EP0147321B1 - Raccord rapide pour tube prolongateur de forage pétrolier - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a quick connector in particular for the elements of an extension tube for oil drilling at sea.
- fittings of the bayonet type comprising a locking ring disposed outside the elements to be connected to the extension tube.
- the invention relates to a quick connector comprising a female tubular element and a male tubular element fitting into each other, a locking ring provided with a crown of tenons which cooperates with a crown of tenons provided on one of the tubular elements and of the members for exerting in the axial direction a pre-tensioning tightening between the two tubular elements and the locking ring
- a construction method is illustrated for example by FR-A- 2 376 990.
- the female tubular element and the male tubular element form between them an annular groove open at its upper part and limited at its lower part by an axial bearing produced on the periphery of one of the tubular elements, said groove having a dimension sufficient to allow the introduction of the locking ring.
- the tubular elements 3, 4 have flanges 7, 8 for fixing to the lower part and to the upper part of the extension tube, peripheral lines 9 which are fitted in a completely conventional manner to said tubes.
- the female tubular element 3 internally comprises a ring of tenons 12.
- a locking ring 13 provided at its lower part and externally with a ring of tenons 14.
- the upper face of the locking ring 13 has teeth 15 cooperating with teeth provided below a ring 16 which surrounds the male tubular element 4 and which bears on the edge of the female element 3.
- the connector also comprises members, designated by the reference 20, uniformly distributed around the male tubular element 4 and ensuring the blocking of said connector in the locked position.
- Each blocking member 20 is constituted by a screw 21 mounted freely in rotation on a sole 22 fixed below the flange 7.
- the sole 22 has an inclined face 23 and the screw 21 drives in translation a wedge wedge 24 which slides between the inclined face and the ring 16.
- the pins 14 of the ring 13 pass between the pins 12 of the female tubular element 3.
- the ring 13 rests on the axial surface 11 and the play between the pins 12,14 is sufficient to allow the ring 13 to rotate freely in the annular groove 10.
- the ring 16 is turned a fraction of a turn to drive in rotation, by means of the teeth 15, the ring 13 so that the studs 14 are positioned below the studs 12.
- the organs of blocking 20, still being in place, the screws 21 are successively rotated driving the bias wedges 24 in translation in the direction indicated by the arrow 30 in FIG. 2.
- This translation applies, by the wedge effect of the bias wedges 24, d on the one hand an axial thrust directed downwards on the female tubular element 3 via the ring 16 and on the other hand an axial thrust directed upwards on the male tubular element 4 via the soles 22 and flange 7.
- the ring 13 is wedged in the groove 10 between the two tubular elements 3, 4 and immobilized in this locking position by the crowns of tenons 12, 14. The coupling is therefore locked.
- the release will be carried out by loosening the bias wedges 24 and the uncoupling by rotation of a fraction of a turn of the ring 13.
- This arrangement allows a minimum of machining operations of the various elements and forms a compact assembly in which the rotating locking ring is well protected between two solid parts, which makes it possible to reduce the dimensions of the ring and consequently the size of the fitting, while allowing easy access to the seals sealing. Furthermore, it also allows a good distribution of the load around the circumference of the tubular elements, and very easily control the areas with high stress.
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Description
- La présente invention a pour objet un raccord rapide en particulier pour les éléments d'un tube prolongateur pour le forage pétrolier en mer.
- Le forage des puits de pétrole et de gaz dans le fond marin au large des côtes est effectué à partir de plates-formes fixes ou flottantes ou de batiments flottants. Pour effectuer ces opérations, il est nécessaire de relier le plancher de forage situé en surface avec le fond de la mer par un tube prolongateur fréquemment appelé "riser". Ce tube constitué de nombreux éléments assemblés bout à bout sert principalement à canaliser les boues de forage et guider les tiges de forage.
- Pour la liaison de ces éléments, on utilise notamment des raccords du type à baionnette comportant un anneau de verrouillage disposé à l'extérieur des éléments à raccorder du tube prolongateur.
- L'invention est relative à un raccord rapide comprenant un élément tubulaire femelle et un élément tubulaire mâle s'emboitant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage muni d'une couronne de tenons qui coopère avec une couronne de tenons prévue sur l'un des éléments tubulaires et des organes pour exercer dans la direction axiale une précontraite de serrage entre les deux éléments tubulaires et l'anneau de verrouillage un tel mode de construction est illustré par exemple par le FR-A- 2 376 990. Conformément à l'invention l'élément tubulaire femelle et l'élément tubulaire mâle ménagent entre eux une gorge annulaire ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa partie inférieure par une portée axiale réalisée sur le pourtour de l'un des éléments tubulaires, ladite gorge ayant une dimension suffisante pour permettre l'introduction de l'anneau de verrouillage.
- L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- - la figure 1 est une vue en coupe verticale du raccord conforme à l'invention, dans sa position de déverrouillage;
- - la figure 2 est une vue en coupe verticale du raccord dans sa position verrouillée.
- Sur les figures montrant un exemple de raccord rapide selon l'invention pour un tube prolongateur utilisé dans le forage pétrolier en mer, on a représenté la partie inférieure 1 et la partie supérieure 2 du tube prolongateur, sur lesquelles sont raccordés, par tout moyen approprié, par exemple par soudure, les deux éléments tubulaires 3, 4 du raccord.
- Ces deux éléments tubulaires 3, 4 s'emboîtent l'un dans l'autre, cet emboîtement étant limité par un épaulement 5 prévu à l'intérieur de l'élément femelle 3 et l'étanchéité assurée par des joints 6.
- Les éléments tubulaires 3,4 comportent des brides 7, 8 pour la fixation à la partie inférieure et à la partie supérieure du tube prolongateur, des lignes périphériques 9 qui équipent de façon tout à fait classique lesdits tubes.
- L'élément tubulaire femelle 3 et l'élément tubulaire mâle 4, s'emboîtant l'un dans l'autre, ménagent entre eux une gorge annulaire 10 qui est limitée à sa partie inférieure par une portée axiale 11 prévue sur le pourtour extérieur de l'élément mâle 4. L'élément tubulaire femelle 3 comporte intérieurement une couronne de tenons 12. Dans la gorge annulaire 10 est introduit un anneau de verrouillage 13 muni à sa partie inférieure et extérieurement d'une couronne de tenons 14. La face supérieure de l'anneau de verrouillage 13 comporte des dentures 15 coopérant avec des dentures prévues au-dessous d'une bague 16 qui entoure l'élément tubulaire mâle 4 et qui est en appui sur le rebord de l'élément femelle 3.
- Le raccord comporte également des organes, désignés par la référence 20, uniformément répartis autour de l'élément tubulaire mâle 4 et assurant le blocage dudit raccord en position verrouillée.
- Chaque organe de blocage 20 est constitué par une vis 21 montée libre en rotation sur une semelle 22 fixée au-dessous de la bride 7. La semelle 22 comporte un pan incliné 23 et la vis 21 entraine en translation une cale biaise 24 qui glisse entre le pan incliné et la bague 16.
- Le montage et le verrouillage du raccord s'effectuent de la manière suivante:
- L'élément tubulaire mâle 4, sur lequel ont déjà été placé l'anneau 13 et la bague 16, est emboîté dans l'élément tubulaire femelle 3, jusqu'en appui sur l'épaulement 5 (figure 1). Les tenons 14 de l'anneau 13 passent entre les tenons 12 de l'élément tubulaire femelle 3. L'anneau 13 repose sur la portée axiale 11 et le jeu entre les tenons 12,14 est suffisant pour permettre à l'anneau 13 de tourner librement dans la gorge annulaire 10.
- Ensuite, on tourne la bague 16 d'une fraction de tour pour entrainer en rotation, par l'intermédiaire des dents 15, l'anneau 13 de telle manière que les tenons 14 viennent se positionner au-dessous des tenons 12. Les organes de blocage 20, étant toujours en place, on tourne successivement les vis 21 entraînant en translation les cales biaises 24 dans le sens indiqué par la flèche 30 sur la figure 2. Cette translation applique, par l'effet de coin des cales biaises 24, d'une part une poussée axiale dirigée vers le bas sur l'élément tubulaire femelle 3 par l'intermédiaire de la bague 16 et d'autre part une poussée axiale dirigée vers le haut sur l'élément tubulaire mâle 4 par l'intermédiaire des semelles 22 et de la bride 7.
- L'anneau 13 se trouve coincé dans la gorge 10 entre les deux éléments tubulaires 3, 4 et immobilisé dans cette position de verrouillage par les couronnes de tenons 12, 14. Le verrouillage du raccord est donc réalisé.
- Le déblocage s'effectuera en desserrant les cales biaises 24 et le, désaccouplement par rotation d'une fraction de tour de l'anneau 13.
- Cette disposition permet un minimum d'opérations d'usinage des différents éléments et forme un ensemble compact dans lequel l'anneau tournant de verrouillage est bien protégé entre deux pièces massives, ce qui permet de diminuer les dimensions de l'anneau et par conséquent l'encombrement du raccord, tout en permettant un accès facile aux joints d'étanchéité. Par ailleurs, elle permet également une bonne répartition de la charge autour de la circonférence des éléments tubulaires, et de contrôler très facilement les zones à forte contrainte.
- Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit notamment en ce qui concerne les organes pour assurer une précontrainte de serrage, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
Claims (5)
1. Raccord rapide, en particulier pour les éléments d'un tube prolongateur utilisé pour le forage pétrolier en mer, comprenant un élément tubulaire femelle (3) et un élément tubulaire mâle (4) s'emboîtant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage (13) muni d'une couronne de tenons (14) qui coopère avec une couronne de tenons (12) prévue sur l'un des éléments tubulaires (3, 4) et des organes (20) pour exercer dans la direction axiale une précontrainte de serrage entre les deux éléments tubulaires (3,4) et l'anneau de verrouillage (13),
caractérisé par le fait que l'élément tubulaire femelle (3) et l'élément tubulaire mâle (4) ménagent entre eux une gorge annulaire (10) ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa partie inférieure par une portée axiale (11) réalisée sur le pourtour de l'un des éléments tubulaires (3-4), ladite gorge (10) ayant une dimension suffisante pour permettre l'introduction de l'anneau de verrouillage (13).
caractérisé par le fait que l'élément tubulaire femelle (3) et l'élément tubulaire mâle (4) ménagent entre eux une gorge annulaire (10) ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa partie inférieure par une portée axiale (11) réalisée sur le pourtour de l'un des éléments tubulaires (3-4), ladite gorge (10) ayant une dimension suffisante pour permettre l'introduction de l'anneau de verrouillage (13).
2. Raccord rapide selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que la couronne de tenons (14) de l'anneau (13) est prévue à la partie iniérieure et extérieurement audit anneau (13), et la couronne de tenons (12) de l'un des éléments tubulaires (3-4) est prévue à la partie supérieure et intérieurement à l'élément tubulaire femelle (3).
caractérisé par le fait que la couronne de tenons (14) de l'anneau (13) est prévue à la partie iniérieure et extérieurement audit anneau (13), et la couronne de tenons (12) de l'un des éléments tubulaires (3-4) est prévue à la partie supérieure et intérieurement à l'élément tubulaire femelle (3).
3. Raccord rapide selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que la face supérieure de l'anneau de verrouillage (13) comporte des dentures (15) coopérant avec des dentures réalisées sur une bague (16) pour l'entraînement en rotation dudit anneau.
caractérisé par le fait que la face supérieure de l'anneau de verrouillage (13) comporte des dentures (15) coopérant avec des dentures réalisées sur une bague (16) pour l'entraînement en rotation dudit anneau.
4. Raccord rapide selon la revendication 3,
caractérisé par le fait que la bague (16) est en appui sur l'élément tubulaire femelle (3).
caractérisé par le fait que la bague (16) est en appui sur l'élément tubulaire femelle (3).
5. Raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que les organes (20) exerçant la précontrainte de serrage sont chacun con stitués par une cale biaise (24) qui se déplace entre deux surfaces d'appui en regard, respectivement associées à l'élément femelle (3) par l'intermédiaire de la bague (16) et à l'élément mâle (4) par l'intermédiaire d'une semelle (22) comportant un pan incliné (23).
caractérisé par le fait que les organes (20) exerçant la précontrainte de serrage sont chacun con stitués par une cale biaise (24) qui se déplace entre deux surfaces d'appui en regard, respectivement associées à l'élément femelle (3) par l'intermédiaire de la bague (16) et à l'élément mâle (4) par l'intermédiaire d'une semelle (22) comportant un pan incliné (23).
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