ce jeu radial initial est, de préférence, supérieur ou égal à 0,2 mm, et peut valoir, dans la pratique courante, de l'ordre de 3 à 5 ~ de l'épaisseur du fil profilé en T.
Dans ces conditions, lorsque la conduite flexible est mise en service et remplie de fluide sous pression, la résistance opposée par la voûte de pression à la composante circonférentielle des efforts dus à la pression, en tenant compte du rôle joué par les armures de traction, se répartit entre le fil profilé en T et le fil profilé en U. Dans le cas où
les matériaux des fils profilés ont le méme module d'Young, la composante circonférentielle est approximativement répartie en fonction des surfaces respectives de section droite des deux fils profilés. I1 en résulte qu'il existe, dans la situation initiale de mise en service de la conduite flexible, un effort d'appui radial entre les nervures du premier fil profilé et les gorges en regard du second fil profilé. Lorsque la conduite flexible est utilisée dans des conditions dynamiques, la courbure de la conduite variant dans le temps, normalement à la période de la houle, il en résulte un déplacement relatif entre les deux fils profilés, dans le sens latéral des fils, c'est-à-dire dans le sens axial de la conduite flexible. L'effort d'appui radial entraîne donc un état de contraintes alternées, de niveau relativement faible, qui se combine avec la contrainte statique de traction, orientée dans la longueur du fil et de valeur relativement élevée correspondant à la résistance à la composanté circonférentielle de la pression. I1 n'est pas évident, à
priori, que l'état de fatigue ainsi créé soit compatible avec la durée de vie recherchée dans les applications visées, par exemple 20 ans. D'autre part, l'effort d'appui engendre des frottements et provoque l'usure progressive de la surface de l'un ou des deux fils en contact.
Selon la présente invention, la surface de la section du fil profilé en T est plus importante, et de préférence, plusieurs fois plus grande, que celle du fil profilé en U. I1 en résulte que la partie de l'effort circonférentiel repris par le fil profilé en U, ainsi que l'effort d'appui radial, sont relativement réduits, en fonction du rapport des sections des deux fils.
L'usure progressive des surfaces des deux fils en appui provoque une légère augmentation du rayon d'enroulement du fil profilé en T et une WO 96/18060 PCTIFR95l01601 - 5 -second profiled wire and the corresponding groove of the first profiled wire. This initial radial clearance is preferably greater than or equal to 0.2 mm, and may be worth in the current practice of the order of 3 to 5 ~
the thickness of the T-shaped wire.
In these circumstances, when the flexible pipe is service and filled with fluid under pressure, the resistance opposed by the pressure vault to the circumferential component of the forces due to the pressure, taking into account the role played by the traction armor, distributes between the T-shaped wire and the U-shaped wire.
the materials of the profiled wires have the same Young's modulus, the circumferential component is approximately distributed according to respective cross-sectional surfaces of the two profiled threads. I1 As a result, in the initial situation of putting the flexible pipe, a radial support force between the ribs of the first profiled wire and the grooves opposite the second profiled wire. When the flexible pipe is used in dynamic conditions, the curvature of the pipe varies in time, normally in the period of the swell, this results in a relative displacement between the two sections, in the lateral direction of the wires, that is to say in the axial direction flexible pipe. The radial support force therefore causes a state of alternating stresses, relatively low level, which combines with the static tensile stress, oriented in the length of the wire and relatively high value corresponding to the resistance to circumferential compounding of the pressure. It is not obvious, a priori, that the state of fatigue thus created is compatible with the duration of life sought in the targeted applications, for example 20 years. Else on the other hand, the support force generates friction and causes wear progressive surface of one or both wires in contact.
According to the present invention, the surface of the wire section T-profile is larger, and preferably, many times more large, than that of the U-shaped wire. As a result, the part of the circumferential force taken up by the U-shaped wire, as well as the radial support force, are relatively small, depending on the report of the sections of the two sons.
The progressive wear of the surfaces of the two wires in support causes a slight increase in the winding radius of the T-shaped wire and a WO 96/18060 PCTIFR95l01601

- 6 -légëre réduction du rayon d'enroulement du fil profilé en U, en même temps que le rapprochement des axes d'inertie des deux fils.
I1 a ainsi été trouvé que, progressivement, au fur et à mesure de l'usure des fils, la partie de l'effort circonférentiel reprise par le fil profilé en T augmente, la participation du fil profilé en U diminuant de façon proportionnellement plus rapide et pouvant, dans de nombreux cas, étre remplacée au bout d'un certain temps par un léger effort de compression. Corrélativement, l'effort d'appui radial entre les fils diminue en méme temps que l'effort circonférentiel dans le fil profilé
en U. La découverte de cette propriété favorable a joué un rôle déterminant dans l'évaluation des avantages procurés par l'invention.
Une autre conséquence de l'usure au contact entre la nervure du premier fil profilé et la gorge correspondante du second fil profilé est que, par rapport à sa valeur initiale, le jeu radial entre la nervure du second fil profilé, de préférence le fil profilé en U, et la gorge du second fil profilé, diminue progressivement.
Selon la présente invention, ce jeu radial, à savoir le jeu radial de la seconde nervure doit subsister pendant toute la durée d'utilisation de la conduite flexible. I1 a en effet été trouvé que si, du fait d'un jeu initial insuffisant par rapport à l'usure possible, une seconde zone d'appui radial apparaît au bout d'un certain temps entre la nervure du second fil et la gorge correspondante du premier fil, il en résulte alors l'apparition rapide de ruptures dans le fil profilé en U. Ceci a été
attribué à la combinaison d'une part de la situation dans laquelle se trouve alors le fil profilé en U en appui en quatre points sur les deux spires adjacentes du fil profilé en T, les deux nervures du fil profilé
en U et une nervure latërale de chacun des deux fils profilés en T étant en appui, et, d'autre part, de l'existence d'un moment de flexion dans le fil profilé en U qui a été découverte par ailleurs et qui est attribuée aux contraintes transversales alternatives de compression/traction créées dans la paroi interne ainsi qu'à l'extrémité de la nervure du fil profilé
en U par les efforts de frottement au contact avec les surfaces en regard , du fil profilé en T. Par contre, dans le cas où la valeur initiale du jeu radial de la seconde nervure est suffisante pour que ce jeu radial subsiste sans appui pendant la durée de vie de la conduite flexible, il a été trouvé que le fil profilé en U n'est pas sujet à rupture. - 6 -slight reduction in the radius of winding of the U-shaped wire, at the same time time that the approximation of the axes of inertia of the two son.
It has thus been found that, gradually, as and when the wear of the wires, the part of the circumferential force taken up by the T-shaped wire increases, the participation of the U-shaped wire decreasing proportionately faster and in many case, be replaced after a while by a slight effort of compression. Correlatively, the radial support force between the wires decreases at the same time as the circumferential force in the profiled wire The discovery of this favorable property played a role determining in the evaluation of the advantages provided by the invention.
Another consequence of wear in contact between the rib of the first profiled wire and the corresponding groove of the second profiled wire is that, compared to its initial value, the radial clearance between the rib of the second profiled wire, preferably the U-shaped wire, and the groove of the second profiled wire, decreases gradually.
According to the present invention, this radial clearance, namely the radial clearance the second rib must remain for the duration of use flexible pipe. It has indeed been found that if, because of insufficient initial game compared to the possible wear, a second zone radial pressure appears after a certain time between the rib of the second wire and the corresponding groove of the first wire, it then results the rapid appearance of breaks in the U-shaped wire. This has been attributed to the combination, on the one hand, of the situation in which then find the U-shaped wire resting in four points on both adjacent turns of the T-section wire, the two ribs of the profiled wire U-shaped and a lateral rib of each of the two T-shaped wires being in support, and, on the other hand, of the existence of a bending moment in the U-shaped wire that has been discovered elsewhere and is attributed the transversal compressive / traction transversal stresses created in the inner wall and at the end of the rib of the profiled wire U-shaped by the friction forces in contact with the facing surfaces, of the T-shaped wire. On the other hand, in the case where the initial value of the game radial of the second rib is sufficient for this radial clearance remains unsupported during the life of the flexible pipe, it has It has been found that U-shaped wire is not subject to breakage.

7 Dans un premier mode de réalisation, les caractéristiques du fil profilé en T et du fil profilé en U sont choisies de sorte que la conduite flexible présente deux phases successives de fonctionnement.
Au cours d'une première phase dans laquelle il existe un contact avec effort d'appui entre le fil profilé en T et le fil profilé en U, une partie des efforts circonférentiels est reprise par le fil profilé en U
avec une pression de contact entre les deux fils profilés.
Ce contact entraîne des frottements et un début d'usure qui se produit aussi longtemps que, malgré un début de réduction d'épaisseur de l'une ou de l'autre des portées en appui, un certain effort d'appui existe entre les fils profilés en T et en U.
Les travaux de la société déposante ont montré, que, compte-tenu de la variation des contraintes et des déformations associées aux effets dynamiques, essentiellement l'action de la houle, l'usure atteint une amplitude maximale et finale faible, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre. Compte-tenu des dimensions des fils profilés et en particulier du fil profilé en T qui présente une section importante, la réduction d'aire de section résultante est extrêmement faible et en fait négligeable dans la pratique.
Au cours d'une deuxième phase de fonctionnement, le fil profilé en T et le fil profilé en U restent approximativement en contact, mais l'effort d'appui devient extrêmement faible, voire pratiquement négligeable. Plus précisément, l'effort d'appui reste égal au niveau en deça duquel il ne peut plus y avoir d'usure.
I1 n'y a donc plus aucune usure des fils profilés et l'on constate une augmentation importante de durée de vie par rapport aux structures antérieurement connues, y compris celles associant un fil profilé en T et un fïl profilé en U.
Selon l'invention, la section des fils étant stabilisée à une valeur très voisine de sa valeur initiale, et les efforts d'appui entre les fils profilés ayant disparu après une érosion régulière d'une mince ' pellicule de surface, on a pu constater que la voûte de pression ne présente aucun début de fissuration.
Dans un deuxième mode de réalisation, l'effort d'appui, tout en décroissant de façon continue, reste suffisant pour que l'usure se poursuive pendant toute la durée de vie de la conduite flexible, le taux d'usure allant en diminuant en même temps que l'effort d'appui, et _ 8 _ devenant ainsi de plus en plus faible. I1 a été trouvé que l'usure finale est faible, comme dans le premier mode, et est également de quelques dixièmes de mm, de sorte que, en particulier, le jeu radial de la seconde nervure subsiste sans appui, et ceci même lorsque l'usure atteint, dans ' le cas de fils épais, environ un millimètre.
A l'extérieur de la voûte de pression constituée par les fils profilés en T et en U se trouve l'armure de traction, une couche intermédiaire en matériau polymérique pouvant être disposée avantageusement entre la voûte et l'armure. L'armure de traction exerce, de façon connue, un effort de compression sur la voûte sous-jacente, effort dont il est tenu compte dans l'évaluation des efforts appliqués aux fils profilés en T et en U ainsi que des efforts d'appui entre fil profilé en T et fil profilé en U.
De préférence, les fils profilés en T et en U sont dimensionnés de manière que, à l'état enroulé, chaque fil profilé ayant deux appuis sur le fil de forme complémentaire et chaque spire de fil étant ainsi en appui simple sur chacune des deux spires adjacentes, la surface externe cylindrique du fil profilé en U a un diamètre égal ou légèrement inférieur à celle du fil profilé en T.
La voùte de pression selon l'invention peut, le cas échéant être complétée par une voûte de pression complémentaire posée sur elle et constituée d'un fil non agrafé spiralé avec un angle élevé, l'armure de traction étant disposée à l'extérieur de cette voùte complémentaire. De préférence, le fil non agrafé est de section rectangulaire à angles arrondis, et spiralé en sens opposé par rapport aux fils profilés de la voûte de pression, la surface externe du fil profilé en U étant légèrement en retrait par rapport à la face d'extrémité de la nervure centrale du fil profilé en T. Une gaine plastique intermédiaire peut éventuellement être disposée entre la voûte de pression et la voûte complémentaire en fils non agrafés.
La présente invention est applicable à la réalisation de conduites tubulaires flexibles du type "smooth bore", c'est-à-dire dans laquelle .
la gaine interne d'étanchéité est l'élément le plus interne de la conduite au contact duquel circule le fluide à transporter, et de conduites de type "rough bore" comportant à l'intérieur de la gaine d'étanchéité une carcasse métallique flexible telle qu'une structure de type feuillard métallique agrafé.

La présente invention présente des avantages remarquables 1°) Performances mécaniques considérablement supérieures à celles des conduites flexibles de l'art antérieur, en particulier en termes de durée de vie. Les effets de fatigue et d'usure sont extrêmement rêduits, et les phénomènes de fissuration ont disparu.
Z°) Dans les applications dynamiques sévères, la contrainte moyenne dans la section du fil profilé peut atteindre une valeur voisine ou, à la limite, égale à la contrainte admissible en application statique, sans avoir à augmenter la section de fil et diminuer la contrainte comme cela peut être nécessaire avec les fils de l'art antérieur pour compenser les effets d'usure, de fatigue et de concentration de contrainte.
3°) Fabrication plus facile des fils profilés en T et en U, sans risque de dégradation du métal, en particulier du fait du formage des fils profilés. En outre, compte tenu des moyens de fabrication disponibles dans l'industrie, il est possible, dans la pratique, de réaliser des fils profilés d'épaisseur et de section plus importantes.
4°) Opération de fabrication de la conduite par spiralage des fils profilés de la voûte de pression rendue facile. I1 est en effet possible de spiraler le fil profilé en T de la même façon qu'est spiralé le fil non agrafé d'une voûte de pression complémentaire. Cette opération est relativement aisée, le fil profilé en U formant agrafe étant posé par dessus le fil profilé en T sous tension, un peu comme un simple ruban.
Dans la présente description, il est indiqué que la voûte de pression est constituée par un fil profilé en T et un fil profilé en U, dans le but de simplifier la description. I1 est clair que la voûte de pression selon l'invention peut, de même que la voûte de pression complémentaire, de façon en soi bien connue, être réalisée avec plusieurs fils profilés en T déposés en spires adjacentes, et plusieurs fils profilés en U en nombre égal aux fils profilés en T. Avantageusement, la ' voûte de pression comporte deux fils profilés en T et deux fils profilés en U, le pas de spiralage étant deux fois plus important que celui d'une voùte réalisée par un seul fil profilé en T et un seul fil profilé
en U présentant les mêmes dimensions de section. Une telle structure permet en effet de doubler la vitesse de spiralage et de faciliter ~'O 96/18060 PGTlFR95101601 - l0 -l'équilibrage de la spiraleuse, ainsi que de diviser par deux l'amplitude de l'espace libre entre deux fils profilés en T adjacents.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre nullement limitatif en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation de conduite tubulaire flexible selon l'invention, - la figure 2 illustre une forme de réalisation de la voûte de pression de la conduite de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des vues de détail illustrant des configurations possibles des composants de la voûte de pression de la conduite tubulaire flexible selon l'invention, - les figures 5A et 5B illustrent des variantes de réalisation avec une voûte de pression complémentaire et la figure 6 est une vue de détail d'une variante de réalisation.
La conduite tubulaire flexible illustrée à la figure 1 est de type "smooth bore" et comprend de l'intérieur vers l'extérieur une gaine d' étanchêité en matière plastique 1, notamment en polyamide, en polymère fluoré, ou en polyéthylène réticulé, une voûte de pression 2 dont la structure va étre décrite plus en détail ci-après formée par spiralage de deux fils profilés, l'un en T, 3, l'autre en U, 4, une armure de traction constituée de deux nappes croisées de fils métalliques 5, 6, et une gaine extérieure d'étanchéité en matière plastique 7. Une gaine intermédiâire, non représentée, peut le cas échéant être prévue entre la voûte de pression 2 et la première 5 des nappes de l'armure de traction.
Dans une variante non représentée, la voûte 2 peut comporter deux fils profilés en T et deux fils profilés en U, le pas des hélices formées par les fils profilés étant alors deux fois plus important.
L'invention n'est pas limitée à une telle conduite de type "smooth bore" et peut être mise en oeuvre avec une conduite de type "rough bore" avec mise en place à l'intérieur de la gaine 1 d'une nappe de feuillard agrafé enroulé hélicoïdalement.
On se réfère maintenant à la figure 2 qui illustre un mode de réalisation de la voûte de pression 2 formée par spiralage à spires non .
jointives de fils profilés 3 et 4 de section en T et respectivement en U.
Le fil profilé en T 3 présente une partie de base 8 de section sensiblement rectangulaire complétée à ses extrémités latérales par deux WO 96!18060 PCT/FR95l01601 nervures 9 et dans sa partie centrale par une nervure centrale de section sensiblement trapézoïdale 10.
Entre chacune des nervures latérales 9 et la nervure centrale 10 est formée une gorge dont la paroi de fond est constituée par la surface 11 de la partie de base 8.
Le fil profilé 3 est enroulé dans la disposition illustrée, avec les nervures 9 et 10 faisant saillie en direction de l'extérieur de la conduite tubulaire flexible, c'est-à-dire radialement à l'opposé de l'axe longitudinal de 1a conduite, non représenté sur la figure 2.
Le fil profilé 4 présente une partie de base 12 aux extrémités latérales desquelles sont réalisées des nervures 13. Ces nervures 13 sont dirigées vers l'axe longitudinal de la conduite.
Comme on le voit sur la figure 2, les flancs latéraux des nervures centrales 10 du fil profilé en T,3 et les flancs extérieurs des nervures 13 du fil profilé en U, 4, sont inclinés d'un même angle ot par rapport à
un plan perpendiculaire à l'axe de la conduite tubulaire flexible, cet angle o( pouvant dans la pratique être compris entre 0 et 30°.
Les flancs latéraux d'extrémité de la partie de base 8 du fil profilé en T 3 peuvent étre avantageusement, comme illustré à la figure 2, perpendiculaires à l'axe de 1a conduite tubulaire flexible ou comme dans la variante illustrée à la figure 3, former avec celui-ci un angle(3 qui dans la pratique est inférieur à 10°.
Ces flancs latéraux peuvent, en section droite du fil être droits comme illustré ou le cas échéant, légèrement incurvés, comme illustré aux figures 5A et 5B.
Comme illustré notamment sur la figure 2, il est possible par un dimensionnement particulier d'assurer lors de la réalisation de la voûte de pression un contact entre les nervures latérales 9 du profilé en T, 3, avec le fil profilé en U, 4, plus précisément avec la surface 14 de la partie de base de ce fil profilé en U qui constitue le fond élargi et de préférence plat de la gorge ménagée entre les nervures latérales 13 de " celui-ci.
Comme expliqué précédemment, les efforts d'appui à l'endroit des sûrfaces en contact sont appelés à disparaître plus ôu môïns rapidement en cours d'utilisation. Dans certains cas, lorsque les efforts d'appui au début de la mise en exploitation de la conduite sont particulièrement faibles, il n'est pas exclu qu'il y ait seulement réduction progressive des efforts d'appui, et par conséquent du taux d'usure, sans que se manifeste le passage à une deuxième phase avec efforts d'appui extrêmement faible nettement différenciée par rapport à la première phase où les efforts d'appui sont relativement plus importants.
On a désigné sur la figure 2 par A, la hauteur du profilé en T,3, déterminée par la distance entre la face inférieure de la partie de base 8 et la surface supérieure d'extrémité de la nervure centrale 10.
B, la largeur du profilé en forme de T,3.
C, la largeur au sommet des nervures latérales 9 du profilé en T,3 dans l'hypothèse où cette portée est cylindrique étant entendu que dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, elle peut être incurvée, caractérisée par un cercle osculateur de rayon R.
D, la largeur de la partie de base du profilé en U,4.
E, l'épaisseur du profilé en U,4, dans sa partie centrale constituée par la gorge 14.
F, la hauteur des nervures latérales 9 du profilé en T,3 mesurée à
partir de la face inférieure de sa partie de base 8.
G, la hauteur des nervures latérales 13 du profilé en U,4, mesurée à partir de 1a surface de fond de gorge 14.
H, la largeur au sommet de la nervure centrale du profilé en T,3.
I, la largeur de la surface de fond de gorge 14 du profilé en U,4.
J, la largeur des nervures latérales 9 du fil profilé en T,3.
K, la hauteur de 1a partie de base 8 du fil profilé en T, 3, c'est-à-dire la distance entre la face inférieure de la partie de base et la surface 11 de fond des gorges latérales du fil profilé en T avec de préférence . rapport entre K et A . K/A égal ou supérieur â 0,4 et avantageusement égal ou supérieur à 0,5.
L, la largeur de la partie centrale sensiblement plane de la surface de base du fil profilé en T,4, orientée vers l'axe X et M, la hauteur des nervures latérales 9 du fil profilé en T,3.
c, l'espace entre les nervures 13 du fil profilé en U,4, et les surfaces 11 de fond de gorge du fil profilé en T, 3.
Cet espace constitue le jeu radial entre les nervures latérales du premier fil, ici, de façon avantageuse, le fil profilé en T, et la gorge correspondante du second fil, ici le fil profilé en U, la valeur initiale R'O 96/18060 PGT/FR95/01601 ' - 13 -de ce jeu radial étant de l'ordre de un ou quelques dixiëmes de millimètre.
I1 est ainsi possible, par le calcul et/ou des essais sur modèle ou prototype de déterminer, pour chaque cas d'application, les dimensions des fils profilés en T et en U, et en particulier l'espace ç, de façon à ce que le jeu radial de la première nervure, c'est-à-dire des nervures latérales du premier fil, subsiste pendant toute la durée de vie prévue.
L'épaisseur de la voùte 2 est déterminée de préférence par l'épaisseur A du fil profilé en T,3, dans sa partie centrale. Cette valeur peut typiquement correspondre également à la somme des valeurs E
et F à laquelle s' aj oute le cas échéant, la distance a dans la variante correspondant à la figure 6, cette valeur étant égale à la valeur A.
La figure 6 illustre le cas où le fil profilé en U est le premier fil tel que ses nervures latérales sont en appui sur les gorges correspondantes du fil profilé en T quî constitue le second fil.
Cette variante selon la figure 6 est, en principe moins intéressante que la variante selon la figure 2, dans la mesure où elle implique une augmentation des contraintes de flexion alternatives créant des effets de fatigue dans le fil profilé en U.
Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 4, il est prévu une distance b entre la face d'extrémité de la nervure centrale du fil profilé en T,3 et la surface extérieure de la partie de base du fil profilé en U,4.
La distance b peut étre dans la pratique de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre.
La variante illustrée à la figure 5 est notamment intéressante dans le cas où la conduite tubulaire flexible comporte autour de la voûte de pression 2 une nappe de fils non agrafés constituant une voûte de pression complémentaire.
Une telle variante avec voûte de pression complémentaire, couramment appelée frette est illustrée aux figures 5A et 5B. Le fil 15 ' de la frette est spiralé en sens inverse des fils profilés en T, 3, et en U, 4, de la voûte. Dans sa longueur, le fil profilé en U,4 peut se trouver recouvert soit par deux fils 15A et 15B de la frette dans le cas du spiralage de deux fils parallèles, ou deux spires adjacentes 15A et 15B du fil de frette, dans le cas du spiralage à un fil, comme illustré
figure 5A, soit par un fil tel que 15B, comme illustré figure 5B. En WO 96/18060 PCTlFR95101601 particulier dans la situation illustrêe à la figure 5B, il a été trouvé
qu'une faible valeur de la distance radiale b est suffisante pour empêcher le fil de frette, tel que 15B dans la figure 5B, de prendre appui sur le fil profilé en U,4, et d'augmenter l'effort d'appui entre le fil profilé en U et le fil profilé en T, ce qui aurait des conséquences dommageables sur la résistance et la durée de vie de la voûte de pression.
Les valeurs des hauteurs G et M sont de préférence chacune supérieure ou égale à 0,5 mm et en particulier supérieure à 1 mm.
La largeur C est de préférence supérieure ou égale à 1 mm et peut être typiquement de 2 à 3 mm.
Dans la forme de réalisation de la figure 3, le rayon R est de préférence supérieur ou égal à 0,5 mm, et en particulier supérieur ou égal à 1 mm.
Le rapport des valeurs B et A est de préférence compris entre 1,25 et 2 et en particulier compris entre 1,45 et 1,65.
Dans le sens axial de la conduite tubulaire flexible, on a de préférence D + g ~ B et I - 2 ,T < 5 mm et de préférence < 2,5 mm.
avec de préférence 1,2 mm ~ B - L ~ 2,5 mm.
De préférence, la surface interne 14 de la gorge du fil profilé en U,4 étant plane, la hauteur du fïl profilé en U, 4, dans sa partie centrale est supérieure ou égale à 1 mm, avantageusement supérieure ou égale à 2 mm, des résultats intéressants étant obtenus avec une hauteur entre 2 et 3 mm.

R'O 96/18060 PCT/FR95/01601 Exemples de prototypes essays Exemples se lon Exemple l'invention comparatif Proto 1 Proto 2 Proto 3 Conduite flexible Diamtre interne 6 pouces 10 pouces 6 pouces (152, 4 mm) (254 mm) (152, 4 mm) Pression interne 370 bars 425 bars 281 bars maximale Vote de pression Fil profil en T

- Hauteur A 14 mm 14 mm 10 mm - Largeur B 25 mm 25 mm 19,4 mm - Hauteur des nervures F 11 mm 11 mm 8 mm - Matriau Acier au carbone au carbone Acier au carbone Acier R 850 MPa R
= 722 MPa R = 877 MPa =

n m m duret HV (20kg) = 270 320 Fil profil en U

- Hauteur centrale E 2,9 mm 2,3 mm 1,8 mm - Largeur D 17,8 mm 17,6 mm 13,2 mm - Hauteur des nervures G 1,9 mm 1,9 mm 2,5 mm - Matriau Acier au carbone e Acier au carbone Acier au carbon R 860 MPa R = 860 MPa =

m n Duret HV (20kg) Jeux radiaux 1) Appui radial entre nervures latrales du fil profil en T et porte centrale du fil profil en U

2) Jeu radial c 0,3 0,3 zro entre nervures du 0,5 mm 0,5 mm fil profil en U et gorges du fil profil en T

3°) Dépassement b nominal nominal 0,2 mm de la nervure = 0,1 mm _ 0,7 mm centrale du fil profilé en T réel = réel =
par rapport à la surface 0,2 mm 0,4 mm extérieure du fil profilé en U (tolérances sur les cotes des fils, le fil en U
dépassant légèrement) Voûte de pression complémentaire épaisseur du fil Néant 7,5 mm Néant Résultats des essais Prototype 1 - pression interne maintenue à 369 bars - traction axiale égale à 793 kN
- conditions dymamiques (écart angulaire imposé au flexible, variant cycliquement) correspondant aux conditions typiques de la mer du Nord (très sévères) pendant 20 ans.
La conduite flexible a resisté à un nombre de cycles correspondant à une durée de vie de 20 ans.
L'expertise des fils a montré une légère usure, régulière sans fissuration.
Prototype 2 - pression interne maintenue à 425 bars - traction axiale égale à 800 kN
conditions dynamiques correspondant, comme pour le prototype 1, à la mer du Nord sur une durée de 20 ans.
Excellents résultats, confirmés par l'expertise des fils, comme pour le prototype 1.
Prototype 3 - pression interne = 277 bars - traction axiale = 850 kN
- conditions dynamiques correspondant, comme pour les deux autres - conditions dynamiques correspondant, comme pour les deux autres prototypes, à la mer du Nord sur une durée de 20 ans.
Rupture du fil en T apparue un peu avant la limite de durée prévue de 20 ans ayant entraîné une fuite mettant la conduite flexible hors service.
Le résultat insuffisant sur ce prototype 3 s'explique par le fait qu'il y avait double contact dans chaque zone d'agrafage, à la fois aux nervures du fil profilé en U et aux nervures du fil profilé en T, ceci étant agravé par le fait que l'acier du fil profilé en U était beaucoup trop mou par rapport au fil profilé en T.
D'une façon générale, les fils profilés en T et en U peuvent être réalisés en n'importe quel métal, acier ou autres, envisageables pour les armatures d'une conduite flexible. En particulier, on peut utiliser le méme métal pour les deux fils, avec la même nuance ou des nuances voisines.
Dans le cas typique de fils en acier au carbone, la limite à la rupture Rm du fil profilé en U est, de préférence supérieure à une valeur égale à la valeur Rm du fil profilé en T diminuée de 200 MPa.
>. RmT - 200 MPa et avantageusement supérieure de 100 à 200 MPa à la valeur Rm du fil profilé en T
RmU - RmT t 100 à 200 MPa.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses variantes et modifications sans pour autant sortir de son cadre tel que défini par les revendications. 7 In a first embodiment, the characteristics of the wire T-profile and U-shaped wire are chosen so that the Flexible pipe has two successive phases of operation.
During a first phase in which there is a contact with support force between the T-shaped wire and the U-shaped wire, a part of the circumferential forces is taken up by the U-shaped wire with a contact pressure between the two profiled wires.
This contact causes friction and a beginning of wear which is produced as long as, despite a beginning of reduction in thickness of one or the other of the litters in support, a certain effort of support exists between the T-shaped and U-shaped wires.
The work of the applicant company has shown that, taking into account the variation of stresses and deformations associated with the effects dynamics, essentially the action of the swell, the wear reaches a maximum amplitude and weak final, of the order of a few tenths of millimeter. Given the dimensions of the profiled wires and particular of the T-shaped wire which has a large section, the resulting section area reduction is extremely small and in fact negligible in practice.
During a second phase of operation, the profiled wire in T and the U-shaped wire remain approximately in contact, but the support effort becomes extremely low, even practically negligible. More specifically, the support effort remains equal to the level in beyond which there can be no more wear.
There is therefore no longer any wear of the profiled son and we note a significant increase in service life compared to structures previously known, including those involving a T-shaped wire and a U-shaped profile.
According to the invention, the section of the wires being stabilized at a value very close to its initial value, and support efforts between the profiled wires having disappeared after a regular erosion of a thin surface film, it has been found that the pressure vault has no beginning of cracking.
In a second embodiment, the support effort, while decreasing continuously, remains sufficient for wear to continue throughout the life of the flexible pipe, the rate wear decreasing at the same time as the support force, and _ 8 _ thus becoming weaker and weaker. It was found that the final wear and tear is weak, as in the first mode, and is also of some tenths of a millimeter, so that, in particular, the radial clearance of the second rib remains unsupported, and this even when the wear reaches, in ' the case of thick wires, about a millimeter.
Outside the pressure vault made up of the wires T-section and U-section is the tensile armor, a layer intermediate of polymeric material which can be arranged advantageously between the vault and the armor. The pull armor exerts, in known manner, a compression force on the underlying vault, effort which is taken into account in the evaluation of the efforts T-shaped and U-shaped wire and inter-wire support T-profile and U-shaped wire.
Preferably, the T-shaped and U-shaped wires are dimensioned with way that, in the wound state, each profiled wire having two supports on the complementary shaped wire and each turn of wire being thus in simple support on each of the two adjacent turns, the outer surface cylindrical U-shaped wire has an equal or slight diameter less than that of the T-shaped wire.
The pressure vault according to the invention may, where appropriate, be complemented by a complementary pressure vault resting on it and consisting of a non-stapled wire spiraled at a high angle, the armor of traction being disposed outside this complementary vault. Of preferably, the non-stapled wire is of rectangular section with angles rounded, and spiraled in opposite directions with respect to the profiled wires of the pressure vault, the outer surface of the U-shaped wire being slightly set back from the end face of the rib center of the T-section wire. An intermediate plastic sheath can possibly be arranged between the pressure vault and the vault complementary non-stapled son.
The present invention is applicable to the production of pipes flexible tubular type "smooth bore", that is to say in which.
the internal sealing sheath is the innermost element of the in which the fluid to be transported circulates, and rough bore type pipes having inside the sheath sealing a flexible metal carcass such as a structure of type metal strap stapled.

The present invention has remarkable advantages 1 °) Mechanical performances considerably higher than those flexible pipes of the prior art, particularly in terms of lifetime. The effects of fatigue and wear are extremely small, and the phenomena of cracking have disappeared.
Z °) In severe dynamic applications, the constraint average in the section of the profiled wire can reach a similar value or, at the limit, equal to the permissible stress in application static, without having to increase the wire section and decrease the constraint as this may be necessary with the threads of the art to compensate for the effects of wear, fatigue and stress concentration.
3 °) easier manufacture of the T-shaped and U-shaped wires, without risk of metal degradation, in particular due to the formation of shaped wires. In addition, considering the means of manufacture available in industry, it is possible, in practice, to make profiled wires of greater thickness and section.
4 °) Production operation of spiral pipe profiled wires of the pressure vault made easy. I1 is indeed possible to spiral the T-shaped wire in the same way as spiraled non-stapled wire of a complementary pressure vault. This operation is relatively easy, the U-shaped wire forming a staple being laid over the live T-wire, a bit like a simple ribbon.
In this description, it is stated that the vault of pressure is formed by a T-shaped wire and a U-shaped wire, in order to simplify the description. It is clear that the vault of pressure according to the invention can, as well as the pressure vault complementary, in a well-known manner, to be carried out with several T-shaped wires deposited in adjacent turns, and several wires U-shaped sections equal in number to the T-shaped wires. Advantageously, the pressure vault has two T-shaped wires and two profiled wires in U, the spiraling step being twice as large as that of a vault made by a single T-shaped wire and a single profiled wire in U with the same section dimensions. Such a structure allows in fact to double the speed of spiraling and to facilitate ~ O 96/18060 PGTlFR95101601 - l0 -balancing the spiral, as well as halving the amplitude of the free space between two adjacent T-shaped wires.
Other advantages and features of the invention will become apparent upon reading the following description of an example of implementation in no way limiting with reference to the appended drawing in which FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of flexible tubular conduit according to the invention, FIG. 2 illustrates an embodiment of the vault of pipe pressure of Figure 1, FIGS. 3 and 4 are detailed views illustrating possible configurations of the components of the pressure vault of the flexible tubular conduit according to the invention, FIGS. 5A and 5B illustrate variant embodiments with a complementary pressure vault and Figure 6 is a view of detail of an alternative embodiment.
The flexible tubular pipe illustrated in FIG.
"smooth bore" and includes from inside to outside a sheath sealing material made of plastic 1, in particular of polyamide, of polymer fluorinated, or crosslinked polyethylene, a pressure vault 2 whose Structure will be described in more detail below formed by spiraling of two profiled wires, one in T, 3, the other in U, 4, an armor of traction consists of two crossed plies of metal son 5, 6, and an outer plastic sealing sheath 7. A sheath intermediary, not shown, may where appropriate be provided between the pressure vault 2 and the first 5 plies of the tensile armor.
In a variant not shown, the roof 2 may comprise two T-shaped wires and two U-shaped wires, the pitch of the formed helices by the profiled son being then twice as important.
The invention is not limited to such a type of pipe "smooth bore" and can be implemented with a pipe type "rough bore" with placement inside the sheath 1 of a tablecloth of staple strap wound helically.
Referring now to FIG. 2 which illustrates a mode of realization of the pressure vault 2 formed by spiraling with no turns.
joined sections 3 and 4 sections T and U respectively.
The T-shaped wire 3 has a base portion 8 of section substantially rectangular completed at its lateral ends by two WO 96! 18060 PCT / FR95160601 ribs 9 and in its central part by a central rib section substantially trapezoidal 10.
Between each of the lateral ribs 9 and the central rib 10 is formed a groove whose bottom wall is formed by the surface 11 of the basic part 8.
The profiled wire 3 is wound in the arrangement illustrated, with the ribs 9 and 10 protruding towards the outside of the flexible tubular pipe, that is to say radially opposite the axis longitudinal of the pipe, not shown in Figure 2.
The profiled wire 4 has a base portion 12 at the ends lateral ribs 13 are formed. These ribs 13 are directed towards the longitudinal axis of the pipe.
As can be seen in FIG. 2, the lateral flanks of the ribs centers 10 of the T-shaped wire, 3 and the outer flanks of the ribs 13 of the U-shaped wire, 4, are inclined at the same angle ot with respect to a plane perpendicular to the axis of the flexible tubular pipe, this angle o (may in practice be between 0 and 30 °.
The lateral end flanks of the base portion 8 of the yarn T-section 3 can be advantageously, as illustrated in FIG.
2, perpendicular to the axis of the flexible tubular conduit or as in the variant illustrated in FIG. 3, form with it an angle (3 which in practice is less than 10 °.
These side flanks may, in cross section of the wire be straight as illustrated or where appropriate, slightly curved, as illustrated in Figures 5A and 5B.
As illustrated in particular in Figure 2, it is possible by a particular dimensioning to ensure when carrying out the pressure vault contact between the lateral ribs 9 of the profile in T, 3, with the U-shaped wire, 4, more precisely with the surface 14 of the base part of this U-shaped wire which constitutes the widened bottom and preferably flat of the groove formed between the lateral ribs 13 of " this one.
As explained above, support efforts for surefaces in contact are expected to disappear more quickly in use. In some cases, when support start of the operation of the pipe are particularly weak, it is not excluded that there is only progressive reduction support efforts, and therefore the rate of wear, without shows the transition to a second phase with support extremely low distinctly differentiated from the first phase where support efforts are relatively more important.
We have designated in Figure 2 by A, the height of the T-section, 3, determined by the distance between the underside of the base portion 8 and the upper surface end of the central rib 10.
B, the width of the T-shaped section, 3.
C, the width at the top of the lateral ribs 9 of the T-section, 3 in the event that this scope is cylindrical, it being understood that in the embodiment illustrated in Figure 4, it can be curved, characterized by an osculating circle of radius R.
D, the width of the base portion of the U-profile, 4.
E, the thickness of the U-profile, 4, in its central part constituted by the groove 14.
F, the height of the lateral ribs 9 of the T-section, 3 measured at from the lower face of its base part 8.
G, the height of the lateral ribs 13 of the U-profile, 4, measured from the bottom surface of groove 14.
H, the width at the top of the central rib of the T-section, 3.
I, the width of the groove bottom surface 14 of the U-profile, 4.
J, the width of the lateral ribs 9 of the T-shaped wire, 3.
K, the height of the base portion 8 of the T-shaped wire, 3, i.e. the distance between the underside of the base part and the bottom surface 11 of the lateral grooves of the T-shaped wire with preference . relationship between K and A. K / A equal to or greater than 0.4 and advantageously equal to or greater than 0.5.
L, the width of the substantially flat central portion of the base surface of the T-shaped wire, 4, oriented towards the X axis and M, the height of the lateral ribs 9 of the T-shaped wire, 3.
c, the space between the ribs 13 of the U-shaped wire 4, and the Throat bottom surfaces 11 of the T-shaped wire, 3.
This space constitutes the radial clearance between the lateral ribs of the first wire, advantageously here, the T-shaped wire, and the throat corresponding to the second wire, here the U-shaped wire, the initial value R'O 96/18060 PGT / FR95 / 01601 '- 13 -of this radial game being of the order of one or a few tenths of millimeter.
It is thus possible, by calculation and / or model tests or prototype to determine, for each application case, the dimensions T-shaped and U-shaped wires, and in particular the space c, so that the radial clearance of the first rib, that is to say the ribs side of the first wire, remains throughout the life expectancy.
The thickness of the vault 2 is preferably determined by the thickness A of the T-shaped wire, 3, in its central part. This value can typically also match the sum of E values and F to which, if applicable, the distance a in the variant corresponding to Figure 6, this value being equal to the value A.
FIG. 6 illustrates the case where the U-shaped wire is the first wire such its lateral ribs rest on the corresponding grooves T-shaped wire which constitutes the second wire.
This variant according to FIG. 6 is, in principle less interesting that the variant according to Figure 2, insofar as it involves an increase in alternative bending stresses creating fatigue effects in the U-shaped wire.
In the embodiment variant illustrated in FIG. 4, it is provided a distance b between the end face of the central rib T-shaped wire, 3 and the outer surface of the base portion of the U-shaped wire, 4.
The distance b can be in practice of the order of a few tenths of a millimeter.
The variant illustrated in FIG. 5 is particularly interesting in the case where the flexible tubular conduit comprises around the vault pressure 2 a sheet of unstapled son constituting a vault of additional pressure.
Such a variant with complementary pressure vault, commonly referred to as a fret is shown in Figures 5A and 5B. The thread 15 'of the hoop is spiral in the opposite direction of the T-shaped wires, 3, and in U, 4, of the vault. In its length, the U-shaped wire 4 can be find covered by two wires 15A and 15B of the hoop in the case spiraling of two parallel wires, or two adjacent turns 15A and 15B of the hoop wire, in the case of single-wire spiraling, as illustrated FIG. 5A, or a wire such as 15B, as illustrated in FIG. 5B. In WO 96/18060 PCTlFR95101601 particular in the situation shown in Figure 5B, it was found that a small value of the radial distance b is sufficient for prevent the hoop wire, such as 15B in Figure 5B, from support on the U-shaped wire, 4, and increase the support force between the U-shaped wire and the T-wire, which would have serious consequences damaging the strength and durability of the pressure vault.
The values of the heights G and M are preferably each greater than or equal to 0.5 mm and in particular greater than 1 mm.
The width C is preferably greater than or equal to 1 mm and can typically be 2 to 3 mm.
In the embodiment of FIG. 3, the radius R is preferably greater than or equal to 0.5 mm, and in particular greater or equal to 1 mm.
The ratio of values B and A is preferably between 1.25 and 2 and in particular between 1.45 and 1.65.
In the axial direction of the flexible tubular pipe, preference D + g ~ B and I - 2, T <5 mm and preferably <2.5 mm.
with preferably 1.2 mm ~ B - L ~ 2.5 mm.
Preferably, the inner surface 14 of the groove of the profiled wire into U, 4 being flat, the height of the channel U-shaped, 4, in its part central unit is greater than or equal to 1 mm, advantageously greater or equal to 2 mm, interesting results being obtained with a height between 2 and 3 mm.

R'O 96/18060 PCT / FR95 / 01601 Examples of prototype essays Examples Example comparative invention Proto 1 Proto 2 Proto 3 Flexible driving Internal diameter 6 inches 10 inches 6 inches (152, 4 mm) (254 mm) (152, 4 mm) Internal pressure 370 bar 425 bar 281 bar maximum Pressure vote T-profile wire - Height A 14 mm 14 mm 10 mm - Width B 25 mm 25 mm 19.4 mm - Height of ribs F 11 mm 11 mm 8 mm - Material Carbon Steel Carbon Carbon Steel Steel R 850 MPa R
= 722 MPa R = 877 MPa =

nmm HV hardness (20kg) = 270 320 U-shaped wire - Central height E 2.9 mm 2.3 mm 1.8 mm - Width D 17.8 mm 17.6 mm 13.2 mm - Height of ribs G 1.9 mm 1.9 mm 2.5 mm - Material Carbon Steel e Carbon Steel Carbon steel R 860 MPa R = 860 MPa =

mn Hardness HV (20kg) Radial games 1) Radial support between lateral ribs wire profile T-shaped and door central U-profile wire 2) Radial clearance c 0.3 0.3 z between ribs 0.5 mm 0.5 mm U-shaped wire and thread throats T-profile 3 °) Exceeding nominal b 0.2 mm of the rib = 0.1 mm _ 0.7 mm central of the wire real T-shaped = real =
relative to the surface 0.2 mm 0.4 mm outer wire U-profile (tolerances on the ratings of the threads, U-shaped wire exceeding slightly) Pressure vault complementary wire thickness None 7.5 mm None Results of the tests Prototype 1 - internal pressure maintained at 369 bar axial tension equal to 793 kN
- dymamic conditions (angular deviation imposed on the flexible, varying cyclically) corresponding to the typical conditions of the North Sea (very severe) for 20 years.
Flexible pipe resisted a corresponding number of cycles at a service life of 20 years.
The expertise of the yarns showed a slight wear, regular without cracking.
Prototype 2 - internal pressure maintained at 425 bar axial tension equal to 800 kN
corresponding dynamic conditions, as for prototype 1, to the North Sea for a period of 20 years.
Excellent results, confirmed by the expertise of the sons, as for the prototype 1.
Prototype 3 - internal pressure = 277 bars - axial tension = 850 kN
- corresponding dynamic conditions, as for the other two - corresponding dynamic conditions, as for the other two prototypes at the North Sea for a period of 20 years.
T-wire break appeared shortly before the expected time limit of 20 years causing a leak putting flexible pipe out service.
The insufficient result on this prototype 3 is explained by the fact that there was double contact in each staple area, both at ribs of the U-shaped wire and the ribs of the T-shaped wire, this being aggravated by the fact that the steel of the U-shaped wire was much too soft compared to the T-shaped wire.
In general, the T-shaped and U-shaped wires can be made of any metal, steel or other, conceivable for reinforcement of a flexible pipe. In particular, we can use the same metal for both wires, with the same shade or shades neighbors.
In the typical case of carbon steel wire, the limit to the Rm rupture of the U-shaped wire is preferably greater than one value equal to the Rm value of the T-shaped wire reduced by 200 MPa.
>. RmT - 200 MPa and advantageously greater than 100 to 200 MPa at the Rm value of the wire T-profile RmU - RmT t 100 to 200 MPa.
Although the invention has been described in connection with modes of particular realization, it is obvious that it is not at all limited and that it can be brought various variants and modifications without departing from its scope as defined by the claims.

Claims

1. Flexible tubular pipe, especially for transportation fluids under pressure, comprising an internal sealing sheath, a tensile armor consisting of at least two crossed layers of wires, a pressure resistance armour, called a pressure vault and constituted by the helical winding at an angle close to 90° by relative to the axis of the flexible tubular conduit of at least one pair of stapleable metallic profiled wires, one of the profiled wires having a T-section having a base portion provided at its ends sides of ribs in relief and a central rib in relief whose the vertex is at a greater distance from the part of base than the tops of the side ribs, the other profiled wire having a U-section comprising a base part provided at its side ends of raised ribs, and an outer sheath of protection, with the ribs of the T-section wire pointing towards the exterior of the flexible tubular conduit, and the ribs of the wire U-section being oriented in the direction of the axis of the pipe flexible tubular, characterized in that the cross-sectional area straight line of the T-section wire (3) is substantially greater than the area of the straight section of the U-shaped wire (4), and that, in each zone lateral stapling consisting, on the one hand, of a lateral rib (13), of the U-shaped wire (4) engaged in a lateral groove of the U-shaped wire T (3) and on the other hand by a lateral rib (9) of the T-section wire in facing the base part (12) of the U-shaped wire and between the two ribs (13) of this U-shaped wire, there is both contact between the lateral rib of a first of the two profiles and the second profiled wire and a radial play between the lateral rib of the second shaped wire and the first profiled wire.

2. Flexible tubular pipe according to claim 1 characterized in that said first shaped yarn is the shaped yarn T-shaped, (3) the two lateral ribs (9) of this profiled wire being in contact with the facing surface (14) of the base part (12) of the wire U-section (4) which constitutes the widened, and preferably flat, bottom of the groove located between the lateral ribs (13) of this U-shaped wire, and the two side ribs of the U-section wire being at a distance, with a certain radial play, with respect to the corresponding grooves of the thread T profile.

3. Flexible tubular pipe according to claim 1 or 2 characterized in that the ratio of said cross-sectional areas profiled wires is greater than or equal to 2 and preferably greater than or equal to 3.