EP3663507A1 - Connector for assembling two sections of a riser with internal locking ring - Google Patents

Connector for assembling two sections of a riser with internal locking ring Download PDF

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Publication number
EP3663507A1
EP3663507A1 EP19211411.4A EP19211411A EP3663507A1 EP 3663507 A1 EP3663507 A1 EP 3663507A1 EP 19211411 A EP19211411 A EP 19211411A EP 3663507 A1 EP3663507 A1 EP 3663507A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
locking ring
rotation
studs
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19211411.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jérémie TRIADOU
Emmanuel Persent
Jérôme JOUANIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP3663507A1 publication Critical patent/EP3663507A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/08Casing joints
    • E21B17/085Riser connections
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches
    • E21B17/0465Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches characterised by radially inserted locking elements
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    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/08Casing joints
    • E21B17/085Riser connections
    • E21B17/0853Connections between sections of riser provided with auxiliary lines, e.g. kill and choke lines

Definitions

  • the present invention relates to the field of oil drilling and exploitation of deposits in very deep sea. It relates to a riser connector.
  • a riser (or riser) for drilling consists of a set of tubular elements of length generally between 15 and 27 m (50 and 90 feet), assembled by connectors.
  • the tubular elements generally consist of a main tube provided with connectors at each end.
  • Tubular auxiliary pipes also called peripheral pipes commonly called “kill line”, “choke line”, “booster line” and “hydraulic line” allowing the circulation of technical fluids are provided parallel to the main tube.
  • the tubular elements are assembled on the drilling site, from a floating support. The column descends into the slice of water as the tubular elements are assembled, until reaching the wellhead located on the seabed.
  • the need to reduce the assembly time of the risers is all the more critical as the water depth, and therefore the length of the column, are important.
  • a riser (or riser) for other applications, in particular production, packaging (from English “completion”) or reconditioning (from English “work-over”), is also made up of a set of tubular elements assembled by connectors.
  • the documents FR 2925105 , FR 2956693 and FR 2956694 describe various solutions proposing in particular to involve the auxiliary pipes, together with the main tube, in the resumption of the longitudinal forces applied to the riser.
  • the attachment of the auxiliary lines relative to the main tube causes tensile forces in the auxiliary lines.
  • the thicknesses of the auxiliary lines are large, which generates an increase in the mass, in the size of the floats and therefore in the cost of the riser.
  • Another problem with these connectors concerns the inspection and maintenance of the locking ring. Indeed, the locking rings in the previously cited patents are not entirely removable. It is therefore not possible to inspect the entire locking ring.
  • patent applications WO 2015/071411 , WO 2015/169560 , WO 2015/169559 relate to connectors fitted with removable locking rings, thanks to two bayonet connections.
  • these three connectors may require a particular arrangement of pins to prevent the simultaneous unlocking of the locking ring with the two riser sections.
  • the present invention relates to a compact design of a connector by means of an internal locking ring.
  • the connector according to the invention comprises a locking ring allowing a bayonet-type connection on either side with two sections of riser.
  • the connector has at least one removable pin to block the locking ring in translation, especially when locking and unlocking.
  • the removable pin cooperates with the locking ring by being arranged in a connector element.
  • the connector according to the invention is removable, and the simultaneous disassembly of the ring with the two sections of riser is prevented.
  • the locking ring has centering surfaces, in order to center the locking ring relative to the connector elements of the sections.
  • the present invention relates to a connector for assembling two riser sections, comprising a first main tube element extended by a first connector element, a second main tube element extended by a second connector element, a locking ring comprising a first and a second series of pins on its outer surface, said first and second connector elements respectively comprising on their inner surface a third and a fourth series of pins cooperating respectively with said first and second series of pins to connect said first and second main tube elements, said connector further comprising at least one removable pin. Said removable pin cooperates with said locking ring and is arranged in said first connector element to lock said locking ring in translation relative to said first connector element.
  • said locking ring is centered in said first and second connector elements by means of first and second centering surfaces respectively provided on said locking ring.
  • said connector does not have a sleeve fixed to one of said first or second connector elements.
  • said locking ring has first and second sealing surfaces arranged respectively in said first and second connector elements.
  • the inside diameter of said locking ring is substantially identical to the inside diameter of said first and second main tube elements.
  • said connector comprises a cylindrical sleeve mounted in the first connector element.
  • said cylindrical sleeve comprises a bearing surface in contact with one end of said locking ring.
  • said locking ring is symmetrical relative to a median plane of said locking ring perpendicular to the axis of said locking ring.
  • said removable pin cooperates with a lug of said first series of lugs of said locking ring in the unlocked position of said locking ring.
  • said removable pin has a flat surface for cooperating with said pin of said first series of pins of said locking ring.
  • said removable pin is arranged in an orifice of said first connector element.
  • said removable pin has a keying device.
  • said connector comprises means for locking in rotation of said locking ring.
  • said means for locking in rotation of said locking ring comprises a system with an indexing finger, said indexing finger preferably being radial or axial.
  • said connector comprises means for blocking the rotation of said first and second connector elements.
  • said means for locking in rotation of said first and second connector elements comprise two stops on each connector element, a stop of a connector element cooperating with a stop of the other connector element.
  • said indexing finger of said means for locking in rotation of the locking ring is integrated in a stop of said means for locking in rotation of said first and second connector elements.
  • the studs of said first and second series of studs protrude over identical angular ranges.
  • said first and second connector elements are respectively provided with a flange for the respective passage of a first and a second auxiliary tube element.
  • the invention relates to a riser comprising at least two sections of riser assembled by a connector according to one of the preceding characteristics.
  • the invention relates to the use of a riser according to the preceding characteristic for carrying out a drilling or reconditioning operation for wells or production at sea.
  • the figure 1 shows a riser 1 for drilling installed at sea.
  • the riser 1 extends the well P and extends from the wellhead 2 to a floating support 3, for example a platform or a boat.
  • the wellhead 2 is provided with a shutter commonly called “BOP” or “Blow Out Preventer”.
  • the riser 1 is constituted by the assembly of several sections 4 assembled end to end by connectors 5. Each section is composed of a main tube element 6 provided with at least one auxiliary pipe element 7, also called pipe peripheral.
  • auxiliary lines are generally used. Among them, there are notably "kill line”, “choke line”, “booster line” and “hydraulic line” lines.
  • the auxiliary lines called “kill line” or “choke line” are used to ensure the safety of the well during the procedures for controlling the inflow of pressurized fluids into the well.
  • the "choke” line is a safety line conveying fluids (oil, water, gas) coming from the well during an arrival and directing them towards the blast manifold and the torch.
  • the "kill” line is a safety line which allows heavy fluids and cements to be injected into the well to stop an otherwise uncontrollable eruption.
  • the auxiliary line called “booster line” allows the injection of mud into the well in order to increase its ascent rate and avoid the sedimentation of the cuttings; it is also used to replace the mud contained in the riser with water before disconnection.
  • the so-called “hydraulic line” is used to control the shutter of the wellhead. Hydraulic lines supply the BOP safety devices (valves and accumulators) in hydraulic fluid (distilled water loaded with glycol) under pressure.
  • the section 4 comprises a main tube element 6 whose axis constitutes the axis of the riser.
  • the auxiliary tubes 7 constitute auxiliary lines or conduits arranged parallel to the axis of the main tube.
  • the auxiliary tube elements 7 have lengths substantially equal to the length of the main tube element 6, generally between 10 and 30 meters. At least one line 7 is arranged at the periphery of the main tube.
  • a connector 5 shown in the figure 1 consists of two connector elements (not shown).
  • the connector elements are mounted at the ends of the main tube element 6.
  • the connector elements are integral with the elements of the main tube 6, for example by welding, screwing, crimping or binding by jamming.
  • the assembly of a connector element of a section 4 with a connector element of another section 4 forms the connector 5 which transmits forces from a riser section to the next section, in particular the longitudinal forces to which the riser.
  • two bayonet type connections are formed: a first between the locking ring and the first connector element, a second between the locking ring and the second connector element.
  • the locking ring is made removable with respect to the connector elements, which allows its inspection and maintenance.
  • the bayonet connections allow rapid locking and unlocking of the connector.
  • the placement of the ring inside the two connector elements makes it possible to reduce the size of the connector, and thus brings compactness to the connector.
  • the arrangement of the removable pin (in the first connector element and cooperating with the pins of the locking ring) makes it possible to avoid having a component inside the locking ring to ensure the locking function. in translation of the locking ring relative to the first connector element.
  • this function is carried out by a pin passing through the locking ring and penetrating into a groove or an orifice of the male connector element, which may include a sleeve.
  • the connector can be designed and dimensioned to meet the specifications mentioned by API 16 R and API 2RD standards published by the American Petroleum Institute.
  • the locking ring can also comprise, on its external surface, a first and a second centering surface.
  • the first centering surface is intended to center the locking ring in the first connector element
  • the second centering surface is intended to centering the locking ring in the second connector element.
  • the locking ring fulfills both the locking function and the centering function.
  • the connector does not comprise any additional element ensuring in particular the centering function, in particular, no sleeve fixed to a connector element.
  • no sleeve is useful for the connector, which makes it possible to limit the number of components of the connector, which limits the machining of the components and which simplifies the assembly of the connector.
  • this design of the connector makes it possible to have a thicker ring, thus limiting the mechanical stresses and / or the outside diameter of the connector and providing better rigidity during connection.
  • this configuration of the locking ring makes it possible to use identical connector elements, which also simplifies the manufacture of the components.
  • the centering surfaces can be formed by cylindrical surfaces.
  • the centering surfaces can be located at the longitudinal ends of the locking ring. This maximum distance makes it possible to optimize the centering.
  • the locking ring may have, on its outer surface, a first and a second sealing surface.
  • the first sealing surface is intended to seal between the locking ring and the first connector element
  • the second sealing surface is intended to seal between the locking ring and the second connector element.
  • the sealing surfaces can be arranged between the centering surfaces and the series of studs.
  • the external surface of the locking ring can comprise, in the longitudinal direction, a first centering surface, a first sealing surface, a first series of studs, a second series of studs. , a second sealing surface and a second centering surface.
  • the sealing surfaces are cylindrical surfaces.
  • the outside diameter of the sealing surfaces is greater than the diameter of the centering surfaces.
  • Seals can be provided in grooves of the connector elements, the seals are then in contact with the sealing surfaces of the locking ring.
  • seals can be provided in grooves of the locking ring at the sealing surfaces, the seals are then in contact with the inner surface of the connector elements.
  • the internal diameter of the locking ring can be substantially identical to the internal diameter of the first and second connector elements, themselves having a diameter substantially identical to the diameters of the first and second main tube elements.
  • This implementation makes it possible to avoid pressure drops in the main tube thanks to a substantially constant internal diameter of the main tube.
  • the connector may include a cylindrical sleeve.
  • the cylindrical sleeve can be mounted on one of the connector elements (for example the first connector element), and can be inserted in the other connector element (for example the second connector element).
  • the locking ring is then placed around the sleeve.
  • the cylindrical sleeve can be assembled to the first connector element by bolting, screwing, shrinking, circlip or any similar means.
  • the cylindrical sleeve can rest on the upper bearing surface of the locking ring.
  • the cylindrical sleeve can rest on the axial end of the locking ring which is inserted in the first connector element.
  • a shoulder can be provided on the outer surface of the sleeve to generate a bearing surface.
  • the cylindrical sleeve also allows in particular the functions of centering and sealing.
  • the tenons of the first and second series of tenons are projecting over identical angular ranges.
  • Called angular range of a tenon the angle formed by the portion of disc occupied by the tenon on the diameter in which it is registered. For example, if a series of tenons has tenons which each represent one sixth of a disc, then the angular range of the tenon is 60 °.
  • the locking and unlocking of the locking ring with respect to the two connector elements can result from a single rotation and becomes simultaneous. In this way, the locking ring is only rotated between two angular positions.
  • the circumferential distributions of the first and second series of pins are symmetrical with respect to a radial plane passing between the two series of pins.
  • the tenons of the first and second series of tenons face each other (are aligned).
  • the locking ring can be symmetrical relative to a median plane of the locking ring, the plane being perpendicular to the axis of the locking ring. This symmetrical design allows in particular to simplify the assembly, and the manufacture of the locking ring.
  • the circumferential distributions of the first and second series of tenons are opposite: the circumferential distribution of the second series of tenons is offset with respect to the first series of tenons, by an angle corresponding to the angular range of a post. In other words, the tenons of one series face the intervals of the other series.
  • the circumferential distributions of the tenons of the first and second series are offset with respect to each other by an angle corresponding to half the angular range of a tenon (or any other angle).
  • the tenons of the first and second series of tenons are projecting over different angular ranges.
  • the unlocking of the two bayonet connections is achieved by separate rotations.
  • the locking ring can be made in one piece.
  • the removable pin (s) has the function of supporting the weight of the locking ring in the unlocked position. Preferably, they are installed during assembly and are only removed during inspection.
  • the removable pin may have a flat surface for cooperating with a lug of the locking ring.
  • the contact is facilitated, which allows blocking in simple translation.
  • the removable pin can be arranged in an orifice of the connector element.
  • the orifice is preferably radial.
  • the orifice can be located between the flange and the end of the first connector element, which faces the second connector element.
  • the removable pin may include a keying device.
  • the removable pin includes a specific shape allowing the removable pin to be correctly positioned.
  • the locking means comprise a plurality of removable pins.
  • a number of removable pins can be provided corresponding to the number of pins of the third series or the fourth series of tenons (a fortiori of the first or third series of tenons).
  • a number of removable pins can be provided, corresponding substantially to half the number of pins of the third or fourth series of pins. This alternative makes it possible to obtain a compromise between the number of pawns and the forces exerted on the pawns.
  • each series of studs can comprise at least one row of studs.
  • a row of studs is called a circumferential distribution of studs.
  • the series of tenons can comprise a plurality of rows of tenons, in particular two or three rows of tenons.
  • the plurality of rows of tenons allows a reduction of the axial forces on the tenons, which makes it possible to limit the mechanical fatigue of the tenons.
  • each series of studs has a single row of studs.
  • each series of studs has two rows of studs.
  • each series of studs has three rows of studs.
  • two of the four sets of studs have a row of studs, and the other two series have two rows of studs.
  • two of the four sets of studs have two rows of studs, and the other two series have three rows of studs.
  • Each row of studs has a plurality of studs distributed regularly over a diameter.
  • the tenons of the different rows can be arranged to allow 360 ° locking.
  • the rows of studs may include three studs having an angular range of 60 °, or 40 °.
  • the rows of studs can include four studs with an angular range of 45 °, or 30 °.
  • the rows of studs can comprise five studs having an angular range of 36 °, or 24 °.
  • the rows of tenons can comprise six tenons having an angular range of 30 ° or 20 °.
  • the rows of studs may include eight studs having an angular range of 22.5 °, or 15 °. In order to have the studs projecting over identical angular ranges, all the rows of all the series of studs can have the same number of studs.
  • the ring may include means for blocking the rotation of the connector elements, for example stops.
  • the means for locking in rotation of the locking ring may comprise two stops on each connector element, the stops of the first connector element cooperating with the stops of the second connector element.
  • the stops can have substantially the shape of an L, preferably an elongated L, and on the other connector element, the stops can substantially have the shape of a T, preferably a T whose vertical bar is of dimension equivalent to half of the horizontal bar of the T.
  • Each pair of stops in cooperation makes it possible to prohibit a direction of rotation of the connector elements.
  • the vertical bar of the T of the stops of the first connector element comes into contact with the small part of the L of the stops of the second connector element.
  • the stops can take other forms, such as right angles, concave and convex surfaces, etc.
  • the stops can be removable. This solution allows quick and economical replacement during maintenance as well as the use of identical connector elements. In this case, they can be fixed by screws on the connector elements. Alternatively, the stops are machined in the flanges of the connector elements. This alternative can also allow the use of identical connector elements.
  • the connector can comprise means for blocking the locking ring in at least one position, in particular in the locked position.
  • These blocking means can also make it possible to prevent the rotation of the locking ring relative to the first connector element in the unlocked position.
  • the locking ring locking means make it possible to avoid any unwanted unlocking of the locking ring.
  • the means for locking in rotation of the locking ring may comprise a system with an indexing finger (that is to say a pin inserting into an orifice when it is in the locked position).
  • the indexing finger can be axial or radial.
  • the system can combine the two variants described above.
  • the indexing finger of the means for locking in rotation of the locking ring can be inserted into one of the stops of the means for locking in rotation of the connector elements. This combination makes it possible to integrate the two locking means into one another, which limits the number of components, and which facilitates maintenance and inspection operations.
  • the locking ring can comprise handling means which are external to the locking ring. These manipulation means make it possible to rotate the locking ring.
  • the handling means can be a handling bar.
  • the handling means can be inserted in a removable pin.
  • the locking ring is a single piece, which simplifies the design and assembly of the connector.
  • the figure 2 illustrates, schematically and without limitation, a connector according to a first alternative embodiment of the invention, the connector assembles two sections of riser.
  • the figure 2 corresponds to a section view of the connector. In this figure, only one side of the sectional view is shown, the second side can be deduced by axial symmetry.
  • the axis of the sections and of the connector is shown horizontally.
  • the flanges for the auxiliary tube elements are shown, but are not necessary for the connector according to the invention.
  • a first connector element 8 is connected to a second connector element 9.
  • Locking means produce and lock the assembly.
  • the locking means comprise a locking ring 11.
  • the locking ring 11 comprises, on its outer surface, a first series of pins 15 and a second series of pins 16.
  • the first series of pins 15 cooperates with a third series of pins 17, arranged on the inner surface of the first connector element 8.
  • the second series of pins 16 cooperates with a fourth series of pins 18 , arranged on the inner surface of the second connector element 9.
  • the locking means comprise at least one removable pin 12.
  • the removable pin 12 cooperates with the locking ring 11.
  • the removable pin 12 is inserted in the first connector element 8 so as to project from the inner part of the first connector element 8.
  • the locking ring 11 also has two centering surfaces 13 and 14 at the longitudinal ends of the locking ring 11.
  • the first centering surface 13 allows the centering of the locking ring 11 relative to the first connector element 8.
  • the second centering surface 14 allows the centering of the locking ring 11 by relative to the second connector element 9.
  • the locking ring 11 has two sealing surfaces 19 and 20, these sealing surfaces 19 and 20 are located between the centering surfaces 13 and 14 and the series of tenons 15 and 16.
  • the figure 3 illustrates, schematically and without limitation, in a sectional view, a connector element 8 or 9 for the embodiment of the figure 2 .
  • the connector element 8 or 9 is a substantially cylindrical part, comprising a first end 22, intended to be fixed to a main tube element (not shown).
  • the connector element 8 or 9 comprises, on its inner face, a third series of tenons constituted by two rows of tenons 17A and 17B.
  • Row 17A is the most center row of the connector.
  • each row of tenons 17A, 17B comprises four tenons having an angular range of 45 °.
  • the two rows of tenons 17A, 17B are inscribed in different diameters.
  • the circumferential distributions of the studs of rows 17A, 17B are alternated: the studs of row 17A face (are aligned with) intervals between two studs of row 17B and vice versa.
  • this figure schematically represents the shape of the flange which allows the passage of an auxiliary tube element.
  • the connector element 8 or 9 includes internal bores for respectively receiving the centering and sealing surfaces of the locking ring.
  • the figure 4 illustrates, schematically and without limitation, a locking ring 11 for the embodiment of the figure 2 .
  • the locking ring 11 is a substantially cylindrical part.
  • the locking ring 11 has, on its outer surface, a first series of tenons 15 and a second series of tenons 16.
  • the first series of tenons 15 is able to cooperate with the third series of tenons of the first connector element.
  • the second series of pins 16 is able to cooperate with the fourth series of pins of the second connector element.
  • each series of tenons 15, 16 comprises two rows of tenons 15A, 15B and 16A, 16B. Rows 15A and 16A are the most center tenon rows.
  • Each row of studs has four studs with an angular range of 45 °.
  • the tenons of the rows of central tenons 15A, 16A are inscribed in diameters smaller than the diameters of the rows of external tenons 15B, 16B.
  • the circumferential distributions of the studs in rows 15A, 15B are alternated: the studs in row 15A face (are aligned with) intervals between two studs in row 15B and vice versa.
  • the circumferential distributions of the studs of rows 16A, 16B are alternated: the studs of row 16A face (are aligned with) intervals between two studs of row 16B and vice versa.
  • the circumferential distributions of the tenons of the first and third series are symmetrical with respect to a radial plane situated between the first and third series of tenons: the tenons of row 15A face each other (are aligned with ) to the studs in row 16A, and the studs in row 15B face (are aligned with) the studs in row 16B.
  • the locking ring 11 also has at these ends two cylindrical centering surfaces 13, 14 and possibly two cylindrical sealing surfaces (not shown), the sealing surfaces being arranged respectively between one of the centering surfaces 13 or 14 and a series of tenons 15 or 16.
  • the figure 6 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the connector elements according to a first embodiment of the locking means.
  • the right part of the figure 6 is an enlargement of the means for blocking the rotation of the connector elements.
  • the first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 23 and 24.
  • the stops 23 and 24 have substantially the shape of a T, the vertical bar of which has a dimension similar to half the length of the horizontal bar of the T.
  • the stops 23 and 24 can be removable: they are fixed by screws to the first connector element 8.
  • the second connector element 9 has, on its outer surface and at its end, two stops 25 and 26.
  • the stops 25 and 26 have substantially the shape of an elongated L.
  • the stops 25 and 26 can be arranged in opposite positions.
  • the stops 25 and 26 are removable: they are fixed by screws to the second connector element 9.
  • the stop 23 cooperates with the stop 25 to block rotation in a direction of rotation (clockwise).
  • the stop 24 cooperates with the stop 26 to block rotation in the opposite direction of rotation (trigonometric direction).
  • the contact surfaces of the stops 23, 24, 25 and 26 in the illustrated case, it is the vertical bar of the T and the short side of L) protruding from the connector elements 8 and 9 in their axial direction, at the interval between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the external surface of the locking ring 11 accessible.
  • the figure 7 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the locking ring according to a first alternative embodiment.
  • the right part of the figure 7 is an enlargement of the means for blocking the locking ring in rotation.
  • the first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two supports 27 and 30 for indexing fingers 28 and 31.
  • the indexing fingers 28 and 31 have a radial direction.
  • the indexing fingers 28 and 31 are intended to penetrate holes provided on a support of the locking ring 11, such as the orifice 29.
  • the supports 27 and 30 are removable: they are fixed by screws to the first element connector 8.
  • the supports 27 and 30 project from the connector element 8 in its axial direction, at the interval between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the outer surface of the ring accessible. lock 11.
  • the figure 7 illustrates means for locking in rotation of the locking ring independent of the means for locking in rotation of the connector elements.
  • the locking means of the locking ring can be integrated into the locking means of the connector elements.
  • the supports 27 and 30 can correspond to the stops 23 and 24, in which orifices can be provided for the passage of the indexing fingers 28 and 31.
  • the orifices can be provided in the vertical bar of the T shape of the stops 23 and 24.
  • the figure 8 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the connector elements according to a second embodiment of the means for locking in rotation of the connector elements.
  • the right part of the figure 8 is an enlargement of the means for blocking the rotation of the connector elements.
  • the first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 36 and 38.
  • the stops 36 and 38 project in the axial direction of the first connector element 8.
  • the second connector element 9 has, on its surface outer and at its end, two stops 35 and 39.
  • the stops 35 and 39 protrude in the axial direction of the second connector element 9.
  • the stop 35 cooperates with the stop 36 to block rotation in a direction of rotation (clockwise ).
  • the stop 38 cooperates with the stop 39 to block rotation in the opposite direction of rotation (trigonometric direction).
  • the contacting surfaces of the stops 35, 36, 38, 39 project from the connector elements 8 and 9 in their axial direction, at the level of the gap between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the external surface of the locking ring 11 accessible.
  • a removable pin 12 can be provided above d '' a projection 36 or 38.
  • the figure 9 illustrates, diagrammatically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for blocking the rotation of the locking ring integrated in a means for blocking the rotation of the connector elements according to a second variant embodiment.
  • the right part of the figure 9 is an enlargement of the means for blocking the locking ring in rotation.
  • the means for locking in rotation of the connector elements correspond to those described with reference to the figure 8 .
  • the first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 36 and 38.
  • the stops 36 and 38 project in the axial direction of the first connector element 8.
  • the second connector element 9 has, on its surface outer and at its end, two stops 35 and 39.
  • the stops 35 and 39 protrude in the axial direction of the second connector element 9.
  • the stops 36 and 38 of the first connector element 8 form two finger supports indexing 28 and 31: the stops 36 and 38 have orifices for the passage of the indexing fingers 28 and 31.
  • the indexing fingers 28 and 31 have a radial direction.
  • the indexing fingers 28 and 31 are intended to penetrate orifices provided on a support 25 of the locking ring 11, such as the orifice 29.
  • a removable pin 12 can be provided above a projection 36 or 38.
  • the connector may comprise means for locking in rotation of the disjointed locking ring means for locking in rotation of the connector elements, or the connector may comprise only means for locking in rotation of the locking ring.
  • the first connector element comprises two axial projections at its end, into which two indexing fingers 33 are inserted.
  • the figure 10 illustrates, schematically and without limitation, means for blocking the locking ring in rotation according to a second alternative embodiment.
  • the second connector element 9 comprises, on its outer surface and at its end, a support 32 for indexing finger 33.
  • the indexing finger 33 has an axial direction.
  • the indexing finger 33 is intended to penetrate into an orifice of a support 34 fixed on the locking ring 11.
  • the supports 32 and 34 are removably fixed by screwing.
  • the figure 10 illustrates means for locking in rotation of the locking ring independent of the means for locking in rotation of the connector elements.
  • blocking means of the locking ring can be integrated in the blocking means of the connector elements.
  • the support 32 can correspond to the stop 25, in which an orifice can be provided for the passage of the indexing finger 33.
  • the figure 11 illustrates, schematically and without limitation, a connector according to a second variant embodiment of the invention.
  • the figure 11 corresponds to a section view of the connector.
  • the flanges for the auxiliary tube elements are shown, but are not necessary for the connector according to the invention.
  • a first connector element 8 is connected to a second connector element 9.
  • Locking means produce and lock the assembly.
  • the locking means comprise a locking ring 11.
  • the bayonet connections (with the series of pins) between the locking ring 11 and the connector elements 8 and 9 are identical to those of the figure 2 and are not described in detail.
  • the locking means comprise at least one removable pin 12.
  • the removable pin 12 cooperates with the locking ring 11.
  • the removable pin 12 is inserted in the first connector element 8 so as to project from the inner part of the first connector element 8.
  • the connector further comprises a cylindrical sleeve 40.
  • the cylindrical sleeve 40 is inserted in the connector elements 8 and 9.
  • the cylindrical sleeve 40 has an internal diameter substantially identical to the internal diameters of the connector elements 8 and 9, for limit pressure losses.
  • the locking ring 11 is arranged around the cylindrical sleeve 40.
  • the cylindrical sleeve has a shoulder 41, which serves as a bearing surface between the cylindrical sleeve and an axial end of the locking ring 11.
  • the present invention relates to a riser, comprising at least two sections of riser assembled by a connector as described above.
  • the connector can be produced according to any one of the combinations of the embodiments described above: plurality of removable pins, plurality of rows of tenons, rows of tenons inscribed on identical or distinct diameters, means for locking the rotation of the ring locking, means for locking the connector elements in rotation, locking ring provided with sealing surfaces, symmetry of the locking ring, etc.
  • the present invention relates to the use of such a riser (with any of the combinations of embodiments previously described) for perform a drilling operation at sea, to produce an oil effluent at sea, for a reconditioning operation ("work-over") ...
  • step d) during locking, the rotation of the ring generates the respective cooperation of the first and third series of studs, and of the second and fourth series of studs.
  • the rotation allowing the simultaneous locking of the two bayonet type connections is a rotation of an angle corresponding to the angular range of the studs. For example if the studs have an angular range of 36 °, then the locking rotation is a rotation of 36 °.
  • step b) the blocking in axial translation of the first main tube element relative to the locking ring is carried out in the two axial directions by the contact of the removable pin (s) with pins. the locking ring.
  • the insertion steps consist in placing the locking ring in the connector element concerned, so that a single subsequent rotation can allow the connector to be locked.
  • the insertion steps correspond to a single movement of relative translation of the ring relative to the connector element. This is the case, for example, when the series of studs concerned comprises only one row of studs, or when the series of studs concerned comprises a plurality of rows of studs inscribed in different diameters. This translation makes it possible to position the studs for blocking the bayonet connection.
  • the insertion steps correspond to a combined movement comprising a first translation step, followed by a first rotation and followed by a second translation.
  • These are relative movements between the locking ring and the connector element concerned. This is for example the case, when the series of tenons concerned comprises a plurality of rows of tenons inscribed in identical diameters.
  • the first two relative movements pass a first row of studs.
  • the last translation step allows the pins to be positioned to block the bayonet connection.
  • step a) upon unlocking, the rotation of the ring releases the respective cooperation of the first and third series of tenons, and of the second and fourth series of tenons.
  • the rotation allowing the simultaneous unlocking of the two bayonet type connections is a rotation of an angle corresponding to the angular range of the studs. For example, if the studs have an angular range of 36 °, then the unlocking rotation is a rotation of 36 °.
  • the removal steps consist in extracting the connector element concerned from the locking ring, from a position where the connector element is positioned in the locking ring.
  • the withdrawal steps correspond to a single movement of relative translation of the ring relative to the connector element. This is the case, for example, when the series of studs concerned comprises only one row of studs, or when the series of studs concerned comprises a plurality of rows of studs inscribed in different diameters. This translation frees the studs from the bayonet connection.
  • the withdrawal steps correspond to a combined movement comprising a first translation step, followed by a first rotation and followed by a second translation.
  • first translation step followed by a first rotation and followed by a second translation.
  • second translation are relative movements between the locking ring and the connector element concerned.
  • the first stage of translation makes it possible to disengage the studs from the second series of studs.
  • the last two relative movements allow to pass a first row of studs.
  • the figure 5 illustrates, diagrammatically and in a nonlimiting manner, steps of the method for disassembling two sections of riser.
  • the figure 5 corresponds to steps c) and d) of the disassembly process.
  • the locking ring 11 is held in translation in the first connector element 8 by means of removable pins 12.
  • the pins 12 are removed, in order to allow (right figure) remove the locking ring 11 by axial translation of the connector element 8.
  • the device according to the invention offers an interesting solution for quickly and simply mounting a riser whose tension forces are distributed between the elements of auxiliary tubes and the main tube. Indeed, the connection of a riser section to another riser section is carried out in a single operation by means of the rotation of the locking ring. This connection makes it possible to put in communication and to seal the main tube element of a section with that of the other section and, simultaneously, to put in communication and to seal the elements of auxiliary conduits of one of the sections with those of the other stretch.
  • the compact connector according to the invention makes it possible to minimize the bending forces in the flanges, and therefore to reduce the dimensions of the flanges and to reduce the weight connectors. Furthermore, the fact that the ring is positioned between the main tube element and the auxiliary tube elements makes it possible to increase the strength of the connector. Indeed, the ring holds the flanges and prevents them from bending. In addition, this positioning makes it possible to reduce the interference problem of the connections of the auxiliary lines, since the bending moments generated by the offset axial forces are of opposite signs. In addition, in the locked position, the pins of the ring are engaged with the pins of the second connector element which are positioned on the solid part of the second connector element.

Abstract

La présente invention concerne une conception compacte d'un connecteur au moyen d'une bague de verrouillage interne (11). Le connecteur selon l'invention comporte une bague de verrouillage (11) permettant une connexion de type à baïonnette de part et d'autre avec deux tronçons de colonne montante. En outre, le connecteur comporte au moins un pion démontable (12) pour bloquer la bague de verrouillage (11) en translation, notamment lors du verrouillage et du déverrouillage. Pour cela, le pion démontable (12) coopère avec la bague de verrouillage (11) en étant agencé dans un élément connecteur (8, 9).The present invention relates to a compact design of a connector by means of an internal locking ring (11). The connector according to the invention comprises a locking ring (11) allowing a bayonet-type connection on either side with two sections of riser. In addition, the connector comprises at least one removable pin (12) for locking the locking ring (11) in translation, in particular during locking and unlocking. For this, the removable pin (12) cooperates with the locking ring (11) by being arranged in a connector element (8, 9).

Description

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne le domaine du forage et de l'exploitation pétrolière de gisement en mer très profonde. Elle concerne un connecteur de colonne montante.The present invention relates to the field of oil drilling and exploitation of deposits in very deep sea. It relates to a riser connector.

Une colonne montante (ou « riser ») de forage est constituée par un ensemble d'éléments tubulaires de longueur généralement comprise entre 15 et 27 m (50 et 90 feet), assemblés par des connecteurs. Les éléments tubulaires sont généralement constitués d'un tube principal muni de connecteurs à chaque extrémité. Des conduites auxiliaires tubulaires dites également conduites périphériques couramment nommée "kill line", "choke line", "booster line" et "hydraulic line" permettant la circulation de fluides techniques sont prévues parallèlement au tube principal. Les éléments tubulaires sont assemblés sur le lieu de forage, à partir d'un support flottant. La colonne descend dans la tranche d'eau au fur et à mesure de l'assemblage des éléments tubulaires, jusqu'à atteindre la tête de puits située sur le fond marin.A riser (or riser) for drilling consists of a set of tubular elements of length generally between 15 and 27 m (50 and 90 feet), assembled by connectors. The tubular elements generally consist of a main tube provided with connectors at each end. Tubular auxiliary pipes also called peripheral pipes commonly called "kill line", "choke line", "booster line" and "hydraulic line" allowing the circulation of technical fluids are provided parallel to the main tube. The tubular elements are assembled on the drilling site, from a floating support. The column descends into the slice of water as the tubular elements are assembled, until reaching the wellhead located on the seabed.

Dans l'optique de forer à des profondeurs d'eau pouvant atteindre 3500 m ou plus, le poids de la colonne montante devient très pénalisant. Ce phénomène est aggravé par le fait que, pour une même pression maximale de service, la longueur de la colonne impose un diamètre intérieur des conduites auxiliaires plus grand compte tenu de la nécessité de limiter les pertes de charge.With a view to drilling at water depths of up to 3500 m or more, the weight of the riser becomes very detrimental. This phenomenon is aggravated by the fact that, for the same maximum operating pressure, the length of the column imposes a larger internal diameter of the auxiliary pipes taking into account the need to limit the pressure losses.

Par ailleurs, la nécessité de diminuer le temps d'assemblage des colonnes montantes est d'autant plus critique que la profondeur d'eau, et donc la longueur de la colonne, sont importantes.Furthermore, the need to reduce the assembly time of the risers is all the more critical as the water depth, and therefore the length of the column, are important.

Une colonne montante (ou « riser ») pour les autres applications, notamment la production, le conditionnement (de l'anglais « completion ») ou le reconditionnement (de l'anglais « work-over »), est également constituée par un ensemble d'éléments tubulaires assemblés par des connecteurs.A riser (or riser) for other applications, in particular production, packaging (from English “completion”) or reconditioning (from English “work-over”), is also made up of a set of tubular elements assembled by connectors.

Technique antérieurePrior art

Les documents FR 2925105 , FR 2956693 et FR 2956694 décrivent différentes solutions proposant notamment de faire participer les conduites auxiliaires, conjointement avec le tube principal, à la reprise des efforts longitudinaux appliqués à la colonne montante. Toutefois, pour les systèmes décrits dans ces brevets, la fixation des lignes auxiliaires par rapport au tube principal entraîne des efforts de traction dans les lignes auxiliaires. Afin de résister à ces efforts de traction, les épaisseurs des lignes auxiliaires sont importantes, ce qui génère une augmentation de la masse, de la taille des flotteurs et par conséquent du coût de la colonne montante. Une autre problématique de ces connecteurs concerne l'inspection et la maintenance de la bague de verrouillage. En effet, les bagues de verrouillage dans les brevets précédemment cités ne sont pas entièrement démontables. Il n'est donc pas possible d'inspecter l'ensemble de la bague de verrouillage.The documents FR 2925105 , FR 2956693 and FR 2956694 describe various solutions proposing in particular to involve the auxiliary pipes, together with the main tube, in the resumption of the longitudinal forces applied to the riser. However, for the systems described in these patents, the attachment of the auxiliary lines relative to the main tube causes tensile forces in the auxiliary lines. In order to resist these tensile forces, the thicknesses of the auxiliary lines are large, which generates an increase in the mass, in the size of the floats and therefore in the cost of the riser. Another problem with these connectors concerns the inspection and maintenance of the locking ring. Indeed, the locking rings in the previously cited patents are not entirely removable. It is therefore not possible to inspect the entire locking ring.

Pour pallier ce problème, les demandes de brevet WO 2015/071411 , WO 2015/169560 , WO 2015/169559 concernent des connecteurs munis de bagues de verrouillage démontables, grâce à deux connexions à baïonnettes. Toutefois, ces trois connecteurs peuvent nécessiter un agencement particulier de tenons pour empêcher le déverrouillage simultané de la bague de verrouillage avec les deux tronçons de colonne montante.To overcome this problem, patent applications WO 2015/071411 , WO 2015/169560 , WO 2015/169559 relate to connectors fitted with removable locking rings, thanks to two bayonet connections. However, these three connectors may require a particular arrangement of pins to prevent the simultaneous unlocking of the locking ring with the two riser sections.

La solution décrite dans la demande de brevet FR 3045708 ( WO 2017/102220 ) permet à la fois de faciliter l'inspection et la maintenance de la bague de verrouillage, et d'empêcher la déconnexion simultanée de la bague de verrouillage grâce à des pions démontables. Ce type de bague de verrouillage donne satisfaction, néanmoins, il est souhaitable de réduire le nombre de composants élevé du connecteur, de réduire le coût d'usinage des composants, et d'améliorer l'étanchéité. En effet, cette solution peut nécessiter un manchon tubulaire servant à l'emboîtement de l'élément connecteur mâle dans l'élément connecteur femelle et au centrage de la bague de verrouillage dans les éléments connecteurs. Ce manchon est une pièce supplémentaire, nécessitant des usinages et une étanchéité supplémentaire ainsi qu'une étape supplémentaire lors de l'assemblage.The solution described in the patent application FR 3045708 (( WO 2017/102220 ) both facilitates inspection and maintenance of the locking ring, and prevents simultaneous disconnection of the locking ring thanks to removable pins. This type of locking ring is satisfactory, however, it is desirable to reduce the high number of components of the connector, reduce the cost of machining the components, and improve the seal. In fact, this solution may require a tubular sleeve used for fitting the male connector element into the female connector element and for centering the locking ring in the connector elements. This sleeve is an additional part, requiring machining and additional sealing as well as an additional step during assembly.

Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention concerne une conception compacte d'un connecteur au moyen d'une bague de verrouillage interne. Le connecteur selon l'invention comporte une bague de verrouillage permettant une connexion de type à baïonnette de part et d'autre avec deux tronçons de colonne montante. En outre, le connecteur comporte au moins un pion démontable pour bloquer la bague de verrouillage en translation, notamment lors du verrouillage et du déverrouillage. Pour cela, le pion démontable coopère avec la bague de verrouillage en étant agencé dans un élément connecteur. Ainsi, le connecteur selon l'invention est démontable, et le démontage simultané de la bague avec les deux tronçons de colonne montante est empêché. De plus, la bague de verrouillage comporte des surfaces de centrage, afin de réaliser le centrage de la bague de verrouillage par rapport aux éléments connecteurs des tronçons.In order to overcome these drawbacks, the present invention relates to a compact design of a connector by means of an internal locking ring. The connector according to the invention comprises a locking ring allowing a bayonet-type connection on either side with two sections of riser. In addition, the connector has at least one removable pin to block the locking ring in translation, especially when locking and unlocking. For this, the removable pin cooperates with the locking ring by being arranged in a connector element. Thus, the connector according to the invention is removable, and the simultaneous disassembly of the ring with the two sections of riser is prevented. In addition, the locking ring has centering surfaces, in order to center the locking ring relative to the connector elements of the sections.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

La présente invention concerne un connecteur pour assembler deux tronçons de colonne montante, comportant un premier élément de tube principal prolongé par un premier élément connecteur, un deuxième élément de tube principal prolongé par un deuxième élément connecteur, une bague de verrouillage comprenant une première et une deuxième séries de tenons sur sa surface extérieure, lesdits premier et deuxième éléments connecteurs comportant respectivement sur leur surface intérieure une troisième et une quatrième séries de tenons coopérant respectivement avec lesdites première et deuxième séries de tenons pour connecter lesdits premier et deuxième éléments de tube principal, ledit connecteur comprenant en outre au moins un pion démontable. Ledit pion démontable coopère avec ladite bague de verrouillage et est agencé dans ledit premier élément connecteur pour bloquer ladite bague de verrouillage en translation par rapport audit premier élément connecteur.The present invention relates to a connector for assembling two riser sections, comprising a first main tube element extended by a first connector element, a second main tube element extended by a second connector element, a locking ring comprising a first and a second series of pins on its outer surface, said first and second connector elements respectively comprising on their inner surface a third and a fourth series of pins cooperating respectively with said first and second series of pins to connect said first and second main tube elements, said connector further comprising at least one removable pin. Said removable pin cooperates with said locking ring and is arranged in said first connector element to lock said locking ring in translation relative to said first connector element.

Selon un mode de réalisation, ladite bague de verrouillage est centrée dans lesdits premier et deuxième éléments connecteurs au moyen respectivement d'une première et d'une deuxième surfaces de centrage prévues sur ladite bague de verrouillage.According to one embodiment, said locking ring is centered in said first and second connector elements by means of first and second centering surfaces respectively provided on said locking ring.

De préférence, ledit connecteur ne comporte pas de manchon fixé à un desdits premier ou deuxième éléments connecteurs.Preferably, said connector does not have a sleeve fixed to one of said first or second connector elements.

Avantageusement, lequel ladite bague de verrouillage comporte une première et une deuxième surfaces d'étanchéité agencés respectivement dans lesdits premier et deuxième éléments connecteurs.Advantageously, which said locking ring has first and second sealing surfaces arranged respectively in said first and second connector elements.

De manière avantageuse, le diamètre intérieur de ladite bague de verrouillage est sensiblement identique au diamètre intérieur desdits premier et deuxième éléments de tube principal.Advantageously, the inside diameter of said locking ring is substantially identical to the inside diameter of said first and second main tube elements.

Conformément à une mise en œuvre, ledit connecteur comprend un manchon cylindrique monté dans le premier élément connecteur.According to one implementation, said connector comprises a cylindrical sleeve mounted in the first connector element.

De préférence, ledit manchon cylindrique comprend une surface d'appui en contact avec un extrémité de ladite bague de verrouillage.Preferably, said cylindrical sleeve comprises a bearing surface in contact with one end of said locking ring.

Selon un aspect, ladite bague de verrouillage est symétrique par rapport à un plan médian de ladite bague de verrouillage perpendiculaire à l'axe de ladite bague de verrouillage.According to one aspect, said locking ring is symmetrical relative to a median plane of said locking ring perpendicular to the axis of said locking ring.

Selon une caractéristique, ledit pion démontable coopère avec un tenon de ladite première série de tenons de ladite bague de verrouillage en position déverrouillée de ladite bague de verrouillage.According to one characteristic, said removable pin cooperates with a lug of said first series of lugs of said locking ring in the unlocked position of said locking ring.

Avantageusement, ledit pion démontable comporte une surface plane pour coopérer avec ledit tenon de ladite première série de tenons de ladite bague de verrouillage.Advantageously, said removable pin has a flat surface for cooperating with said pin of said first series of pins of said locking ring.

Conformément à un mode de réalisation, ledit pion démontable est agencé dans un orifice dudit premier élément connecteur.According to one embodiment, said removable pin is arranged in an orifice of said first connector element.

De manière avantageuse, ledit pion démontable comporte un détrompeur.Advantageously, said removable pin has a keying device.

Selon une mise en œuvre, ledit connecteur comporte des moyens de blocage en rotation de ladite bague de verrouillage.According to one implementation, said connector comprises means for locking in rotation of said locking ring.

De préférence, lesdits moyens de blocage en rotation de ladite bague de verrouillage comporte un système avec un doigt d'indexage, ledit doigt d'indexage étant de préférence radial ou axial.Preferably, said means for locking in rotation of said locking ring comprises a system with an indexing finger, said indexing finger preferably being radial or axial.

Selon un mode de réalisation, ledit connecteur comporte des moyens de blocage en rotation desdits premier et deuxième éléments connecteurs.According to one embodiment, said connector comprises means for blocking the rotation of said first and second connector elements.

De préférence, lesdits moyens de blocage en rotation desdits premier et deuxième éléments connecteurs comportent deux butées sur chaque élément connecteur, une butée d'un élément connecteur coopérant avec une butée de l'autre élément connecteur.Preferably, said means for locking in rotation of said first and second connector elements comprise two stops on each connector element, a stop of a connector element cooperating with a stop of the other connector element.

Avantageusement, ledit doigt d'indexage desdits moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage est intégré dans une butée desdits moyens de blocage en rotation desdits premier et deuxième éléments connecteurs.Advantageously, said indexing finger of said means for locking in rotation of the locking ring is integrated in a stop of said means for locking in rotation of said first and second connector elements.

Selon un aspect, les tenons desdites première et deuxième séries de tenons sont en saillie sur des plages angulaires identiques.According to one aspect, the studs of said first and second series of studs protrude over identical angular ranges.

Selon une caractéristique, lesdits premier et deuxième éléments connecteurs sont munis respectivement d'une bride pour le passage respectif d'un premier et d'un deuxième élément de tube auxiliaire.According to one characteristic, said first and second connector elements are respectively provided with a flange for the respective passage of a first and a second auxiliary tube element.

De plus, l'invention concerne une colonne montante comprenant au moins deux tronçons de colonne montante assemblés par un connecteur selon l'une des caractéristiques précédentes.In addition, the invention relates to a riser comprising at least two sections of riser assembled by a connector according to one of the preceding characteristics.

En outre, l'invention concerne une utilisation d'une colonne montante selon la caractéristique précédente pour effectuer une opération de forage ou de reconditionnement de puits ou de production en mer.In addition, the invention relates to the use of a riser according to the preceding characteristic for carrying out a drilling or reconditioning operation for wells or production at sea.

D'autres caractéristiques et avantages du connecteur selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.Other characteristics and advantages of the connector according to the invention will appear on reading the description below of nonlimiting examples of embodiments, with reference to the appended figures and described below.

Liste des figuresList of Figures

  • [Fig 1]
    La figure 1 schématise une colonne montante selon l'invention.
    [ Fig 1 ]
    The figure 1 shows a riser according to the invention.
  • [Fig 2]
    La figure 2 illustre un connecteur selon une première variante de réalisation de l'invention.
    [ Fig 2 ]
    The figure 2 illustrates a connector according to a first alternative embodiment of the invention.
  • [Fig 3]
    La figure 3 illustre un élément connecteur selon un mode de réalisation de l'invention.
    [ Fig 3 ]
    The figure 3 illustrates a connector element according to an embodiment of the invention.
  • [Fig 4]
    La figure 4 illustre une bague de verrouillage selon un mode de réalisation de l'invention.
    [ Fig 4 ]
    The figure 4 illustrates a locking ring according to an embodiment of the invention.
  • [Fig 5]
    La figure 5 illustre des étapes de déverrouillage d'un connecteur selon un mode de réalisation de l'invention.
    [ Fig 5 ]
    The figure 5 illustrates steps for unlocking a connector according to an embodiment of the invention.
  • [Fig 6]
    La figure 6 illustre des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs selon un premier mode de réalisation de l'invention.
    [ Fig 6 ]
    The figure 6 illustrates means for locking in rotation the connector elements according to a first embodiment of the invention.
  • [Fig 7]
    La figure 7 illustre des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage selon un premier mode de réalisation.
    [ Fig 7 ]
    The figure 7 illustrates means for blocking the locking ring in rotation according to a first embodiment.
  • [Fig 8]
    La figure 8 illustre des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
    [ Fig 8 ]
    The figure 8 illustrates means for locking in rotation the connector elements according to a second embodiment of the invention.
  • [Fig 9]
    La figure 9 illustre des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage selon un deuxième mode de réalisation.
    [ Fig 9 ]
    The figure 9 illustrates means for blocking the locking ring in rotation according to a second embodiment.
  • [Fig 10]
    La figure 10 illustre des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage selon un troisième mode de réalisation.
    [ Fig 10 ]
    The figure 10 illustrates means for blocking the locking ring in rotation according to a third embodiment.
  • [Fig 11]
    La figure 11 illustre un connecteur selon une deuxième variante de réalisation de l'invention.
    [ Fig 11 ]
    The figure 11 illustrates a connector according to a second variant embodiment of the invention.
Description des modes de réalisationDescription of the embodiments

Selon un exemple de réalisation non limitatif, la figure 1 schématise une colonne montante 1 de forage installée en mer. La colonne montante 1 prolonge le puits P et s'étend depuis la tête de puits 2 jusqu'à un support flottant 3, par exemple une plateforme ou un bateau. La tête de puits 2 est munie d'obturateur couramment nommé "B.O.P." ou "Blow Out Preventer". La colonne montante 1 est constituée par l'assemblage de plusieurs tronçons 4 assemblés bout à bout par des connecteurs 5. Chaque tronçon est composé d'un élément de tube principal 6 muni d'au moins un élément de conduite auxiliaire 7, également appelée conduite périphérique. Plusieurs conduites auxiliaires sont généralement utilisées. Parmi elles, on trouve notamment des lignes « kill line », « choke line », « booster line » et « hydraulic line ». Les conduites auxiliaires dénommées "kill line" ou "choke line" sont utilisées pour assurer la sécurité du puits pendant le déroulement des procédures de contrôle des venues de fluides sous pression dans le puits. La ligne "choke" est une ligne de sécurité véhiculant des fluides (huile, eau, gaz) en provenance du puits lors d'une venue et les dirigeant vers le manifold de duses et la torche. La ligne "kill" est une ligne de sécurité qui permet d'injecter dans le puits des fluides lourds et des ciments permettant de stopper une éruption incontrôlable autrement. La conduite auxiliaire dénommée "booster line" permet d'injecter de la boue dans le puits afin d'augmenter sa vitesse de remontée et d'éviter la sédimentation des déblais ; elle sert aussi pour remplacer la boue contenue dans le riser par de l'eau avant une déconnexion. La conduite dénommée "hydraulic line" permet de commander l'obturateur de la tête de puits. Les lignes hydrauliques permettent d'alimenter les organes de sécurité des BOP (vannes et accumulateurs) en fluide hydraulique (eau distillée chargée en glycol) sous pression.According to a nonlimiting exemplary embodiment, the figure 1 shows a riser 1 for drilling installed at sea. The riser 1 extends the well P and extends from the wellhead 2 to a floating support 3, for example a platform or a boat. The wellhead 2 is provided with a shutter commonly called "BOP" or "Blow Out Preventer". The riser 1 is constituted by the assembly of several sections 4 assembled end to end by connectors 5. Each section is composed of a main tube element 6 provided with at least one auxiliary pipe element 7, also called pipe peripheral. Several auxiliary lines are generally used. Among them, there are notably "kill line", "choke line", "booster line" and "hydraulic line" lines. The auxiliary lines called "kill line" or "choke line" are used to ensure the safety of the well during the procedures for controlling the inflow of pressurized fluids into the well. The "choke" line is a safety line conveying fluids (oil, water, gas) coming from the well during an arrival and directing them towards the blast manifold and the torch. The "kill" line is a safety line which allows heavy fluids and cements to be injected into the well to stop an otherwise uncontrollable eruption. The auxiliary line called "booster line" allows the injection of mud into the well in order to increase its ascent rate and avoid the sedimentation of the cuttings; it is also used to replace the mud contained in the riser with water before disconnection. The so-called "hydraulic line" is used to control the shutter of the wellhead. Hydraulic lines supply the BOP safety devices (valves and accumulators) in hydraulic fluid (distilled water loaded with glycol) under pressure.

Le tronçon 4 comporte un élément de tube principal 6 dont l'axe constitue l'axe de la colonne montante. Les tubes auxiliaires 7 constituent des lignes ou conduites auxiliaires disposées parallèlement à l'axe du tube principal. Les éléments de tube auxiliaire 7 ont des longueurs sensiblement égales à la longueur de l'élément de tube principal 6, en général compris entre 10 et 30 mètres. Au moins une ligne 7 est disposée à la périphérie du tube principal.The section 4 comprises a main tube element 6 whose axis constitutes the axis of the riser. The auxiliary tubes 7 constitute auxiliary lines or conduits arranged parallel to the axis of the main tube. The auxiliary tube elements 7 have lengths substantially equal to the length of the main tube element 6, generally between 10 and 30 meters. At least one line 7 is arranged at the periphery of the main tube.

Un connecteur 5 représenté sur la figure 1 est constitué de deux éléments connecteurs (non représentés). Les éléments connecteurs sont montés aux extrémités de l'élément de tube principal 6. Les éléments connecteurs sont solidaires des éléments du tube principal 6, par exemple au moyen d'un soudage, d'un vissage, d'un sertissage ou d'une liaison par coincement. L'assemblage d'un élément connecteur d'un tronçon 4 avec un élément connecteur d'un autre tronçon 4 forme le connecteur 5 qui transmet des efforts d'un tronçon de colonne montante au tronçon suivant, notamment les efforts longitudinaux auxquels est soumise la colonne montante.A connector 5 shown in the figure 1 consists of two connector elements (not shown). The connector elements are mounted at the ends of the main tube element 6. The connector elements are integral with the elements of the main tube 6, for example by welding, screwing, crimping or binding by jamming. The assembly of a connector element of a section 4 with a connector element of another section 4 forms the connector 5 which transmits forces from a riser section to the next section, in particular the longitudinal forces to which the riser.

Le connecteur selon l'invention est adapté à une colonne montante de forage, par exemple telle que décrite en relation avec la figure 1, mais le connecteur selon l'invention peut également être adapté à une colonne montante de conditionnement (de l'anglais « completion »), de reconditionnement (de l'anglais « work-over ») ou de production, qui possède notamment la particularité de ne pas avoir de conduite auxiliaire. Selon l'invention, le connecteur comprend :

  • un premier élément de tube principal prolongé par un premier élément connecteur, celui-ci peut être éventuellement muni de moyens de guidage (par exemple une première bride) pour le passage d'un élément de tube auxiliaire (cas où la colonne montante comporte au moins une ligne auxiliaire),
  • un deuxième élément de tube principal prolongé par un deuxième élément connecteur, celui-ci peut être éventuellement muni de moyens de guidage (par exemple une deuxième bride) pour le passage d'un élément de tube auxiliaire (cas où la colonne montante comporte au moins une ligne auxiliaire),
  • éventuellement, un premier élément de tube auxiliaire passant dans la première bride,
  • éventuellement, un deuxième élément de tube auxiliaire passant dans la deuxième bride,
  • une bague de verrouillage, dite bague de verrouillage interne, située à l'intérieur des éléments connecteurs, la bague de verrouillage comprenant, sur sa face extérieure, une première série et une deuxième série de tenons aptes à coopérer avec une troisième série et une quatrième série de tenons disposées respectivement sur des surfaces intérieures des premiers et deuxièmes éléments connecteurs, pour connecter le premier et le deuxième éléments de tube principal, et
  • au moins un pion démontable, le pion démontable coopérant avec la bague de verrouillage, et étant agencé dans le premier élément connecteur pour bloquer la bague de verrouillage en translation par rapport au premier élément connecteur, le pion démontable peut coopérer notamment avec un tenon de la première série de tenons de la bague de verrouillage ou tout autre élément prévu sur la bague de verrouillage.
The connector according to the invention is suitable for a drilling riser, for example as described in relation to the figure 1 , but the connector according to the invention can also be adapted to a riser for packaging (from the English "completion"), from reconditioning (from the English for "work-over") or for production, which has in particular the particularity not to have an auxiliary line. According to the invention, the connector comprises:
  • a first main tube element extended by a first connector element, this can optionally be provided with guide means (for example a first flange) for the passage of an auxiliary tube element (case where the riser comprises at least an auxiliary line),
  • a second main tube element extended by a second connector element, this can optionally be provided with guide means (for example a second flange) for the passage of an auxiliary tube element (case where the riser comprises at least an auxiliary line),
  • optionally, a first auxiliary tube element passing through the first flange,
  • optionally, a second auxiliary tube element passing through the second flange,
  • a locking ring, called the internal locking ring, located inside the connector elements, the locking ring comprising, on its external face, a first series and a second series of pins capable of cooperating with a third series and a fourth series of pins arranged respectively on the inner surfaces of the first and second connector elements, for connecting the first and the second main tube elements, and
  • at least one removable pin, the removable pin cooperating with the locking ring, and being arranged in the first connector element to block the locking ring in translation relative to the first connector element, the removable pin can cooperate in particular with a lug of the first set of pins of the locking ring or any other element provided on the locking ring.

Ainsi, grâce aux quatre séries de tenons, deux connexions de type à baïonnette sont formées : une première entre la bague de verrouillage et le premier élément connecteur, une deuxième entre la bague de verrouillage et le deuxième élément connecteur. De cette manière, la bague de verrouillage est rendue démontable par rapport aux éléments connecteurs, ce qui permet son inspection et sa maintenance. De plus, les connexions à baïonnette permettent un verrouillage et un déverrouillage rapide du connecteur.Thus, thanks to the four series of pins, two bayonet type connections are formed: a first between the locking ring and the first connector element, a second between the locking ring and the second connector element. In this way, the locking ring is made removable with respect to the connector elements, which allows its inspection and maintenance. In addition, the bayonet connections allow rapid locking and unlocking of the connector.

Le placement de la bague à l'intérieur des deux éléments connecteurs permet de réduire l'encombrement du connecteur, et apporte ainsi une compacité du connecteur.The placement of the ring inside the two connector elements makes it possible to reduce the size of the connector, and thus brings compactness to the connector.

De plus, l'agencement du pion démontable (dans le premier élément connecteur et coopérant avec les tenons de la bague de verrouillage) permet d'éviter d'avoir un composant à l'intérieur de la bague de verrouillage pour assurer la fonction de blocage en translation de la bague de verrouillage par rapport au premier élément connecteur. Dans la demande de brevet FR 3045708 ( WO 2017/102220 ), cette fonction est réalisée par un pion traversant la bague de verrouillage et pénétrant dans une rainure ou un orifice de l'élément connecteur mâle, qui peut comprendre un manchon.In addition, the arrangement of the removable pin (in the first connector element and cooperating with the pins of the locking ring) makes it possible to avoid having a component inside the locking ring to ensure the locking function. in translation of the locking ring relative to the first connector element. In the patent application FR 3045708 (( WO 2017/102220 ), this function is carried out by a pin passing through the locking ring and penetrating into a groove or an orifice of the male connector element, which may include a sleeve.

Le connecteur peut être conçu et dimensionné pour satisfaire les spécifications mentionnées par les normes API 16 R et API 2RD éditées par l'American Petroleum Institute (Institut Américain du Pétrole).The connector can be designed and dimensioned to meet the specifications mentioned by API 16 R and API 2RD standards published by the American Petroleum Institute.

Les différents modes de réalisation décrits précédemment et ci-après peuvent être combinés, de manière à combiner leurs effets.The various embodiments described above and below can be combined, so as to combine their effects.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de verrouillage peut comporter en outre, sur sa surface extérieure, une première et une deuxième surfaces de centrage. La première surface de centrage est destinée à réaliser le centrage de la bague de verrouillage dans le premier élément connecteur, et la deuxième surface de centrage est destinée à réaliser le centrage de la bague de verrouillage dans le deuxième élément connecteur. Ainsi, la bague de verrouillage remplit à la fois la fonction de verrouillage et la fonction de centrage. De cette manière, le connecteur ne comporte aucun élément supplémentaire assurant notamment la fonction de centrage, en particulier, aucun manchon fixé à un élément connecteur. En d'autres termes, aucun manchon, n'est utile pour le connecteur, ce qui permet de limiter le nombre de composants du connecteur, ce qui limite l'usinage des composants et ce qui simplifie l'assemblage du connecteur. De plus, cette conception du connecteur permet d'avoir une bague plus épaisse, limitant ainsi les contraintes mécaniques et/ou le diamètre extérieur du connecteur et apportant une meilleure rigidité lors de la connexion. En outre, cette configuration de la bague de verrouillage permet d'utiliser des éléments connecteurs identiques, ce qui simplifie également la fabrication des composants. De préférence, les surfaces de centrage peuvent être formées par des surfaces cylindriques. De manière avantageuse, les surfaces de centrage peuvent être situées aux extrémités longitudinales de la bague de verrouillage. Cet éloignement maximal permet d'optimiser le centrage.According to one embodiment of the invention, the locking ring can also comprise, on its external surface, a first and a second centering surface. The first centering surface is intended to center the locking ring in the first connector element, and the second centering surface is intended to centering the locking ring in the second connector element. Thus, the locking ring fulfills both the locking function and the centering function. In this way, the connector does not comprise any additional element ensuring in particular the centering function, in particular, no sleeve fixed to a connector element. In other words, no sleeve is useful for the connector, which makes it possible to limit the number of components of the connector, which limits the machining of the components and which simplifies the assembly of the connector. In addition, this design of the connector makes it possible to have a thicker ring, thus limiting the mechanical stresses and / or the outside diameter of the connector and providing better rigidity during connection. In addition, this configuration of the locking ring makes it possible to use identical connector elements, which also simplifies the manufacture of the components. Preferably, the centering surfaces can be formed by cylindrical surfaces. Advantageously, the centering surfaces can be located at the longitudinal ends of the locking ring. This maximum distance makes it possible to optimize the centering.

Selon un aspect de ce mode de réalisation de l'invention, la bague de verrouillage peut comporter, sur sa surface extérieure, une première et une deuxième surfaces d'étanchéité. La première surface d'étanchéité est destinée à assurer l'étanchéité entre la bague de verrouillage et le premier élément connecteur, et la deuxième surface d'étanchéité est destinée à assurer l'étanchéité entre la bague de verrouillage et le deuxième élément connecteur. De préférence, les surfaces d'étanchéité peuvent être agencées entre les surfaces de centrage et les séries de tenons. En d'autres termes, pour ce mode de réalisation, la surface extérieure de la bague de verrouillage peut comporter selon la direction longitudinale une première surface de centrage, une première surface d'étanchéité, une première série de tenons, une deuxième série de tenons, une deuxième surface d'étanchéité et une deuxième surface de centrage. De préférence, les surfaces d'étanchéité sont des surfaces cylindriques. De manière avantageuse, le diamètre extérieur des surfaces d'étanchéité est supérieure au diamètre des surfaces de centrage. Des joints d'étanchéité peuvent être prévus dans des rainures des éléments connecteurs, les joints d'étanchéité sont alors en contact avec les surfaces d'étanchéité de la bague de verrouillage. Alternativement, des joints d'étanchéité peuvent être prévus dans des rainures de la bague de verrouillage au niveau des surfaces d'étanchéité, les joints d'étanchéité sont alors en contact avec la surface intérieure des éléments connecteurs.According to one aspect of this embodiment of the invention, the locking ring may have, on its outer surface, a first and a second sealing surface. The first sealing surface is intended to seal between the locking ring and the first connector element, and the second sealing surface is intended to seal between the locking ring and the second connector element. Preferably, the sealing surfaces can be arranged between the centering surfaces and the series of studs. In other words, for this embodiment, the external surface of the locking ring can comprise, in the longitudinal direction, a first centering surface, a first sealing surface, a first series of studs, a second series of studs. , a second sealing surface and a second centering surface. Preferably, the sealing surfaces are cylindrical surfaces. Advantageously, the outside diameter of the sealing surfaces is greater than the diameter of the centering surfaces. Seals can be provided in grooves of the connector elements, the seals are then in contact with the sealing surfaces of the locking ring. Alternatively, seals can be provided in grooves of the locking ring at the sealing surfaces, the seals are then in contact with the inner surface of the connector elements.

Conformément à une mise en œuvre de ce mode de réalisation de l'invention (bagues avec surfaces de centrage), le diamètre intérieur de la bague de verrouillage peut être sensiblement identique au diamètre intérieur des premier et deuxième éléments connecteurs, eux même ayant un diamètre sensiblement identique aux diamètres des premier et deuxième éléments de tube principal. Cette mise en œuvre permet d'éviter les pertes de charge dans le tube principal grâce à un diamètre intérieur sensiblement constant du tube principal.According to an implementation of this embodiment of the invention (rings with centering surfaces), the internal diameter of the locking ring can be substantially identical to the internal diameter of the first and second connector elements, themselves having a diameter substantially identical to the diameters of the first and second main tube elements. This implementation makes it possible to avoid pressure drops in the main tube thanks to a substantially constant internal diameter of the main tube.

Alternativement, le connecteur peut comprendre un manchon cylindrique. Le manchon cylindrique peut être monté sur l'un des éléments connecteurs (par exemple le premier élément connecteur), et peut s'insérer dans l'autre élément connecteur (par exemple le deuxième élément connecteur). La bague de verrouillage est alors disposée autour du manchon. Le manchon cylindrique peut être assemblé au premier élément connecteur par boulonnage, vissage, frettage, circlip ou tout moyen analogue. Alternativement, le manchon cylindrique peut reposer sur la surface d'appui supérieure de la bague de verrouillage. En d'autres termes, le manchon cylindrique peut reposer sur l'extrémité axiale de la bague de verrouillage qui est insérée dans le premier élément connecteur. Selon un exemple de réalisation, un épaulement peut être prévu sur la surface extérieure du manchon pour générer une surface d'appui. Le manchon cylindrique permet en outre notamment les fonctions de centrage et d'étanchéité.Alternatively, the connector may include a cylindrical sleeve. The cylindrical sleeve can be mounted on one of the connector elements (for example the first connector element), and can be inserted in the other connector element (for example the second connector element). The locking ring is then placed around the sleeve. The cylindrical sleeve can be assembled to the first connector element by bolting, screwing, shrinking, circlip or any similar means. Alternatively, the cylindrical sleeve can rest on the upper bearing surface of the locking ring. In other words, the cylindrical sleeve can rest on the axial end of the locking ring which is inserted in the first connector element. According to an exemplary embodiment, a shoulder can be provided on the outer surface of the sleeve to generate a bearing surface. The cylindrical sleeve also allows in particular the functions of centering and sealing.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les tenons des première et deuxième séries de tenons (et a fortiori des troisième et quatrième séries de tenons) sont en saillie sur des plages angulaires identiques. On appelle plage angulaire d'un tenon, l'angle formé par la portion de disque occupée par le tenon sur le diamètre dans lequel il est inscrit. Par exemple, si une série de tenons comporte des tenons qui représentent chacun un sixième de disque, alors la plage angulaire du tenon est de 60°. Ainsi, grâce à cette conception, le verrouillage et le déverrouillage de la bague de verrouillage par rapport aux deux éléments connecteurs peuvent résulter d'une seule rotation et devient simultané. De cette manière, la bague de verrouillage n'est entraînée en rotation qu'entre seulement deux positions angulaires.According to one embodiment of the invention, the tenons of the first and second series of tenons (and a fortiori of the third and fourth series of tenons) are projecting over identical angular ranges. Called angular range of a tenon, the angle formed by the portion of disc occupied by the tenon on the diameter in which it is registered. For example, if a series of tenons has tenons which each represent one sixth of a disc, then the angular range of the tenon is 60 °. Thus, thanks to this design, the locking and unlocking of the locking ring with respect to the two connector elements can result from a single rotation and becomes simultaneous. In this way, the locking ring is only rotated between two angular positions.

Selon une première mise en œuvre de l'invention, les répartitions circonférentielles des première et deuxième séries de tenons sont symétriques par rapport à un plan radial passant entre les deux séries de tenons. En d'autres termes, les tenons des première et deuxième séries de tenons se font face (sont alignés). Ainsi, la bague de verrouillage peut être symétrique par rapport à un plan médian de la bague de verrouillage, le plan étant perpendiculaire à l'axe de la bague de verrouillage. Cette conception symétrique permet notamment de simplifier l'assemblage, et la fabrication de la bague de verrouillage. Selon une deuxième mise en œuvre de l'invention, les répartitions circonférentielles des première et deuxième séries de tenons sont opposées : la répartition circonférentielle de la deuxième série de tenons est décalée par rapport à la première série de tenons, d'un angle correspondant à la plage angulaire d'un tenon. En d'autres termes, les tenons d'une série font face aux intervalles de l'autre série. Selon une troisième mise en œuvre de l'invention, les répartitions circonférentielles des tenons des première et deuxième séries sont décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle correspondant à la moitié de la plage angulaire d'un tenon (ou tout autre angle).According to a first implementation of the invention, the circumferential distributions of the first and second series of pins are symmetrical with respect to a radial plane passing between the two series of pins. In other words, the tenons of the first and second series of tenons face each other (are aligned). Thus, the locking ring can be symmetrical relative to a median plane of the locking ring, the plane being perpendicular to the axis of the locking ring. This symmetrical design allows in particular to simplify the assembly, and the manufacture of the locking ring. According to a second implementation of the invention, the circumferential distributions of the first and second series of tenons are opposite: the circumferential distribution of the second series of tenons is offset with respect to the first series of tenons, by an angle corresponding to the angular range of a post. In other words, the tenons of one series face the intervals of the other series. According to a third implementation of the invention, the circumferential distributions of the tenons of the first and second series are offset with respect to each other by an angle corresponding to half the angular range of a tenon (or any other angle).

Alternativement, les tenons des première et deuxième séries de tenons (et a fortiori des troisième et quatrième séries de tenons) sont en saillie sur des plages angulaires différentes. Ainsi le déverrouillage des deux connexions à baïonnette est réalisé par des rotations distinctes.Alternatively, the tenons of the first and second series of tenons (and a fortiori of the third and fourth series of tenons) are projecting over different angular ranges. Thus the unlocking of the two bayonet connections is achieved by separate rotations.

De préférence, la bague de verrouillage peut être réalisée en une seule pièce.Preferably, the locking ring can be made in one piece.

Le(s) pion(s) démontable(s) a (ont) pour fonction de supporter le poids de la bague de verrouillage en position déverrouillée. De préférence, ils sont installés lors de l'assemblage et ne sont retirés que lors de l'inspection.The removable pin (s) has the function of supporting the weight of the locking ring in the unlocked position. Preferably, they are installed during assembly and are only removed during inspection.

Avantageusement, pour lequel le pion démontable est destiné à être en contact avec un tenon de la bague de verrouillage, le pion démontable peut comporter une surface plane pour coopérer avec un tenon de la bague de verrouillage. Ainsi, le contact est facilité, ce qui permet un blocage en translation simple.Advantageously, for which the removable pin is intended to be in contact with a lug of the locking ring, the removable pin may have a flat surface for cooperating with a lug of the locking ring. Thus, the contact is facilitated, which allows blocking in simple translation.

De manière avantageuse, le pion démontable peut être agencé dans un orifice de l'élément connecteur. L'orifice est de préférence radial. L'orifice peut être situé entre la bride et l'extrémité du premier élément connecteur, qui fait face au deuxième élément connecteur.Advantageously, the removable pin can be arranged in an orifice of the connector element. The orifice is preferably radial. The orifice can be located between the flange and the end of the first connector element, which faces the second connector element.

De plus, afin de faciliter l'insertion et le positionnement du pion démontable, le pion démontable peut comporter un détrompeur. En d'autres termes le pion démontable comprend une forme spécifique permettant de positionner correctement le pion démontable.In addition, in order to facilitate the insertion and positioning of the removable pin, the removable pin may include a keying device. In other words, the removable pin includes a specific shape allowing the removable pin to be correctly positioned.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de verrouillage comportent une pluralité de pions démontables. Ainsi, il est possible de répartir les efforts sur les pions démontables. Pour ce mode de réalisation, il peut être prévu un nombre de pions démontables correspondant au nombre de tenons de la troisième série ou de la quatrième série de tenons (a fortiori de la première ou de la troisième série de tenons). Alternativement, il peut être prévu un nombre de pions démontables correspondant sensiblement à la moitié du nombre de tenons de la troisième ou de la quatrième série de tenons. Cette alternative permet d'obtenir un compromis entre nombre de pions et efforts exercés sur les pions.According to one embodiment of the invention, the locking means comprise a plurality of removable pins. Thus, it is possible to distribute the forces on the removable pins. For this embodiment, a number of removable pins can be provided corresponding to the number of pins of the third series or the fourth series of tenons (a fortiori of the first or third series of tenons). Alternatively, a number of removable pins can be provided, corresponding substantially to half the number of pins of the third or fourth series of pins. This alternative makes it possible to obtain a compromise between the number of pawns and the forces exerted on the pawns.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque série de tenons peut comporter au moins une rangée de tenons. On appelle rangée de tenons une répartition circonférentielle des tenons. Dans chaque rangée de tenons, il existe une alternance de tenons en saillie et d'espaces vides (intervalles), ces espaces vides permettent le passage des tenons correspondant de la série de tenons avec laquelle la rangée de tenons coopère.According to an embodiment of the invention, each series of studs can comprise at least one row of studs. A row of studs is called a circumferential distribution of studs. In each row of studs, there is an alternation of protruding studs and empty spaces (intervals), these empty spaces allow the passage of the corresponding studs from the series of studs with which the row of studs cooperates.

Conformément à une mise en œuvre de l'invention, les séries de tenons peuvent comprendre une pluralité de rangées de tenons, en particulier deux ou trois rangées de tenons. La pluralité de rangées de tenons permet une diminution des efforts axiaux sur les tenons, ce qui permet de limiter la fatigue mécanique des tenons.In accordance with an implementation of the invention, the series of tenons can comprise a plurality of rows of tenons, in particular two or three rows of tenons. The plurality of rows of tenons allows a reduction of the axial forces on the tenons, which makes it possible to limit the mechanical fatigue of the tenons.

Selon une conception possible, chaque série de tenons comporte une seule rangée de tenons. Selon une première alternative, chaque série de tenons comporte deux rangées de tenons. Selon une deuxième alternative, chaque série de tenons comporte trois rangées de tenons. Selon une troisième alternative, deux des quatre séries de tenons comportent une rangée de tenons, et les deux autres séries comportent deux rangées de tenons. Selon une quatrième alternative, deux des quatre séries de tenons comportent deux rangées de tenons, et les deux autres séries comportent trois rangées de tenons.According to a possible design, each series of studs has a single row of studs. According to a first alternative, each series of studs has two rows of studs. According to a second alternative, each series of studs has three rows of studs. According to a third alternative, two of the four sets of studs have a row of studs, and the other two series have two rows of studs. According to a fourth alternative, two of the four sets of studs have two rows of studs, and the other two series have three rows of studs.

Dans le cas où une série de tenons comporte plusieurs rangées de tenons, alors les rangées de tenons peuvent être inscrites dans des diamètres différents. Cette conception permet de faire passer la rangée de tenons de plus faible diamètre, et ainsi, il est possible de verrouiller et déverrouiller la connexion à baïonnette par une seule rotation.In the case where a series of studs has several rows of studs, then the rows of studs can be entered in different diameters. This design allows the row of studs of smaller diameter to pass, and thus, it is possible to lock and unlock the bayonet connection by a single rotation.

Dans le cas où une série de tenons comporte plusieurs rangées de tenons, alors les rangées de tenons peuvent être inscrites dans des diamètres identiques. Cette conception impose une insertion et un verrouillage de la connexion à baïonnette par un mouvement relatif composé d'une première translation, une première rotation, une deuxième translation et une deuxième rotation. Cette conception permet donc une meilleure sécurisation de la connexion car elle permet d'éviter une déconnexion non souhaitée.In the case where a series of tenons comprises several rows of tenons, then the rows of tenons can be entered in identical diameters. This design requires insertion and locking of the bayonet connection by a relative movement composed of a first translation, a first rotation, a second translation and a second rotation. This design therefore allows better security of the connection because it avoids unwanted disconnection.

Chaque rangée de tenons comporte une pluralité de tenons répartis régulièrement sur un diamètre. De manière avantageuse, les tenons des différentes rangées peuvent être agencés pour permettre un verrouillage sur 360°. Selon une conception, les rangées de tenons peuvent comprendre trois tenons ayant une plage angulaire de 60°, ou 40°. Selon une alternative, les rangées de tenons peuvent comprendre quatre tenons ayant une plage angulaire de 45°, ou 30°. Selon une alternative, le s rangées de tenons peuvent comprendre cinq tenons ayant une plage angulaire de 36°, ou 24°. Selon une autre alternative, les rangées de tenons peuvent comprendre six tenons ayant une plage angulaire de 30° ou 20°. Selon une alternative, les rangées de tenons peuvent comprendre huit tenons ayant une plage angulaire de 22,5°, ou 15°. De manière à avoir les tenons en saillie sur des plages angulaires identiques, toutes les rangées de toutes les séries de tenons peuvent comporter le même nombre de tenons.Each row of studs has a plurality of studs distributed regularly over a diameter. Advantageously, the tenons of the different rows can be arranged to allow 360 ° locking. According to one design, the rows of studs may include three studs having an angular range of 60 °, or 40 °. Alternatively, the rows of studs can include four studs with an angular range of 45 °, or 30 °. According to an alternative, the rows of studs can comprise five studs having an angular range of 36 °, or 24 °. According to another alternative, the rows of tenons can comprise six tenons having an angular range of 30 ° or 20 °. Alternatively, the rows of studs may include eight studs having an angular range of 22.5 °, or 15 °. In order to have the studs projecting over identical angular ranges, all the rows of all the series of studs can have the same number of studs.

En outre, conformément à une conception du connecteur, la bague peut comporter des moyens de blocage de la rotation des éléments connecteurs, par exemple des butées. Pour ce mode de réalisation, les moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage peuvent comporter deux butées sur chaque élément connecteur, les butées du premier élément connecteur coopérant avec les butées du deuxième élément connecteur. Sur un des éléments connecteurs, les butées peuvent avoir sensiblement la forme d'un L, de préférence un L allongé, et sur l'autre élément connecteur, les butées peuvent sensiblement avoir la forme d'un T, de préférence un T dont la barre verticale est de dimension équivalente à la moitié de la barre horizontale du T. Chaque couple de butées en coopération permet d'interdire un sens de rotation des éléments connecteurs. Par exemple, la barre verticale du T des butées du premier élément connecteur vient en contact avec la petite partie du L des butées du deuxième élément connecteur. Alternativement, les butées peuvent prendre d'autres formes, tels que des angles droits, des surfaces concaves et convexes, etc.In addition, in accordance with a connector design, the ring may include means for blocking the rotation of the connector elements, for example stops. For this embodiment, the means for locking in rotation of the locking ring may comprise two stops on each connector element, the stops of the first connector element cooperating with the stops of the second connector element. On one of the connector elements, the stops can have substantially the shape of an L, preferably an elongated L, and on the other connector element, the stops can substantially have the shape of a T, preferably a T whose vertical bar is of dimension equivalent to half of the horizontal bar of the T. Each pair of stops in cooperation makes it possible to prohibit a direction of rotation of the connector elements. For example, the vertical bar of the T of the stops of the first connector element comes into contact with the small part of the L of the stops of the second connector element. Alternatively, the stops can take other forms, such as right angles, concave and convex surfaces, etc.

Avantageusement, les butées peuvent être amovibles. Cette solution permet un remplacement rapide et économique lors de la maintenance ainsi que d'utiliser des éléments connecteurs identiques. Dans ce cas, elles peuvent être fixées par vis sur les éléments connecteurs. Alternativement, les butées sont usinées dans les brides des éléments connecteurs. Cette alternative peut également permettre d'utiliser des éléments connecteurs identiques.Advantageously, the stops can be removable. This solution allows quick and economical replacement during maintenance as well as the use of identical connector elements. In this case, they can be fixed by screws on the connector elements. Alternatively, the stops are machined in the flanges of the connector elements. This alternative can also allow the use of identical connector elements.

Selon une caractéristique de l'invention, le connecteur peut comprendre des moyens de blocage de la bague de verrouillage dans au moins une position, notamment dans la position verrouillée. Ces moyens de blocage peuvent permettre également d'empêcher la rotation de la bague de verrouillage par rapport au premier élément connecteur dans la position déverrouillée. Les moyens de blocage de la bague de verrouillage permettent d'éviter tout déverrouillage non désiré de la bague de verrouillage.According to a characteristic of the invention, the connector can comprise means for blocking the locking ring in at least one position, in particular in the locked position. These blocking means can also make it possible to prevent the rotation of the locking ring relative to the first connector element in the unlocked position. The locking ring locking means make it possible to avoid any unwanted unlocking of the locking ring.

Selon un exemple de ce mode de réalisation, les moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage peuvent comporter un système avec un doigt d'indexage (c'est-à-dire une goupille s'insérant dans un orifice lorsqu'il est dans la position de blocage). Le doigt d'indexage peut être axial ou radial. Un tel système présente l'avantage d'être automatique.According to an example of this embodiment, the means for locking in rotation of the locking ring may comprise a system with an indexing finger (that is to say a pin inserting into an orifice when it is in the locked position). The indexing finger can be axial or radial. The advantage of such a system is that it is automatic.

Conformément à une mise en œuvre de l'invention, le système peut combiner les deux variantes décrites ci-dessus. Le doigt d'indexage des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage peut être inséré dans l'une des butées des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. Cette combinaison permet d'intégrer les deux moyens de blocage l'un dans l'autre, ce qui limite le nombre de composants, et ce qui facilite les opérations de maintenance et d'inspection.In accordance with an implementation of the invention, the system can combine the two variants described above. The indexing finger of the means for locking in rotation of the locking ring can be inserted into one of the stops of the means for locking in rotation of the connector elements. This combination makes it possible to integrate the two locking means into one another, which limits the number of components, and which facilitates maintenance and inspection operations.

Conformément à une conception de l'invention, la bague de verrouillage peut comprendre des moyens de manipulation qui sont externes à la bague de verrouillage. Ces moyens de manipulation permettent de faire tourner la bague de verrouillage. Par exemple, les moyens de manipulation peuvent être une barre de manipulation. Selon une conception, les moyens de manipulation peuvent être insérés dans un pion démontable.According to a design of the invention, the locking ring can comprise handling means which are external to the locking ring. These manipulation means make it possible to rotate the locking ring. For example, the handling means can be a handling bar. According to one design, the handling means can be inserted in a removable pin.

Selon un mode de réalisation, la bague de verrouillage est une pièce monobloc, ce qui simplifie la conception et l'assemblage du connecteur.According to one embodiment, the locking ring is a single piece, which simplifies the design and assembly of the connector.

La figure 2 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un connecteur selon une première variante de réalisation de l'invention, le connecteur assemble deux tronçons de colonne montante. La figure 2 correspond à une vue en coupe du connecteur. Sur cette figure, seul un côté de la vue en coupe est représenté, le deuxième côté peut se déduire par symétrie axiale. L'axe des tronçons et du connecteur est représenté horizontalement. Sur cette figure, les brides pour les éléments de tube auxiliaire sont représentées, mais ne sont pas nécessaires au connecteur selon l'invention. Un premier élément connecteur 8 est connecté à un deuxième élément connecteur 9. Des moyens de verrouillage réalisent et verrouillent l'assemblage. Les moyens de verrouillage comportent une bague de verrouillage 11. La bague de verrouillage 11 comprend, sur sa surface extérieure, une première série de tenons 15 et une deuxième série de tenons 16. La première série de tenons 15 coopère avec une troisième série de tenons 17, agencés sur la surface intérieure du premier élément connecteur 8. La deuxième série de tenons 16 coopère avec une quatrième série de tenons 18, agencés sur la surface intérieure du deuxième élément connecteur 9. En outre, les moyens de verrouillage comportent au moins un pion démontable 12. Le pion démontable 12 coopère avec la bague de verrouillage 11. Le pion démontable 12 est inséré dans le premier élément connecteur 8 de manière à être en saillie sur la partie intérieure du premier élément connecteur 8. La bague de verrouillage 11 comporte en outre deux surfaces de centrage 13 et 14 aux extrémités longitudinales de la bague de verrouillage 11. La première surface de centrage 13 permet le centrage de la bague de verrouillage 11 par rapport au premier élément connecteur 8. La deuxième surface de centrage 14 permet le centrage de la bague de verrouillage 11 par rapport au deuxième élément connecteur 9. De plus, la bague de verrouillage 11 comporte deux surfaces d'étanchéité 19 et 20, ces surfaces d'étanchéité 19 et 20 sont situées entre les surfaces de centrage 13 et 14 et les séries de tenons 15 et 16.The figure 2 illustrates, schematically and without limitation, a connector according to a first alternative embodiment of the invention, the connector assembles two sections of riser. The figure 2 corresponds to a section view of the connector. In this figure, only one side of the sectional view is shown, the second side can be deduced by axial symmetry. The axis of the sections and of the connector is shown horizontally. In this figure, the flanges for the auxiliary tube elements are shown, but are not necessary for the connector according to the invention. A first connector element 8 is connected to a second connector element 9. Locking means produce and lock the assembly. The locking means comprise a locking ring 11. The locking ring 11 comprises, on its outer surface, a first series of pins 15 and a second series of pins 16. The first series of pins 15 cooperates with a third series of pins 17, arranged on the inner surface of the first connector element 8. The second series of pins 16 cooperates with a fourth series of pins 18 , arranged on the inner surface of the second connector element 9. In addition, the locking means comprise at least one removable pin 12. The removable pin 12 cooperates with the locking ring 11. The removable pin 12 is inserted in the first connector element 8 so as to project from the inner part of the first connector element 8. The locking ring 11 also has two centering surfaces 13 and 14 at the longitudinal ends of the locking ring 11. The first centering surface 13 allows the centering of the locking ring 11 relative to the first connector element 8. The second centering surface 14 allows the centering of the locking ring 11 by relative to the second connector element 9. In addition, the locking ring 11 has two sealing surfaces 19 and 20, these sealing surfaces 19 and 20 are located between the centering surfaces 13 and 14 and the series of tenons 15 and 16.

La figure 3 illustre, schématiquement et de manière non limitative, selon une vue en coupe, un élément connecteur 8 ou 9 pour le mode de réalisation de la figure 2. L'élément connecteur 8 ou 9 est une pièce sensiblement cylindrique, comprenant une première extrémité 22, destinée à être fixée à un élément de tube principal (non représenté). L'élément connecteur 8 ou 9 comprend, sur sa face intérieure, une troisième série de tenons constituée de deux rangées de tenons 17A et 17B. La rangée 17A est la rangée la plus au centre du connecteur. Selon le mode de réalisation illustré, chaque rangée de tenons 17A, 17B comprend quatre tenons ayant une plage angulaire de 45°. Les deux rangées de tenons 17A, 17B sont inscrites dans des diamètres différents. De cette manière, l'insertion et le verrouillage dans la bague de verrouillage (et de manière inversée le déverrouillage et le retrait) sont permis par une unique translation. De plus, les répartitions circonférentielles des tenons des rangées 17A, 17B sont alternées : les tenons de la rangée 17A font face aux (sont alignés avec) intervalles entre deux tenons de la rangée 17B et inversement. De manière non limitative, cette figure représente schématiquement la forme de la bride qui permet le passage d'élément de tube auxiliaire. En outre, l'élément connecteur 8 ou 9 comprend des alésages internes pour respectivement la réception des surfaces de centrage et d'étanchéité de la bague de verrouillage.The figure 3 illustrates, schematically and without limitation, in a sectional view, a connector element 8 or 9 for the embodiment of the figure 2 . The connector element 8 or 9 is a substantially cylindrical part, comprising a first end 22, intended to be fixed to a main tube element (not shown). The connector element 8 or 9 comprises, on its inner face, a third series of tenons constituted by two rows of tenons 17A and 17B. Row 17A is the most center row of the connector. According to the illustrated embodiment, each row of tenons 17A, 17B comprises four tenons having an angular range of 45 °. The two rows of tenons 17A, 17B are inscribed in different diameters. In this way, insertion and locking into the locking ring (and inversely unlocking and removal) are allowed by a single translation. In addition, the circumferential distributions of the studs of rows 17A, 17B are alternated: the studs of row 17A face (are aligned with) intervals between two studs of row 17B and vice versa. In a nonlimiting manner, this figure schematically represents the shape of the flange which allows the passage of an auxiliary tube element. In addition, the connector element 8 or 9 includes internal bores for respectively receiving the centering and sealing surfaces of the locking ring.

La figure 4 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une bague de verrouillage 11 pour le mode de réalisation de la figure 2. La bague de verrouillage 11 est une pièce sensiblement cylindrique. La bague de verrouillage 11 comporte, sur sa surface extérieure, une première série de tenons 15 et une deuxième série de tenons 16. La première série de tenons 15 est apte à coopérer avec la troisième série de tenons du premier élément connecteur. La deuxième série de tenons 16 est apte à coopérer avec la quatrième série de tenons du deuxième élément connecteur. Selon le mode de réalisation illustré, chaque série de tenons 15, 16 comprend deux rangées de tenons 15A, 15B et 16A, 16B. Les rangées 15A et 16A sont les rangées de tenons les plus au centre. Chaque rangée de tenons comportent quatre tenons ayant une plage angulaire de 45°. Sur l'exemple illustré, les tenons des rangées de tenons centrales 15A, 16A sont inscrits dans des diamètres inférieurs aux diamètres des rangées de tenons externes 15B, 16B. De plus, les répartitions circonférentielles des tenons des rangées 15A, 15B sont alternées : les tenons de la rangée 15A font face aux (sont alignés avec) intervalles entre deux tenons de la rangée 15B et inversement. De la même manière, les répartitions circonférentielles des tenons des rangées 16A, 16B sont alternées : les tenons de la rangée 16A font face aux (sont alignés avec) intervalles entre deux tenons de la rangée 16B et inversement. En outre, pour le mode de réalisation illustré, les répartitions circonférentielles des tenons des première et troisième séries sont symétriques par rapport à un plan radial situé entre les première et troisième série de tenons : les tenons de la rangée 15A font face (sont alignés avec) aux tenons de la rangée 16A, et les tenons de la rangée 15B font face (sont alignés avec) aux tenons de la rangée 16B. La bague de verrouillage 11 comporte également à ces extrémités deux surfaces cylindriques de centrage 13, 14 et éventuellement deux surfaces cylindriques d'étanchéité(non représentées), les surfaces d'étanchéité étant agencées respectivement entre une des surfaces de centrage 13 ou 14 et une série de tenons 15 ou 16.The figure 4 illustrates, schematically and without limitation, a locking ring 11 for the embodiment of the figure 2 . The locking ring 11 is a substantially cylindrical part. The locking ring 11 has, on its outer surface, a first series of tenons 15 and a second series of tenons 16. The first series of tenons 15 is able to cooperate with the third series of tenons of the first connector element. The second series of pins 16 is able to cooperate with the fourth series of pins of the second connector element. According to the illustrated embodiment, each series of tenons 15, 16 comprises two rows of tenons 15A, 15B and 16A, 16B. Rows 15A and 16A are the most center tenon rows. Each row of studs has four studs with an angular range of 45 °. In the example illustrated, the tenons of the rows of central tenons 15A, 16A are inscribed in diameters smaller than the diameters of the rows of external tenons 15B, 16B. In addition, the circumferential distributions of the studs in rows 15A, 15B are alternated: the studs in row 15A face (are aligned with) intervals between two studs in row 15B and vice versa. In the same way, the circumferential distributions of the studs of rows 16A, 16B are alternated: the studs of row 16A face (are aligned with) intervals between two studs of row 16B and vice versa. In addition, for the illustrated embodiment, the circumferential distributions of the tenons of the first and third series are symmetrical with respect to a radial plane situated between the first and third series of tenons: the tenons of row 15A face each other (are aligned with ) to the studs in row 16A, and the studs in row 15B face (are aligned with) the studs in row 16B. The locking ring 11 also has at these ends two cylindrical centering surfaces 13, 14 and possibly two cylindrical sealing surfaces (not shown), the sealing surfaces being arranged respectively between one of the centering surfaces 13 or 14 and a series of tenons 15 or 16.

La figure 6 illustre, schématiquement et de manière non limitative, deux éléments connecteurs assemblés équipés de moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs selon un premier mode de réalisation des moyens de blocage. La partie droite de la figure 6 est un agrandissement des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. Le premier élément connecteur 8 comprend, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 23 et 24. Les butées 23 et 24 ont sensiblement la forme d'un T, dont la barre verticale a une dimension similaire à la moitié de la longueur de la barre horizontale du T. Les butées 23 et 24 peuvent être amovibles : elles sont fixées par des vis au premier élément connecteur 8. Le deuxième élément connecteur 9 comporte, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 25 et 26. Les butées 25 et 26 ont sensiblement la forme d'un L allongé. Les butées 25 et 26 peuvent être agencées dans des positions opposées. Les butées 25 et 26 sont amovibles : elles sont fixées par des vis au deuxième élément connecteur 9. La butée 23 coopère avec la butée 25 pour bloquer la rotation selon un sens de rotation (sens horaire). La butée 24 coopère avec la butée 26 pour bloquer la rotation dans le sens de rotation opposé (sens trigonométrique). Les surfaces en contact des butées 23, 24, 25 et 26 (dans le cas illustré, il s'agit de la barre verticale du T et du petit côté du L) sont en saillie des éléments connecteurs 8 et 9 selon leur direction axiale, au niveau de l'intervalle entre les deux éléments connecteurs 8 et 9, qui rend accessible une partie de la surface extérieure de la bague de verrouillage 11.The figure 6 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the connector elements according to a first embodiment of the locking means. The right part of the figure 6 is an enlargement of the means for blocking the rotation of the connector elements. The first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 23 and 24. The stops 23 and 24 have substantially the shape of a T, the vertical bar of which has a dimension similar to half the length of the horizontal bar of the T. The stops 23 and 24 can be removable: they are fixed by screws to the first connector element 8. The second connector element 9 has, on its outer surface and at its end, two stops 25 and 26. The stops 25 and 26 have substantially the shape of an elongated L. The stops 25 and 26 can be arranged in opposite positions. The stops 25 and 26 are removable: they are fixed by screws to the second connector element 9. The stop 23 cooperates with the stop 25 to block rotation in a direction of rotation (clockwise). The stop 24 cooperates with the stop 26 to block rotation in the opposite direction of rotation (trigonometric direction). The contact surfaces of the stops 23, 24, 25 and 26 (in the illustrated case, it is the vertical bar of the T and the short side of L) protruding from the connector elements 8 and 9 in their axial direction, at the interval between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the external surface of the locking ring 11 accessible.

La figure 7 illustre, schématiquement et de manière non limitative, deux éléments connecteurs assemblés équipés de moyen de blocage en rotation de la bague de verrouillage selon une première variante de réalisation. La partie droite de la figure 7 est un agrandissement des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage. Le premier élément connecteur 8 comprend, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux supports 27 et 30 de doigts d'indexage 28 et 31. Pour le mode de réalisation illustré, les doigts d'indexage 28 et 31 ont une direction radiale. Les doigts d'indexage 28 et 31 sont destinés à pénétrer dans des orifices prévues sur un support de la bague de verrouillage 11, telle que l'orifice 29. Les supports 27 et 30 sont amovibles : ils sont fixés par des vis au premier élément connecteur 8. Les supports 27 et 30 sont en saillie de l'élément connecteur 8 selon sa direction axiale, au niveau de l'intervalle entre les deux éléments connecteurs 8 et 9, qui rend accessible une partie de la surface extérieure de la bague de verrouillage 11.The figure 7 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the locking ring according to a first alternative embodiment. The right part of the figure 7 is an enlargement of the means for blocking the locking ring in rotation. The first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two supports 27 and 30 for indexing fingers 28 and 31. For the illustrated embodiment, the indexing fingers 28 and 31 have a radial direction. The indexing fingers 28 and 31 are intended to penetrate holes provided on a support of the locking ring 11, such as the orifice 29. The supports 27 and 30 are removable: they are fixed by screws to the first element connector 8. The supports 27 and 30 project from the connector element 8 in its axial direction, at the interval between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the outer surface of the ring accessible. lock 11.

La figure 7 illustre des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage indépendants des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. Toutefois, les moyens de blocage de la bague de verrouillage peuvent être intégrés dans les moyens de blocage des éléments connecteurs. Dans ce cas, les supports 27 et 30 peuvent correspondre aux butées 23 et 24, dans lesquelles des orifices peuvent être prévus pour le passage des doigts d'indexage 28 et 31. En l'occurrence, les orifices peuvent être prévus dans la barre verticale de la forme de T des butées 23 et 24.The figure 7 illustrates means for locking in rotation of the locking ring independent of the means for locking in rotation of the connector elements. However, the locking means of the locking ring can be integrated into the locking means of the connector elements. In this case, the supports 27 and 30 can correspond to the stops 23 and 24, in which orifices can be provided for the passage of the indexing fingers 28 and 31. In this case, the orifices can be provided in the vertical bar of the T shape of the stops 23 and 24.

La figure 8 illustre, schématiquement et de manière non limitative, deux éléments connecteurs assemblés équipés de moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs selon un deuxième mode de réalisation des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. La partie droite de la figure 8 est un agrandissement des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. Le premier élément connecteur 8 comprend, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 36 et 38. Les butées 36 et 38 sont en saillie selon la direction axiale du premier élément connecteur 8. Le deuxième élément connecteur 9 comporte, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 35 et 39. Les butées 35 et 39 sont en saillie selon la direction axiale du deuxième élément connecteur 9. La butée 35 coopère avec la butée 36 pour bloquer la rotation selon un sens de rotation (sens horaire). La butée 38 coopère avec la butée 39 pour bloquer la rotation dans le sens de rotation opposé (sens trigonométrique). Les surfaces en contact des butées 35, 36, 38, 39 sont en saillie des éléments connecteurs 8 et 9 selon leur direction axiale, au niveau de l'intervalle entre les deux éléments connecteurs 8 et 9, qui rend accessible une partie de la surface extérieure de la bague de verrouillage 11. Selon un exemple de réalisation et tel qu'illustré, un pion démontable 12 peut être prévu au-dessus d'une saillie 36 ou 38.The figure 8 illustrates, schematically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for locking in rotation of the connector elements according to a second embodiment of the means for locking in rotation of the connector elements. The right part of the figure 8 is an enlargement of the means for blocking the rotation of the connector elements. The first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 36 and 38. The stops 36 and 38 project in the axial direction of the first connector element 8. The second connector element 9 has, on its surface outer and at its end, two stops 35 and 39. The stops 35 and 39 protrude in the axial direction of the second connector element 9. The stop 35 cooperates with the stop 36 to block rotation in a direction of rotation (clockwise ). The stop 38 cooperates with the stop 39 to block rotation in the opposite direction of rotation (trigonometric direction). The contacting surfaces of the stops 35, 36, 38, 39 project from the connector elements 8 and 9 in their axial direction, at the level of the gap between the two connector elements 8 and 9, which makes part of the external surface of the locking ring 11 accessible. According to an exemplary embodiment and as illustrated, a removable pin 12 can be provided above d '' a projection 36 or 38.

La figure 9 illustre, schématiquement et de manière non limitative, deux éléments connecteurs assemblés équipés de moyen de blocage en rotation de la bague de verrouillage intégrés dans un moyen de blocage en rotation des éléments connecteurs selon une deuxième variante de réalisation. La partie droite de la figure 9 est un agrandissement des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage. Les moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs correspondent à ceux décrits en référence à la figure 8. Le premier élément connecteur 8 comprend, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 36 et 38. Les butées 36 et 38 sont en saillie selon la direction axiale du premier élément connecteur 8. Le deuxième élément connecteur 9 comporte, sur sa surface extérieure et à son extrémité, deux butées 35 et 39. Les butées 35 et 39 sont en saillie selon la direction axiale du deuxième élément connecteur 9. De plus, les butées 36 et 38 du premier élément connecteur 8 forment deux supports de doigts d'indexage 28 et 31 : les butées 36 et 38 comportent des orifices pour le passage des doigts d'indexage 28 et 31. Pour le mode de réalisation illustré, les doigts d'indexage 28 et 31 ont une direction radiale. Les doigts d'indexage 28 et 31 sont destinés à pénétrer dans des orifices prévues sur un support 25 de la bague de verrouillage 11, tel que l'orifice 29. Selon un exemple de réalisation et tel qu'illustré, un pion démontable 12 peut être prévu au-dessus d'une saillie 36 ou 38.The figure 9 illustrates, diagrammatically and in a nonlimiting manner, two assembled connector elements equipped with means for blocking the rotation of the locking ring integrated in a means for blocking the rotation of the connector elements according to a second variant embodiment. The right part of the figure 9 is an enlargement of the means for blocking the locking ring in rotation. The means for locking in rotation of the connector elements correspond to those described with reference to the figure 8 . The first connector element 8 comprises, on its outer surface and at its end, two stops 36 and 38. The stops 36 and 38 project in the axial direction of the first connector element 8. The second connector element 9 has, on its surface outer and at its end, two stops 35 and 39. The stops 35 and 39 protrude in the axial direction of the second connector element 9. In addition, the stops 36 and 38 of the first connector element 8 form two finger supports indexing 28 and 31: the stops 36 and 38 have orifices for the passage of the indexing fingers 28 and 31. For the illustrated embodiment, the indexing fingers 28 and 31 have a radial direction. The indexing fingers 28 and 31 are intended to penetrate orifices provided on a support 25 of the locking ring 11, such as the orifice 29. According to an exemplary embodiment and as illustrated, a removable pin 12 can be provided above a projection 36 or 38.

Selon une alternative de la figure 10, le connecteur peut comporter des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage disjoints des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs, ou le connecteur peut comporter uniquement des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage. Dans ces deux cas, le premier élément connecteur comprend deux saillies axiales à son extrémité, dans lesquelles sont insérées deux doigts d'indexage 33.According to an alternative of the figure 10 , the connector may comprise means for locking in rotation of the disjointed locking ring means for locking in rotation of the connector elements, or the connector may comprise only means for locking in rotation of the locking ring. In these two cases, the first connector element comprises two axial projections at its end, into which two indexing fingers 33 are inserted.

La figure 10 illustre, schématiquement et de manière non limitative, des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage selon une deuxième variante de réalisation. Le deuxième élément connecteur 9 comprend, sur sa surface extérieure et à son extrémité, un support 32 de doigt d'indexage 33. Le doigt d'indexage 33 a une direction axiale. Le doigt d'indexage 33 est destiné à pénétrer dans un orifice d'un support 34 fixé sur la bague de verrouillage 11. Les supports 32 et 34 sont fixés de manière amovible par vissage.The figure 10 illustrates, schematically and without limitation, means for blocking the locking ring in rotation according to a second alternative embodiment. The second connector element 9 comprises, on its outer surface and at its end, a support 32 for indexing finger 33. The indexing finger 33 has an axial direction. The indexing finger 33 is intended to penetrate into an orifice of a support 34 fixed on the locking ring 11. The supports 32 and 34 are removably fixed by screwing.

La figure 10 illustre des moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage indépendants des moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs. Toutefois, les moyens de blocage de la bague de verrouillage peuvent être intégrés dans les moyens de blocage des éléments connecteurs. Dans ce cas, le support 32 peut correspondre à la butée 25, dans laquelle un orifice peut être prévu pour le passage du doigt d'indexage 33.The figure 10 illustrates means for locking in rotation of the locking ring independent of the means for locking in rotation of the connector elements. However, blocking means of the locking ring can be integrated in the blocking means of the connector elements. In this case, the support 32 can correspond to the stop 25, in which an orifice can be provided for the passage of the indexing finger 33.

La figure 11 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un connecteur selon une deuxième variante de réalisation de l'invention. La figure 11 correspond à une vue en coupe du connecteur. Sur cette figure, les brides pour les éléments de tube auxiliaire sont représentées, mais ne sont pas nécessaires au connecteur selon l'invention. Un premier élément connecteur 8 est connecté à un deuxième élément connecteur 9. Des moyens de verrouillage réalisent et verrouillent l'assemblage. Les moyens de verrouillage comportent une bague de verrouillage 11. Les connexions à baïonnette (avec les séries de tenons) entre la bague de verrouillage 11 et les éléments connecteurs 8 et 9 sont identiques à ceux de la figure 2 et ne sont pas décrits en détail. En outre, les moyens de verrouillage comportent au moins un pion démontable 12. Le pion démontable 12 coopère avec la bague de verrouillage 11. Le pion démontable 12 est inséré dans le premier élément connecteur 8 de manière à être en saillie sur la partie intérieure du premier élément connecteur 8. Le connecteur comporte en outre un manchon cylindrique 40. Le manchon cylindrique 40 est inséré dans les éléments connecteurs 8 et 9. La manchon cylindrique 40 a un diamètre interne sensiblement identique aux diamètres internes des éléments connecteurs 8 et 9, pour limiter les pertes de charge. La bague de verrouillage 11 est disposée autour du manchon cylindrique 40. En outre, le manchon cylindrique comporte un épaulement 41, qui sert de surface d'appui entre le manchon cylindrique et une extrémité axiale de la bague de verrouillage 11.The figure 11 illustrates, schematically and without limitation, a connector according to a second variant embodiment of the invention. The figure 11 corresponds to a section view of the connector. In this figure, the flanges for the auxiliary tube elements are shown, but are not necessary for the connector according to the invention. A first connector element 8 is connected to a second connector element 9. Locking means produce and lock the assembly. The locking means comprise a locking ring 11. The bayonet connections (with the series of pins) between the locking ring 11 and the connector elements 8 and 9 are identical to those of the figure 2 and are not described in detail. In addition, the locking means comprise at least one removable pin 12. The removable pin 12 cooperates with the locking ring 11. The removable pin 12 is inserted in the first connector element 8 so as to project from the inner part of the first connector element 8. The connector further comprises a cylindrical sleeve 40. The cylindrical sleeve 40 is inserted in the connector elements 8 and 9. The cylindrical sleeve 40 has an internal diameter substantially identical to the internal diameters of the connector elements 8 and 9, for limit pressure losses. The locking ring 11 is arranged around the cylindrical sleeve 40. In addition, the cylindrical sleeve has a shoulder 41, which serves as a bearing surface between the cylindrical sleeve and an axial end of the locking ring 11.

De plus, la présente invention concerne une colonne montante, comprenant au moins deux tronçons de colonne montante assemblés par un connecteur tel que décrit précédemment. Le connecteur peut être réalisé selon l'une quelconque des combinaisons des modes de réalisation précédemment décrits : pluralité de pions démontables, pluralité de rangées de tenons, rangées de tenons inscrits sur des diamètres identiques ou distincts, moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage, moyens de blocage en rotation des éléments connecteurs, bague de verrouillage munie de surfaces d'étanchéité, symétrie de la bague de verrouillage, etc.In addition, the present invention relates to a riser, comprising at least two sections of riser assembled by a connector as described above. The connector can be produced according to any one of the combinations of the embodiments described above: plurality of removable pins, plurality of rows of tenons, rows of tenons inscribed on identical or distinct diameters, means for locking the rotation of the ring locking, means for locking the connector elements in rotation, locking ring provided with sealing surfaces, symmetry of the locking ring, etc.

En outre, la présente invention concerne l'utilisation d'une telle colonne montante (avec l'une quelconque des combinaisons de modes de réalisation précédemment décrits) pour effectuer une opération de forage en mer, pour produire un effluent pétrolier en mer, pour une opération de reconditionnement (« work-over »)...Furthermore, the present invention relates to the use of such a riser (with any of the combinations of embodiments previously described) for perform a drilling operation at sea, to produce an oil effluent at sea, for a reconditioning operation ("work-over") ...

Par ailleurs, la présente invention concerne un procédé d'assemblage de deux tronçons de colonne au moyen d'un connecteur selon l'invention. Pour ce procédé, on peut mettre en œuvre les étapes suivantes :

  1. a) on insère la bague de verrouillage dans un premier élément connecteur, ainsi le premier élément de tube principal est positionné dans la bague de verrouillage sans être verrouillé ;
  2. b) on insère au moins un pion démontable dans le premier élément connecteur jusqu'à venir en contact avec un tenon de la bague de verrouillage, ainsi le premier élément de tube principal est positionné dans la bague de verrouillage, en étant bloqué en translation, et possède encore un mouvement de rotation, il n'est donc pas verrouillé ;
  3. c) on insère la bague de verrouillage dans le deuxième élément connecteur, ainsi le deuxième élément de tube principal est positionné dans la bague de verrouillage sans être verrouillé ; et
  4. d) on verrouille la bague de verrouillage, par rotation de la bague de verrouillage, cette rotation unique verrouille les deux éléments connecteurs qui n'ont plus de mouvements relatifs par rapport à la bague de verrouillage.
Furthermore, the present invention relates to a method of assembling two column sections by means of a connector according to the invention. For this process, the following steps can be implemented:
  1. a) the locking ring is inserted into a first connector element, thus the first main tube element is positioned in the locking ring without being locked;
  2. b) at least one removable pin is inserted into the first connector element until it comes into contact with a lug of the locking ring, thus the first main tube element is positioned in the locking ring, being blocked in translation, and still has a rotational movement, so it is not locked;
  3. c) the locking ring is inserted into the second connector element, thus the second main tube element is positioned in the locking ring without being locked; and
  4. d) the locking ring is locked, by rotation of the locking ring, this single rotation locks the two connector elements which no longer have relative movements relative to the locking ring.

Pour l'étape d), lors du verrouillage, la rotation de la bague engendre la coopération respective des première et troisième séries de tenons, et des deuxième et quatrième séries de tenons. La rotation permettant le verrouillage simultané des deux connexions de type à baïonnette est une rotation d'un angle correspondant à la plage angulaire des tenons. Par exemple si les tenons ont une plage angulaire de 36°, alors la rotation de verrouillage est une rotation de 36°.For step d), during locking, the rotation of the ring generates the respective cooperation of the first and third series of studs, and of the second and fourth series of studs. The rotation allowing the simultaneous locking of the two bayonet type connections is a rotation of an angle corresponding to the angular range of the studs. For example if the studs have an angular range of 36 °, then the locking rotation is a rotation of 36 °.

Pour l'étape b), le blocage en translation axiale du premier élément de tube principal par rapport à la bague de verrouillage est réalisé dans les deux directions axiales par le contact du/des pion(s) démontable(s) avec des tenons de la bague de verrouillage.For step b), the blocking in axial translation of the first main tube element relative to the locking ring is carried out in the two axial directions by the contact of the removable pin (s) with pins. the locking ring.

Les étapes d'insertion consistent à mettre en place la bague de verrouillage dans l'élément connecteur concerné, de manière à ce qu'une seule rotation subséquente puisse permettre le verrouillage du connecteur.The insertion steps consist in placing the locking ring in the connector element concerned, so that a single subsequent rotation can allow the connector to be locked.

Dans certains cas, les étapes d'insertion correspondent à un seul mouvement de translation relative de la bague par rapport à l'élément connecteur. C'est le cas par exemple, lorsque la série de tenons concernée ne comprend qu'une rangée de tenons, ou lorsque la série de tenons concernée comporte une pluralité de rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents. Cette translation permet de mettre en position les tenons pour le blocage de la connexion à baïonnette.In some cases, the insertion steps correspond to a single movement of relative translation of the ring relative to the connector element. This is the case, for example, when the series of studs concerned comprises only one row of studs, or when the series of studs concerned comprises a plurality of rows of studs inscribed in different diameters. This translation makes it possible to position the studs for blocking the bayonet connection.

Dans d'autres cas, les étapes d'insertion correspondent à un mouvement combiné comprenant une première étape de translation, suivie d'une première rotation et suivie d'une deuxième translation. Il s'agit de mouvements relatifs entre la bague de verrouillage et l'élément connecteur concerné. C'est par exemple le cas, lorsque la série de tenons concernée comprend une pluralité de rangées de tenons inscrits dans des diamètres identiques. Les deux premiers mouvements relatifs permettent de faire passer une première rangée de tenons. La dernière étape de translation permet de mettre en position les tenons pour le blocage de la connexion à baïonnette.In other cases, the insertion steps correspond to a combined movement comprising a first translation step, followed by a first rotation and followed by a second translation. These are relative movements between the locking ring and the connector element concerned. This is for example the case, when the series of tenons concerned comprises a plurality of rows of tenons inscribed in identical diameters. The first two relative movements pass a first row of studs. The last translation step allows the pins to be positioned to block the bayonet connection.

Selon un mode de réalisation de l'invention, pour lequel plusieurs pions sont montés pour coopérer avec les tenons du premier élément connecteur, et pour lequel la première et la troisième séries de tenons comportent deux rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents, et les deuxième et quatrième séries de tenons comportent deux rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents, le procédé peut comporter les étapes suivantes :

  1. a) on insère la bague de verrouillage dans le premier élément connecteur, au moyen d'une unique translation ;
  2. b) on insère les pions démontables dans le premier élément connecteur ;
  3. c) on insère le deuxième élément connecteur dans la bague de verrouillage, par une unique translation et
  4. d) on verrouille la bague de verrouillage, par rotation de la bague de verrouillage.
According to one embodiment of the invention, for which several pins are mounted to cooperate with the pins of the first connector element, and for which the first and the third series of pins have two rows of pins inscribed in different diameters, and the second and fourth series of studs have two rows of studs inscribed in different diameters, the process can include the following steps:
  1. a) the locking ring is inserted into the first connector element, by means of a single translation;
  2. b) the removable pins are inserted into the first connector element;
  3. c) the second connector element is inserted into the locking ring, by a single translation and
  4. d) the locking ring is locked, by rotation of the locking ring.

En outre, la présente invention concerne un procédé de désassemblage de deux tronçons de colonne assemblés au moyen d'un connecteur selon l'invention. Pour ce procédé, on peut mettre en œuvre les étapes suivantes :

  1. a) on déverrouille la bague de verrouillage, par rotation de la bague de verrouillage, cette rotation unique déverrouille les deux éléments connecteurs qui peuvent avoir des mouvements relatifs par rapport à la bague de verrouillage ;
  2. b) on retire le deuxième élément connecteur de la bague de verrouillage, ainsi, le deuxième élément connecteur est extrait de la bague de verrouillage, alors que le premier élément connecteur est déverrouillé, mais est bloqué en translation dans la bague de verrouillage, notamment par au moins un pion démontable ;
  3. c) on retire au moins un pion démontable de la bague de verrouillage, ainsi le premier élément connecteur est positionné dans la bague de verrouillage, en étant déverrouillé et libre de mouvement ; et
  4. d) on retire la bague de verrouillage du premier l'élément connecteur, ainsi le premier élément connecteur est extrait de la bague de verrouillage.
In addition, the present invention relates to a method for disassembling two column sections assembled by means of a connector according to the invention. For this process, the following steps can be implemented:
  1. a) the locking ring is unlocked, by rotation of the locking ring, this single rotation unlocks the two connector elements which can have relative movements relative to the locking ring;
  2. b) the second connector element is removed from the locking ring, thus the second connector element is extracted from the locking ring, while the first connector element is unlocked, but is locked in translation in the locking ring, in particular by at least one removable counter;
  3. c) at least one removable pin is removed from the locking ring, thus the first connector element is positioned in the locking ring, being unlocked and free of movement; and
  4. d) the locking ring is removed from the first connector element, thus the first connector element is extracted from the locking ring.

Pour l'étape a), lors du déverrouillage, la rotation de la bague libère la coopération respective des première et troisième séries de tenons, et des deuxième et quatrième séries de tenons. La rotation permettant le déverrouillage simultané des deux connexions de type à baïonnette est une rotation d'un angle correspondant à la plage angulaire des tenons. Par exemple, si les tenons ont une plage angulaire de 36°, alors la rotation de déverrouillage est une rotation de 36°.For step a), upon unlocking, the rotation of the ring releases the respective cooperation of the first and third series of tenons, and of the second and fourth series of tenons. The rotation allowing the simultaneous unlocking of the two bayonet type connections is a rotation of an angle corresponding to the angular range of the studs. For example, if the studs have an angular range of 36 °, then the unlocking rotation is a rotation of 36 °.

Les étapes de retrait consistent à extraire l'élément connecteur concerné de la bague de verrouillage, à partir d'une position où l'élément connecteur est positionné dans la bague de verrouillage.The removal steps consist in extracting the connector element concerned from the locking ring, from a position where the connector element is positioned in the locking ring.

Dans certains cas, les étapes de retrait correspondent à un seul mouvement de translation relative de la bague par rapport à l'élément connecteur. C'est le cas par exemple, lorsque la série de tenons concernée ne comprend qu'une rangée de tenons, ou lorsque la série de tenons concernée comporte une pluralité de rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents. Cette translation permet de libérer les tenons de la connexion à baïonnette.In some cases, the withdrawal steps correspond to a single movement of relative translation of the ring relative to the connector element. This is the case, for example, when the series of studs concerned comprises only one row of studs, or when the series of studs concerned comprises a plurality of rows of studs inscribed in different diameters. This translation frees the studs from the bayonet connection.

Dans d'autres cas, les étapes de retrait correspondent à un mouvement combiné comprenant une première étape de translation, suivie d'une première rotation et suivie d'une deuxième translation. Il s'agit de mouvements relatifs entre la bague de verrouillage et l'élément connecteur concerné. C'est par exemple le cas, lorsque la série de tenons concernée comprend une pluralité de tenons inscrits dans des diamètres identiques. La première étape de translation permet de désengager les tenons de la deuxième série de tenons. Les deux derniers mouvements relatifs permettent de faire passer une première rangée de tenons.In other cases, the withdrawal steps correspond to a combined movement comprising a first translation step, followed by a first rotation and followed by a second translation. These are relative movements between the locking ring and the connector element concerned. This is for example the case, when the series of studs concerned comprises a plurality of studs inscribed in identical diameters. The first stage of translation makes it possible to disengage the studs from the second series of studs. The last two relative movements allow to pass a first row of studs.

Selon un mode de réalisation de l'invention, pour lequel plusieurs pions sont montés pour coopérer avec les tenons du premier élément connecteur, et pour lequel la première et la troisième séries de tenons comportent deux rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents, et les deuxième et quatrième séries de tenons comportent deux rangées de tenons inscrits dans des diamètres différents, le procédé comporte les étapes suivantes :

  1. a) on déverrouille la bague de verrouillage, par rotation de la bague de verrouillage ;
  2. b) on retire le deuxième élément connecteur de la bague de verrouillage, par un unique mouvement de translation ;
  3. c) on retire les pions démontables dans la bague de verrouillage ; et
  4. d) on retire la bague de verrouillage du premier élément connecteur, par un mouvement unique de translation.
According to one embodiment of the invention, for which several pins are mounted to cooperate with the pins of the first connector element, and for which the first and the third series of pins have two rows of pins inscribed in different diameters, and the second and fourth series of studs have two rows of studs inscribed in different diameters, the method comprises the following steps:
  1. a) the locking ring is unlocked, by rotation of the locking ring;
  2. b) the second connector element is removed from the locking ring, by a single translational movement ;
  3. c) removing the removable pins in the locking ring; and
  4. d) the locking ring is removed from the first connector element, by a single translational movement.

La figure 5 illustre, schématiquement et de manière non limitative, des étapes du procédé de désassemblage de deux tronçons de colonne montante. La figure 5 correspond aux étapes c) et d) du procédé de désassemblage. Initialement (figure de gauche), la bague de verrouillage 11 est maintenue en translation dans le premier élément connecteur 8 au moyen des pions démontables 12. Ensuite (figure centrale), les pions 12 sont retirés, afin de permettre (figure de droite) de retirer la bague de verrouillage 11 par translation axiale de l'élément connecteur 8.The figure 5 illustrates, diagrammatically and in a nonlimiting manner, steps of the method for disassembling two sections of riser. The figure 5 corresponds to steps c) and d) of the disassembly process. Initially (left figure), the locking ring 11 is held in translation in the first connector element 8 by means of removable pins 12. Then (central figure), the pins 12 are removed, in order to allow (right figure) remove the locking ring 11 by axial translation of the connector element 8.

Le dispositif selon l'invention offre une solution intéressante pour monter rapidement et simplement une colonne montante dont les efforts de tension sont répartis entre les éléments de tubes auxiliaires et le tube principal. En effet, la connexion d'un tronçon de colonne montante à un autre tronçon de colonne montante est réalisée en une unique opération au moyen de la rotation de la bague de verrouillage. Cette connexion permet de mettre en communication et de rendre étanche l'élément de tube principal d'un tronçon avec celui de l'autre tronçon et, simultanément, de mettre en communication et de rendre étanche les éléments de conduites auxiliaires d'un des tronçons avec ceux de l'autre tronçon.The device according to the invention offers an interesting solution for quickly and simply mounting a riser whose tension forces are distributed between the elements of auxiliary tubes and the main tube. Indeed, the connection of a riser section to another riser section is carried out in a single operation by means of the rotation of the locking ring. This connection makes it possible to put in communication and to seal the main tube element of a section with that of the other section and, simultaneously, to put in communication and to seal the elements of auxiliary conduits of one of the sections with those of the other stretch.

Pour le mode de réalisation, pour lequel la colonne montante comporte au moins une ligne auxiliaire, le connecteur compact selon l'invention permet de minimiser les efforts de flexion dans les brides, et donc de réduire les dimensions des brides et d'alléger le poids des connecteurs. Par ailleurs, le fait que la bague soit positionnée entre l'élément de tube principal et les éléments de tube auxiliaire permet d'augmenter la tenue du connecteur. En effet, la bague maintient les brides et empêche leurs flexions. En outre, ce positionnement permet de réduire le problème d'interférence des raccords des lignes auxiliaires, car les moments de flexion engendrés par les efforts axiaux désaxés sont de signes opposés. De plus, en position verrouillée, les tenons de la bague sont en prise avec les tenons du deuxième élément connecteur qui sont positionnés sur la partie massive du deuxième élément connecteur.For the embodiment, for which the riser comprises at least one auxiliary line, the compact connector according to the invention makes it possible to minimize the bending forces in the flanges, and therefore to reduce the dimensions of the flanges and to reduce the weight connectors. Furthermore, the fact that the ring is positioned between the main tube element and the auxiliary tube elements makes it possible to increase the strength of the connector. Indeed, the ring holds the flanges and prevents them from bending. In addition, this positioning makes it possible to reduce the interference problem of the connections of the auxiliary lines, since the bending moments generated by the offset axial forces are of opposite signs. In addition, in the locked position, the pins of the ring are engaged with the pins of the second connector element which are positioned on the solid part of the second connector element.

Claims (21)

Connecteur pour assembler deux tronçons (4) de colonne montante (1), comportant un premier élément de tube principal (6) prolongé par un premier élément connecteur (8), un deuxième élément de tube principal (6) prolongé par un deuxième élément connecteur (9), une bague de verrouillage (11) comprenant une première (15) et une deuxième séries (16) de tenons sur sa surface extérieure, lesdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs comportant respectivement sur leur surface intérieure une troisième (17) et une quatrième (18) séries de tenons coopérant respectivement avec lesdites première (15) et deuxième (16) séries de tenons pour connecter lesdits premier et deuxième éléments de tube principal (6), ledit connecteur comprenant en outre au moins un pion démontable (12), caractérisé en ce que ledit pion démontable (12) coopère avec ladite bague de verrouillage (11) et est agencé dans ledit premier élément connecteur (8) pour bloquer ladite bague de verrouillage (11) en translation par rapport audit premier élément connecteur (8).Connector for assembling two sections (4) of riser (1), comprising a first main tube element (6) extended by a first connector element (8), a second main tube element (6) extended by a second connector element (9), a locking ring (11) comprising a first (15) and a second series (16) of studs on its outer surface, said first (8) and second (9) connector elements having respectively on their inner surface a third (17) and fourth (18) sets of pins cooperating with said first (15) and second (16) sets of pins respectively to connect said first and second main tube members (6), said connector further comprising at least a removable pin (12), characterized in that said removable pin (12) cooperates with said locking ring (11) and is arranged in said first connector element (8) to lock said locking ring (11) in translation with respect to said first connector element (8). Connecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite bague de verrouillage (11) est centrée dans lesdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs au moyen respectivement d'une première (13) et d'une deuxième (14) surfaces de centrage prévues sur ladite bague de verrouillage (11).A connector according to claim 1, wherein said locking ring (11) is centered in said first (8) and second (9) connector elements by means of first (13) and second (14) contact surfaces, respectively. centering provided on said locking ring (11). Connecteur selon la revendication 2, dans lequel ledit connecteur ne comporte pas de manchon fixé à un desdits premier (8) ou deuxième (9) éléments connecteurs.The connector of claim 2, wherein said connector does not have a sleeve attached to one of said first (8) or second (9) connector elements. Connecteur selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel ladite bague de verrouillage (11) comporte une première (19) et une deuxième (20) surfaces d'étanchéité agencés respectivement dans lesdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs.Connector according to one of claims 2 or 3, in which said locking ring (11) comprises a first (19) and a second (20) sealing surfaces arranged respectively in said first (8) and second (9) elements connectors. Connecteur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le diamètre intérieur de ladite bague de verrouillage (11) est sensiblement identique au diamètre intérieur desdits premier et deuxième éléments de tube principal (6).Connector according to one of claims 2 to 4, in which the internal diameter of said locking ring (11) is substantially identical to the internal diameter of said first and second main tube elements (6). Connecteur selon la revendication 1, dans lequel ledit connecteur comprend un manchon cylindrique (40) monté dans le premier élément connecteur (8).The connector of claim 1, wherein said connector comprises a cylindrical sleeve (40) mounted in the first connector element (8). Connecteur selon la revendication 6, dans lequel ledit manchon cylindrique (40) comprend une surface d'appui (41) en contact avec un extrémité de ladite bague de verrouillage (11).The connector of claim 6, wherein said cylindrical sleeve (40) includes a bearing surface (41) in contact with one end of said locking ring (11). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite bague de verrouillage (11) est symétrique par rapport à un plan médian de ladite bague de verrouillage perpendiculaire à l'axe de ladite bague de verrouillage (11).Connector according to one of the preceding claims, in which said locking ring (11) is symmetrical with respect to a median plane of said locking ring perpendicular to the axis of said locking ring (11). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit pion démontable (12) coopère avec un tenon de ladite première série de tenons (15) de ladite bague de verrouillage (11) en position déverrouillée de ladite bague de verrouillage (11).Connector according to one of the preceding claims, in which said removable pin (12) cooperates with a lug of said first series of lugs (15) of said locking ring (11) in the unlocked position of said locking ring (11). Connecteur selon la revendication 9, dans lequel ledit pion démontable (12) comporte une surface plane pour coopérer avec ledit tenon de ladite première série de tenons (15) de ladite bague de verrouillage (11).The connector of claim 9, wherein said removable pin (12) has a flat surface for cooperating with said pin of said first series of pins (15) of said locking ring (11). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit pion démontable (12) est agencé dans un orifice dudit premier élément connecteur (8).Connector according to one of the preceding claims, in which said removable pin (12) is arranged in an orifice of said first connector element (8). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit pion démontable (12) comporte un détrompeur.Connector according to one of the preceding claims, in which said removable pin (12) comprises a polarizing device. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit connecteur comporte des moyens de blocage en rotation de ladite bague de verrouillage (11).Connector according to one of the preceding claims, in which said connector comprises means for blocking the rotation of said locking ring (11). Connecteur selon la revendication 13, dans lequel lesdits moyens de blocage en rotation de ladite bague de verrouillage (11) comporte un système avec un doigt d'indexage (28, 31, 33), ledit doigt d'indexage (28, 31, 33) étant de préférence radial ou axial.The connector of claim 13, wherein said means for blocking the rotation of said locking ring (11) comprises a system with an indexing finger (28, 31, 33), said indexing finger (28, 31, 33 ) preferably being radial or axial. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit connecteur comporte des moyens de blocage en rotation desdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs.Connector according to one of the preceding claims, in which said connector comprises means for blocking the rotation of said first (8) and second (9) connector elements. Connecteur selon la revendication 15, dans lequel lesdits moyens de blocage en rotation desdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs comportent deux butées (23, 24, 25, 26 ; 35, 36, 38, 39) sur chaque élément connecteur, une butée (23, 24 ; 35, 39) d'un élément connecteur coopérant avec une butée (25, 26 ; 36 , 38) de l'autre élément connecteur.The connector of claim 15, wherein said means for blocking the rotation of said first (8) and second (9) connector elements comprises two stops (23, 24, 25, 26; 35, 36, 38, 39) on each connector element , a stop (23, 24; 35, 39) of a connector element cooperating with a stop (25, 26; 36, 38) of the other connector element. Connecteur selon les revendications 16 et 14, dans lequel ledit doigt d'indexage (28, 31, 33) desdits moyens de blocage en rotation de la bague de verrouillage (11) est intégré dans une butée (23, 24, 25, 26; 35, 36, 38, 39) desdits moyens de blocage en rotation desdits premier et deuxième éléments connecteurs (8, 9).Connector according to Claims 16 and 14, in which said indexing finger (28, 31, 33) of said means for blocking the rotation of the locking ring (11) is integrated in a stop (23, 24, 25, 26; 35, 36, 38, 39) of said means for locking in rotation of said first and second connector elements (8, 9). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les tenons desdites première (15) et deuxième (16) séries de tenons sont en saillie sur des plages angulaires identiques.Connector according to one of the preceding claims, in which the studs of said first (15) and second (16) series of studs project over identical angular ranges. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier (8) et deuxième (9) éléments connecteurs sont munis respectivement d'une bride pour le passage respectif d'un premier et d'un deuxième élément de tube auxiliaire (7).Connector according to one of the preceding claims, in which said first (8) and second (9) connector elements are provided respectively with a flange for the respective passage of a first and a second auxiliary tube element (7). . Colonne montante comprenant au moins deux tronçons (4) de colonne montante (1) assemblés par un connecteur (5) selon l'une des revendications précédentes.A riser comprising at least two sections (4) of a riser (1) assembled by a connector (5) according to one of the preceding claims. Utilisation d'une colonne montante (1) selon la revendication 20 pour effectuer une opération de forage ou de reconditionnement de puits ou de production en mer.Use of a riser (1) according to claim 20 for carrying out a drilling or reconditioning of wells or production at sea.
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