FR2507281A1 - Appareil et procede pour raccorder des elements tubulaires - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE RACCORDEMENT RAPIDE CONCU POUR SIMPLIFIER LA JONCTION BOUT A BOUT DE SECTIONS DE TUBES SANS QU'IL SOIT NECESSAIRE QUE CES SECTIONS SOIENT PARFAITEMENT ALIGNEES LES UNES AVEC LES AUTRES. L'UN OU L'AUTRE DES ELEMENTS MALE ET FEMELLE DU RACCORD PRESENTE UN EVIDEMENT ALLONGE 42 FORME PAR DEUX SURFACES TRONCONIQUES 44, 46 D'INCLINAISONS OPPOSEES, QUI PERMETTENT L'INTRODUCTION DE L'EXTREMITE DE L'ELEMENT MALE DANS L'ELEMENT FEMELLE ET QUI ASSURENT LA MISE EN ALIGNEMENT AUTOMATIQUE DES DEUX ELEMENTS. UN ANNEAU ELASTIQUE 40 DE VERROUILLAGE, PORTE PAR L'UN DES ELEMENTS, COMPORTE DES DENTS ANNULAIRES 84, 86, 88 QUI S'ENGAGENT DANS DES GORGES ANNULAIRES CORRESPONDANTES 68, 70, 72 MENAGEES DANS L'AUTRE ELEMENT AFIN D'ASSURER LE VERROUILLAGE DES DEUX ELEMENTS L'UN A L'AUTRE. DOMAINE D'APPLICATION: FORMATION DE TUBAGES DE SURFACES POUR PUITS DE PETROLE ET DE GAZ.

Description

L'invention concerne les raccords de tubes, et plus particulièrement des

raccords à verrouillage rapide destinés à être utilisés avec un tubage et un tube-guide

de puits de pétrole.

Lors du forage d'un puits dans le sol, par exemple pour la production de pétrole et'de gaz, un tube de grand diamètre, connu sous le nom de tubage de surface,

est habituellement posé dans le tronçon supérieur du son-

dage Le tubage de surface stabilise la paroi du sondage à proximité de la surface, o elle est le plus sujette aux éboulements Dans le cas de puits perforés en mer, à partir de plates-formes ou d'installations autoélévatrices, le tube s'étend en outre du fond de l'océan jusqu'au pont de l'installation par une partie connue sous le nom de tube

prolongateur Dans ce cas, le tube prolongateur est un pro-

longement du tubage de surface Un tube de ce type présente un diamètre extérieur compris habituellement entre 50 et

cm Certaines applications spéciales nécessitent l'uti-

lisation de tubes de plus grand diamètre Le tubage est habituellement installé dans le sol jusqu'à des profondeurs de l'ordre de 15 mètres à plus de 300 mètres et, en raison des exigences de manutention, il est généralement disponible

en longueurs de 9 à 15 mètres.

Pendant l'installation, ces tronçons de tubes, ou sections, doivent être raccordés les uns aux autres pour que l'on obtienne une intégrité structurelle et pour empêcher la fuite de fluides Ceci peut être obtenu, soit par soudage,

soit par un raccord de type mécanique pouvant être dégagé.

De ces deux procédés généraux, on préfère le raccord méca-

nique, car il demande moins de temps pour effectuer un raccordement Ceci économise une somme d'argent importante,

car les installations sont habituellement louées à la jour-

née Une diminution du temps d'utilisation d'une installa-

tion est particulièrement importante en mer, o les tarifs de location des installations sont très supérieurs à ceux pratiqués pour les installations équivalentes utilisées

à terre.

Des raccords mécaniques qui sont en général disponibles sont de deux types Le premier est le type à vis dans lequel une extrémité filetée extérieurement, connue sous le nom d'extrémité mâle s'accouple avec une section filetée intérieurement, connue sous le nom d'extrémité femelle Le second est le type à verrouillage rapide sans filetages, dans lequel l'extrémité ou l'élément mâle est simplement poussé dans l'extrémité ou élément femelle o il est fixé par un mécanisme de verrouillage Ce dernier type est habituellement préféré pour un tubage de surface de grand diamètre et à basse pression, car il est plus facile et plus rapide de "guider" l'élément mâle dans l'élément femelle que de visser les deux sections l'une à l'autre. Des raccords à verrouillage rapide actuellement

disponibles utilisent un anneau élastique, qui est en géné-

ral réalisé en matière à ressort et qui présente une fente lui permettant de se dilater et de se contracter L'anneau élastique est habituellement disposé dans un évidement ménagé dans l'élément mâle ou dans l'élément femelle, et l'autre raccord présente une gorge directement opposée à cet anneau lorsque les deux extrémités du racc'ord sont

totalement enclenchées Lorsque l'élément mâle est intro-

duit dans l'élément femelle portant l'anneau élastique, ce dernier est dilaté par une section conique de l'élément mâle jusqu'à ce que les gorges correspondantes soient face

à face A ce moment, l'anneau dilaté se relâche et s'em-

boite élastiquement dans la gorge complémentaire de l'élé-

ment mâle Lorsque l'anneau est monté sur l'élément mâle, l'élément femelle provoque une contraction de cet anneau jusqu'à ce qu'il puisse se relâcher et s'expanser en s'emboltant dans une gorge de l'élément femelle L'anneau s'étend à la fois sur l'élément femelle et sur l'élément

mâle et il les empêche de se dégager l'un de l'autre jus-

qu'à ce que des forces extérieures d'actionnement soient appliquées à cet anneau et le dilatent ou le contractent,

selon ce qui convient.

L'invention a donc pour objet un raccord per-

fectionné de tubage destiné aux applications décrites précédemment Le raccord perfectionné pour tubage ou autre selon l'invention présente-une résistance structurelle accrue Il doit être suffisamment résistant pour ne pas se détériorer sous une forte charge ou sous une flexion importante, par exemple lorsqu'un tubage est battu par les

vagues pendant qu'il est descendu d'un navire de surface.

L'invention a également pour objet un raccord de tubes qui résiste à la pression afin d'éviter la pollution de

l'environnement et la perte de fluides de forage co teux.

L'invention a pour autre objet un raccord de tubes présen-

tant des caractéristiques lui permettant d'être guidé aisément, c'est-àdire un raccord qui doit permettre d'aligner aisément deux sections adjacentes de tubes ou de tubage, et d'introduire le raccord mâle dans le raccord femelle Autrement, on peut perdre un temps considérable en essayant de manoeuvrer des tronçons de tubages lourds

et encombrants pour les amener en alignement et les rac-

corder, en particulier sur des installations flottantes

o l'action des vagues peut fortement compliquer le pro-

blème L'invention a pour autre objet un raccord de tubes comportant un mécanisme destiné à fixer entre eux deux tronçons de tubes et fonctionnant rapidement Ceci est

important pour parvenir au but précité qui est d'économi-

ser le temps précieux d'utilisation d'une installation.

L'invention a également pour autre objet un raccord de tubes comportant un mécanisme compact de verrouillage sans que la résistance structurelle ou la capacité de prise soit affectée Des anneaux classiques de verrouillage exigent de larges sections pour établir la résistance structurelle et la capacité de serrage demandées, ce qui nécessite

l'utilisation de joints excessivement grands et coûteux.

Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-

dessus ainsi que d'autres objectifs, l'appareil selon l'invention comporte deux éléments ou tronçons sensiblement tubulaires de raccord dont l'un est dimensionné pour être positionné à l'intérieur de l'autre Les deux éléments de raccord sont configurés afin de former entre eux une cavité lorsque le premier tronçon de raccord est positionné à l'intérieur de l'autre tronçon, ce qui permet au tronçon plus petit d'être introduit dans le tronçon plus grand sans alignement longitudinal sensible entre eux De plus, il est prévu des moyens pour fixer les deux éléments de raccord l'un à l'autre, ces moyens comprenant un anneau de verrouillage élastique En particulier, la cavité se présente sous la forme d'un évidement allongé qui présente une surface intérieure comprenant deux tronçons de cône

dont les extrémités de plus faible diamètre sont sensible-

ment adjacentes La première partie conique permet à l'élément de raccord le plus petit d'être introduit dans

l'élément le plus grand, sans alignement longitudinal sen-

sible des deux éléments du raccord, et la seconde partie conique amène automatiquement à force les deux éléments du raccord en alignement mutuel lorsque l'élément tubulaire plus petit est davantage introduit dans l'élément plus grand.

L'invention prévoit en outre des moyens d'étan-

chéité disposés entre les éléments grand et petit du raccord, et des moyens de serrage comprenant un anneau à ressort à verrouillage élastique, disposé dans un évidement annulaire ménagé dans le côté de l'un des éléments du raccord Une face de l'anneau de verrouillage élastique présente plusieurs dents annulaires dont la hauteur est faible par rapport à

la largeur Les dents sont disposées de manière à s'enclen-

cher avec plusieurs évidements annulaires ménagés dans l'autre élément du raccord, de manière que l'anneau s'étende sur les premier et second éléments du raccord et les fixe

l'un à l'autre.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une première forme de réalisation d'un raccord du type femelle selon l'invention;

la figure 2 est une élévation, avec coupe longi-

tudinale partielle, d'un raccord mâle destiné à être intro-

duit dans le raccord femelle de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle des raccords femelle et mâle des figures 1 et 2, montrant ces raccords dans leur position d'enclenchement complet et de verrouillage; la figure 4 est une coupe des raccords de la figure 3, suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue en perspective, avec coupe longitudinale partielle, des raccords des figures 1 et 2; la figure 6 est une coupe longitudinale d'un

raccord femelle conformément à une seconde forme de réali-

sation de l'invention;

la figure 7 est une élévation, avec coupe longi-

tudinale partielle, d'un raccord mâle pouvant être introduit dans le raccord femelle de la figure 6; la figure 8 est une coupe longitudinale partielle des raccords femelle et mâle des figures 6 et 7, représentés

dans leur position d'enclenchement complet et de verrouil-

lage; la figure 9 est une coupe des raccords mâle et femelle de la figure 8, suivant la ligne 9-9 de la figure 8; et la figure 10 est une vue en perspective, avec coupe longitudinale partielle, des raccords femelle et mâle

des figures 6 et 7.

Les figures 1 et 2 représentent une première forme de réalisation de l'invention On peut également se reporter à la figure 5 oui montre en perspective l'appareil

des figures 1 et 2 Une section de tubage, ou tube, repré-

sentée globalement en 10 (figure 1) est alignée et prête à être fixée sur l'extrémité d'une seconde section de tubage représentée globalement en 12 (figure 2) Le tubage 10 peut

être de toute dimension normalisée, mais la présente inven-

tion convient plus particulièrement à un tubage de grand diamètre, à savoir un tubage de diamètre extérieur de 50 à cm et plus La section 10 de tubage comprend une section 14 d'outil du type femelle, ouverte à une extrémité 15 et reliée par une soudure 16 à une section tubulaire 18 La section 12 de tubage comprend une section 20 d'outil du type femelle, ouverte à une extrémité 21 et reliée par une soudure 22 à une section tubulaire 24 Bien qu'un seul tronçon extrême de chacune des sections 10 et 12 de tubage soit représenté sur les figures 1 et 2, il est évident que chaque section peut avoir une longueur de 9 à 15 mètres et peut comporter un raccord femelle 14 à une extrémité et un raccord mâle 20 à l'autre extrémité Des sections successives de tubage peuvent ainsi être jointes les unes aux autres, par des raccords mâle-femelle pour former de longues rames de tubage nécessaires aux opérations de forage

et de production.

La figure 2 représente un raccord mâle 20 de forme sensiblement tubulaire, délimitant un espace annulaire Le diamètre intérieur de la section 26 du raccord 20 est égal à celui de la section tubulaire 24 au point o le raccord mâle et la section tubulaire sont joints par la

soudure 22 Une partie 28 de transition, proche de l'extré-

mité ouverte 21, délimite un creux dans l'espace annulaire , ce creux ayant la forme d'un tronc de cône dont la

partie de faible diamètre est située vers l'extrémité 21.

Ensuite, en progressant vers l'extrémité ouverte 21, on-

trouve une partie 30 de diamètre constant, qui délimite un creux ayant la forme d'un cylindre Une partie 32 d'entrée, située à l'extrémité ouverte 21, définit un autre creux ayant la forme d'un tronc de cône dont le grand diamètre

est situé vers l'extrémité ouverte 21.

Une première partie 34 de la surface extérieure de l'élément mâle 20 présente sensiblement le même diamètre

que celui de la section tubulaire 24 à proximité de la sou-

dure 22 Un évidement annulaire 36, adjacent à la partie 34, présente une section sensiblement rectangulaire, sauf à l'emplacement d'une lèvre supérieure 38 qui est inclinée de façon à former un angle obtus avec la face intérieure de l'évidement L'évidement 36 est configuré de manière à recevoir un anneau de verrouillage élastique 40 qui sera

décrit plus en détail ci-après en regard de la figure 3.

Un autre évidement ou une cavité, représenté globalement en 42 et entourant complètement l'élément mâle 20, est plus

proche de l'extrémité ouverte 21 et est séparé de l'évide-

ment 36 par une partie cylindrique 41 dont le diamètre est égal à celui de la partie 34. L'évidement 42 présente une face inférieure 44 ayant la forme d'un tronc de cône, et une face supérieure

46 ayant également la forme d'un tronc de cône Les extré-

mités de faible diamètre des deux troncs de cône -44 et 46 convergent l'une vers l'autre pour former une rigole

arrondie et annulaire 48 La face supérieure 46 est sensi-

blement plus longue que la face inférieure 44, c'est-à-dire que la hauteur du tronc de cône précité formé par la face 46 est sensiblement plus grande que celle du tronc de cône

formé par la face 44 Cette forme particulière de l'évide-

ment 42 facilite l'introduction de l'élément mâle 20 dans

l'élément femelle 14 (figure 1) Un tubage et un tube con-

ducteur de grand diamètre, avec lesquels l'invention est

le plus utile, sont difficiles à aligner à la fois latéra-

lement et longitudinalement On entend par alignement latéral le positionnement de l'extrémité femelle au-dessus

de l'extrémité mâle, ou vice versa, et par alignement lon-

gitudinal le positionnement de l'axe de la première section du tubage afin qu'il coïncide avec l'axe de la seconde

section à laquelle la première doit être raccordée L'évi-

dement 42 réduit la nécessité de parvenir à un alignement parfait, en particulier dans la direction longitudinale, avant l'engagement des éléments mâle et femelle Par exemple,

si la section supérieure du tubage est abaissée, habituelle-

ment au moyen d'un câble, sur la section inférieure, alors que les deux sections ne sont pas en alignement latéral parfait, la section supérieure entre en contact avec la

section inférieure et s'incline, provoquant un défaut d'ali-

gnement longitudinal Une lèvre cylindrique 50 est prévue au-delà de l'extrémité supérieure de la face 46 afin de

maintenir l'élément mâle 20 dans l'élément femelle 14 lors-

qu'une introduction partielle est réalisée La pente de la face supérieure 46 permet alors à l'élément mâle de glisser jusqu'à l'intérieur de l'élément femelle, sans que l'alignement longitudinal soit parfait Le degré admissible de défaut d'alignement longitudinal des éléments mâle et femelle, permettant encore une introduction satisfaisante, dépend de la pente de la face 46 par rapport à l'axe cen- trale de l'élément mâle 20 La lèvre 50 a un diamètre égal à celui de la partie cylindrique 41, de sorte que les deux surfaces tronconiques 44 et 46 partent, à leurs parties

respectives les plus larges, de diamètres égaux.

Le raccord mâle 20 présente une partie cylindri-

que 51 d'un diamètre inférieur à celui de la lèvre 50 et proche de l'ouverture 21 La lèvre 50 et la partie 51 sont reliées par une partie tronconique 52 ayant son diamètre le plus faible proche de l'extrémité ouverte 21 La partie 51 est interrompue par une gorge annulaire 54 de section rectangulaire et logeant une bague torique 56 qui en fait

légèrement saillie afin de former un joint avec une sur-

face complémentaire du raccord femelle de la figure 1.

L'extrémité ouverte-21 présente un chanfrein 58 qui a sen-

siblement la forme d'un tronc de cône et dont le but est de faciliter l'introduction de l'élément mâle 20 dans

l'élément femelle 14.

Comme représenté sur la figure 1, le raccord femelle sensiblement tubulaire 14 présente un creux situé à l'intérieur d'un espace annulaire 61 en forme de cylindre et ayant un diamètre égal au diamètre intérieur présenté

par la section tubulaire 18 à proximité de la soudure 16.

La partie suivante, en progressant vers l'extrémité ouverte

, est une partie cylindrique élargie 62 destinée à rece-

voir la partie 51 de l'élément mâle 20 La bague torique 56 assure l'étanchéité avec la surface intérieure de la partie 62 pour empêcher la communication de fluides entre l'espace annulaire 61 (ou l'espace annulaire 25) et le milieu extérieur La partie 62 est suivie, vers l'extrémité 15, d'un espace vide ayant la forme d'un tronc de cône 64 et disposé de manière à recevoir la partie 52 de l'élément mâle 20 Ensuite, vers l'extrémité 15, on trouve un espace vide cylindrique 66 qui présente trois gorges annulaires 68, et 72 destinées à recevoir des épaulements d'appui, formant des dents, présentés par l'anneau élastique 40, comme décrit

plus en détail en regard de la figure 3 La partie 66 pré-

sente également plusieurs trous taraudés 74 qui sont direc-

tement adjacents aux gorges 68, 70 et 72 afin de permettre l'introduction de boulons ou d'autres organes destinés à entrer en contact avec l'anneau élastique 40 (figure 2) pour séparer la section 10 de tubage de la section 12, comme décrit ci-après Un autre espace vide 76, en forme de tronc de cône, situé à proximité immédiate de l'extrémité ouverte , s'évase vers l'extérieur de manière que son diamètre le plus grand soit adjacent à l'extrémité ouverte 15 pour faciliter l'introduction de l'élément mâle 20 dans l'élément

femelle 14.

L'élément femelle 14 présente une configuration extérieure comprenant un collet 78 ayant un diamètre à peu près égal au diamètre extérieur de la section tubulaire 18 et permettant la fixation de l'élément 14 à la section 18 par la soudure 16 La partie restante de la configuration

extérieure de l'élément femelle 14 comprend une partie ren-

flée 80 qui s'étend sensiblement du collet 78 jusqu'à

l'extrémité ouverte 15.

La figure 3 représente l'élément femelle 14 et l'élément mâle 20 en position d'enclenchement complet Un joint résistant à la pression, destiné à empêcher les fluides de s'échapper de l'espace annulaire 61, 25 de la rame du tubage, est constitué par la bague torique 56 qui est logée dans une gorge ou un évidement rectangulaire 54 Ce dernier est d'une largeur inférieure au diamètre, à l'état relâché, de la bague torique 56 de manière que, lorsque l'élément femelle 14 et l'élément mâle 20 sont complètement enclenches,

la bague torique soit comprimée contre la surface cylindri-

que 62 pour constituer un joint fiable Dans la position d'emboîtement, l'évidement 42 coopère avec la partie 66 de l'élément femelle de façon à former un espace vide entre

l'élément mâle 20 et l'élément femelle 14 Lors de l'intro-

duction de l'élément mâle dans l'élément femelle, les sur-

faces coniques 44 et 46 peuvent entrer en contact avec la surface conique 76 La surface 46 est inclinée de manière

que grâce à sa coopération avec la surface 76, l'introduc-

tion de l'élément mâle 20 dans l'élément femelle 14 soit facilitée sans qu'il soit nécessaire de parvenir à un alignement longitudinal parfait Une fois l'introduction réalisée, la surface 44, de pente opposée à celle de la

surface 46, entre en contact avec la surface 76 de l'élé-

ment femelle de façon à amener l'élément mâle 20 en aligne-

ment avec l'élément femelle 14 au fur et à mesure qu'il

pénètre dans ce dernier.

L'élément mâle 20 et l'élément femelle 14 sont fixés mécaniquement l'un à l'autre au moyen de l'anneau

de verrouillage et des gorges complémentaires correspon-

dantes 68, 70 et 72 L'anneau de verrouillage présente une section allongée dans la direction axiale et des dents

annulaires 84, 86 et 88 le long de son bord extérieur.

Chaque dent présente une arête inférieure, ou surface d'appui, qui est orientée à peu près transversalement à

l'axe central 90 de l'anneau de verrouillage et du tubage.

Les surfaces d'appui des dents reposent sur des bords ou des surfaces correspondants des gorges 68, 70 et 72,

respectivement, de l'élément femelle 14 Les bords exté-

rieurs des dents 84-88 sont cylindriques et parallèles à l'axe central 90, tandis que les bords supérieurs sont

inclinés de façon à former des surfaces coniques sensible-

ment complémentaires des surfaces coniques des gorges

correspondantes 68-72 Les dents ont une hauteur relative-

ment faible par rapport à leur largeur, de même que les gorges 68-72 La présence de plusieurs dents et gorges de faible hauteur permet de diminuer l'encombrement radial

nécessaire au mécanisme de verrouillage, comprenant l'an-

neau 40 et l'évidement 36, sans sacrifier la force de serrage Ceci permet une fabrication plus compacte et moins

coûteuse du raccord -Le surfaces inclinées des dents 84-

88 portent contre la surface inclinée 76 de l'élément femelle 14 pendant l'introduction de l'élément mâle 20 dans cet élément femelle 14 et elles constituent un moyen comprimant

radialement et automatiquement l'anneau 40 de verrouillage.

Lorsqu'il atteint les gorges 68, 70 et 72, l'anneau de verrouillage se détend et s'emboîte élastiquement dans les évidements constitués par ces gorges, les surfaces coniques supérieures des dents passant en talonnant sur les surfaces inférieures coniques des gorges jusqu'à ce que les dents 84-88 s'engagent dans les gorges 68-72, respectivement La surface supérieure inclinée 38 de

l'évidement coopère avec une surface inclinée et sensi-

blement complémentaire 92 de la partie supérieure de l'anneau élastique 40 L'entrée en contact des surfaces 38 et 92 produit un effet de coin qui force l'anneau 40 de verrouillage vers l'extérieur lorsqu'une traction est exercée sur la rame de tubes, ce qui accroit la force avec laquelle les dents 84, 86 et 88 sont prises dans les

gorges respectives 68, 70 et 72.

La figure 4 est une coupe transversale illustrant le procédé pour dégager l'anneau de verrouillage L'anneau de verrouillage rapide 40, qui présente une fente 94, est représenté en position d'enclenchement dans laquelle il fixe l'élément mâle 20 à l'élément femelle 14 La dent médiane 86 de l'anneau 40 de verrouillage repose sur la surface d'appui de la gorge médiane 70 Les trous taraudés 74 percés dans la paroi de l'élément femelle 14 débouchent sur les deux dents supérieures 84 et 86 (figure 3) Pour dégager l'élément mâle 20 de l'élément femelle 14, des boulons 96, dont deux sont représentés en trait mixte, sont introduits dans les trous taraudés 74 et sont vissés

pour entrer en contact avec l'anneau 40 de verrouillage.

Lorsque les boulons sont serrés,-l'anneau de verrouillage est comprimé, ce qui en réduit le diamètre et ferme la fente 94 Cette action fait glisser les dents 84-88 de

l'anneau 40 de verrouillage hors des gorges 68-72, respec-

tivement, ce qui permet à l'anneau d'être tiré longitudi-

nalement de l'élément femelle, sans rencontrer d'obstacles, et de dégager les deux sections de tubage auxquelles les

éléments femelle et mâle sont reliés.

Une variante de l'appareil selon l'invention sera à présent décrite en regard des figures 6 et 7 On peut également se reporter à la figure 10 qui est une vue en perspective des éléments femelle et mâle représentés sur les figures 6 et 7 La figure 6 représente un raccord femelle 114 prêt à être enclenché avec le raccord mâle 120 de la figure 7. En se référant d'abord à la figure 7, il apparaît que le raccord mâle 120 comporte une partie cylindrique 122

ayant sensiblement le même diamètre qu'un tubage cylindri-

que 124 auquel elle est reliée par une soudure métallique -

126 En direction de l'extrémité ouverte 128 cde l'élément, on trouve une partie cylindrique 130 dont le diamètre est inférieur à celui de la partie 122 de laquelle elle est séparée par une partie conique 132 Trois gorges annulaires extérieures 134, 136 et 138 sont usinées dans la partie 130 Chacune de ces gorges présente une surface inférieure annulaire tronconique tournée vers le haut L'extrémité ouverte 128 de l'élément mâle 120 est caractérisée par une partie intérieure tronconique 140 d'entrée entourée d'une

partie tronconique extérieure 141 de guidage.

En se référant à présent à la figure 6, il apparalt que l'élément femelle 114 est relié à l'extrémité d'une section tubulaire 142 par une soudure 143 Une gorge

146 en queue d'aronde est usinée dans une partie cylindri-

que 144 et retient une bague torique 148 d'étanchéité La

partie 144 présente également, au-dessous de la bague tori-

que, un évidement annulaire 150 dans lequel est logé un anneau de verrouillage rapide 152 L'évidement 150 présente un épaulement annulaire inférieur incliné 154 L'anneau 152 de verrouillage rapide présente plusieurs trous taraudés 156 En direction de l'extrémité ouverte 158 de l'élément, on trouve un évidement annulaire représenté globalement en 160 et formé par des espaces vides coniques 162 et 164 qui convergent l'un vers l'autre pour que leurs petitz diamètres forment une gouttière arroeidie et u 1 nulaire 166 Il convient de noter que la surface cylindrique 144

est interrompue par la gorge 146 du joint torique, l'évi-

dement 150 de l'anneau élastique et l'évidement 160 Les deux surfaces tronconiques 162 et 164 partent donc, à leurs

parties respectives les plus grandes, de diamètres égaux.

De plus, la hauteur du tronc de cône inférieur 164 est sensiblement plus grande que celle du tronc de cône 162 pour faciliter l'introduction de l'élément mâle 120 dans l'élément femelle 114. La figure 8 représente l'élément mâle 120 et l'élément femelle 114 dans leur position d'enclenchement

complet Le joint torique 148, dont le diamètre est supé-

rieur à la largeur de la gorge 146, est comprimé entre

-10 le fond de la gorge et la face complémentaire 130 de l'élé-

ment mâle-120 pour former un joint empêchant la communica-

tion de fluides entre l'intérieur de l'élément femelle 114

et la zone extérieure l'entourant L'anneau 152 de verrouil-

lage rapide est de section sensiblement rectangulaire et -15 comporte trois dents intérieures et annulaires 170, 172 et 174 Chacun des trous taraudés 156 de cet anneau est aligné directement avec un trou lisse 176 ménagé dans l'élément femelle 114 Chacun des trous 176 de l'élément femelle

communique avec l'évidement 150 dans lequel est logé l'an-

neau 154 de verrouillage rapide.

L'extrémité ouverte 158 de l'élément femelle présente une surface tronconique 178 qui reçoit la partie

141 de guidage de l'élément male afin de faciliter l'aligne-

ment entre cet élément mâle 120 et l'élément femelle 114.

Lorsque l'élément mâle 120 est introduit dans l'élément femelle 114, la partie 141 de guidage peut pénétrer dans l'évidement 160 avec un défaut d'alignement d'un certain angle La face 164 est inclinée afin de permettre l'intro-

duction de l'élément mâle 120, même lorsque ce dernier n'est pas en alignement vertical ou longitudinal parfait avec l'élément femelle 114 Lorsque la surface chanfreinée 141

atteint la surface conique 162 de l'évidement 160, l'élé-

ment mâle est amené automatiquement et à force en aligne-

ment avec l'élément femelle Lorsque les gorges '34, 136 et 138 atteignent l'anneau 152 de verrouillage rapide, leurs surfaces inférieures inclinées entrent en contact avec les surfaces inférieures inclinées complémentaires des dents , 172 et 174 et passent en talonnant sur ces dernières surfaces afin d'obliger l'anneau de verrouillage rapide à se dilater pour que les dents 170, 172 et 174 s'engagent dans les gorges 134, 136 et 138, respectivement, de façon

à verrouiller l'un à l'autre les éléments femelle et mâle.

La surface supérieure, sensiblement annulaire, de chaque dent porte contre la surface annulaire supérieure d'appui de la gorge correspondante, les surfaces complémentaires d'appui de la gorge et de la dent étant orientées à peu près transversalement aux axes longitudinaux des raccords 120 et 114, respectivement Si une traction est appliquée au raccord, le bord inférieur incliné 180 de l'anneau 152 est appliqué à force contre l'épaulement incliné 154 avec lequel il produit une action de coin, ce qui accroît la force de la prise de l'anneau élastique dans les gorges

de l'élément mâle 120.

La figure 9 représente l'élément mâle 120 en-

clenché avec l'élément femelle 114 au moyen de l'anneau 152 de verrouillage qui présente une fente 182 La dent annulaire médiane 172 de l'anneau 152 de verrouillage

repose sur la surface d'appui de la gorge médiane 136.

Uine vis 184 de blocage est vissée dans l'un des trous 156 de l'anneau de verrouillage et cette vis passe dans le trou adjacent 176 de l'élément femelle et maintient tous les trous 156 de l'anneau de verrouillage et les trous 176 de l'élément femelle en alignement Des boulons 186 (dont deux sont représentés en trait mixte) peuvent être introduits dans les autres trous 176 de l'élément femelle et vissés dans les trous taraudés 156 Lorsque l'on continue de faire tourner les boulons 186 après que leur tête est entrée en contact avec l'élément femelle 114, on provoque,

par ces boulons, une expansion de l'anneau 154 de verrouil-

lage, ce qui dégage les dents de cet anneau des gorges de l'élément mâle 120 et permet ainsi à ce dernier d'être

dégagé de l'élément femelle.

L'invention concerne donc un appareil et une technique de raccordement rapide assurant un alignement automatique des éléments du raccord et des tubes qui leur

sont reliés, au moment de l'accouplement des éléments com-

plémentaires L'évidement annulaire de l'élément mâle ou femelle, recevant et guidant l'élément femelle ou mâle opposé, respectivement, effectue l'alignement mutuel des éléments du raccord, bien que ces deux éléments puissent présenter un défaut d'alignement important au début de

l'introduction de l'élément mâle dans l'élément femelle.

L'anneau de verrouillage rapide peut comporter tout nombre quelconque de dents sensiblement annulaires, un nombre

correspondant de gorges étant prévues, le nombre de sur-

faces d'appui, portant les unes contre les autres pour maintenir les éléments mâle et femelle verrouillés l'un à l'autre, étant d'autant plus grand que le nombre de

combinaisons de dents et de gorges est grand Par consé-

quent, un accroissement du nombre de dents en prise, d'une dimension donnée, entraîne un accroissement de la capacité de verrouillage De plus, la dimension des dents et celle des gorges peuvent être réduites lorsque le nombre de dents augmente, ce qui permet d'accroître l'épaisseur de la paroi radiale de l'anneau de verrouillage rapide et des éléments

tubulaires du raccord, ainsi que de maintenir ou d'augmen-

ter la résistance structurelle des deux éléments du raccord.

La combinaison d'un évidement annulaire d'aligne-

ment, tel que celui décrit et représenté en 42 ou en 160, et d'un anneau de verrouillage rapide, peut être réalisée sur l'un ou l'autre des éléments du raccord, ou bien elle

peut être répartie entre les éléments du raccord Par con-

séquent, un élément mâle présentant un tel évidement d'ali-

gnement peut être raccordé à un élément femelle portant un anneau de verrouillage rapide qui s'enclenche avec des gorges de l'élément mâle Un élément femelle présentant un évidement d'alignement peut être raccordé à un élément mâle portant un anneau de verrouillage rapide qui s'enclenche

avec des gorges de l'élément femelle.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1 Appareil pour effectuer un raccordement entre des éléments tubulaires, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément sensiblement tubulaire ( 14) de raccord, un second élément sensiblement tubulaire ( 20) de raccord destiné à être placé sensiblement à l'intérieur du premier élément, les premier et second éléments de raccord étant configurés afin de former entre eux une cavité ( 42) lorsque

le second élément est placé à l'intérieur du premier élé-

ment, le second élément pouvant 'lte introduit dans le

premier élément sans que les deux éléments soient sensible-

ment alignés dans leur direction longitudinale, l'appareil comportant des moyens destinés à fixer le premier élément

au second élément.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité présente une section allongée et deux

surfaces ( 44, 46) inclinées en sens opposés.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces inclinées en sens opposés forment

deux troncs de cône partant de diamètres sensiblement égaux.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent un anneau

élastique de verrouillage ( 40).

Appareil selon la revendication 4, caractérise en ce que l'anneau élastique de verrouillage est disposé dans un évidement sensiblement annulaire ( 36), entre les premier et second éléments, et comporte plusieurs dents ( 84, 86, 88) destinées à se loger dans plusieurs gorges sensiblement annulaires ( 68, 70, 72) situées entre les

premier et second éléments et faisant face audit évidement.

6 Appareil pour réaliser un raccord entre des éléments tubulaires, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément sensiblement tubulaire ( 14) de raccord, un second élément sensiblement tubulaire ( 20) de raccord disposé à l'intérieur du premier élément tubulaire, un premier évidement annulaire (l's) situé enlrc les premier et second éléments, un second évidement annulaire ( 36) situé

entre les premier et second éléments, et un élément annu-

laire ( 40) de verrouillage disposé dans le second évidement.

7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier évidement ( 42) présente une section

allongée et une surface intérieure qui possède deux extré-

mités inclinées en sens opposés. 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé

en ce que la surface intérieure de l'évidement allongé com-

prend deux troncs de câne ( 44, 46) qui partent de diamètres

sensiblement égaux.

9 Appareil selon la revendication 6, caractérisé

en ce que le bord extérieur de l'extrémité du second élé-

ment présente un chanfrein ( 58).

Appareil selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que le bord intérieur de l'extrémité du premier

élément présente un chanfrein ( 76).

11 Appareil selon la revendication 6, caracté-

risé en ce qu'il présente un troisième évidement annulaire ( 54) situé entre les premier et second éléments, et un

joint torique ( 56) logé dans ce troisième évidement.

12 Appareil selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que l'élément annulaire de verrouillage comprend

un anneau élastique ( 40) de verrouillage.

13 Appareil selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que le second évidement comprend plusieurs

gorges annulaires ( 68, 70, 72) ménagées dans son côté, l'an-

neau élastique de verrouillage comportant plusieurs dents

( 84, 86, 88) destinées à se loger dans lesdites gorges.

14 Appareil selon la revendication 13, carac-

térisé en ce que l'anneau élastique de verrouillage est allongé sensiblement dans la direction de l'axe des premier et second éléments et en-ce que les dents ont une hauteur

qui est faible par rapport à leur largeur.

Appareil selon la revendication 14, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés -35 à dégager l'anneau élastique de verrouillage de sa position d'enclenchement avec les gorges de manière que les premier

et second éléments du raccord puissent étre séparés.

16 Appareil selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que les moyens de dégagement comprennent plusieurs trous ( 74) situés sur le pourtour du premier

élément du raccord et conçus pour reccvoir plusieurs D i-

lons ( 96) destinés à s'enclencher avec l'anneau élastique

de verrouillage.

17 Appareil de raccordement d'éléments tubu-

laires, caractérisé en ce qu'il comporte des premier et second éléments tubulaires ( 18, 24), un raccord de tur De S^ie ( 20) porté par le premier élément tubulaire et présentant un évidement annulaire et allongé ( 42) situé à sa surface

périphérique extérieure, un élément ( 40) de serrage pou-

vant être contracté et disposé autour du raccord mâle, et

un raccord ( 14) de type femelle porté par le second élé-

ment tubulaire et présentant au moins un évidement ( 68, 70, 72) ménagé dans sa surface périphérique intérieure afin de s 'enclencher avec l'élément de serrage lorsque le raccord de

type mâle est introduit dans le raccord de type femelle.

18 Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que ledit évidement allongé du raccord de type

mâle présente deux extrémités inclinées en sens opposés.

19 Appareil selon la revendication 18, carac-

térisé en ce que les extrémités inclinées en sens opposés de l'évidement allongé forment deux troncs de cône ( 44,

46).

Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que l'élément de serrage comprend un anneau

élastique ( 40) de verrouillage.

21 Appareil selon la revendication 20, carac-

térisé en ce que l'anneau élastique de verrouillage comporte plusieurs dents ( 84, 86, 88) situées à son bord extérieur

et destinées à s'enclencher avec plusieurs évidements annu-

laires ( 68, 70, 72) ménagés dans la surface intérieure du

raccord de type femelle.

22 Appareil selon la revendication 20, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 96) des-

tinés à comprimer sélectivement l'anneau élastique de ver-

rouillage afin que les premier et second éléments tubulaires

puissent être dégagés l'un de l'autre.

23 Appareil de raccordement d'éléments tubulaires,

caractérisé en ce qu'il comporte des premier et second élé-

ments tubulaires ( 142, 124), un raccord ( 114) de type femelle porté par le premier élément tubulaire et présentant un évidement annulaire allongé ( 160) ménagé dans sa surface périphérique intérieure, un élément expansible ( 152) de serrage logé à l'intérieur du raccord de type femelle, et un raccord ( 120) de type mâle porté par le second élément tubulaire et présentant au moins un évidement ménagé dans sa surface périphérique extérieure afin de s'enclencher avec l'élément de serrage lorsque ce raccord de type mâle

est introduit dans le raccord de type femelle.

24 Appareil selon la revendication 23, carac-

térisé en ce sue l'évidement allongé du raccord de type

femelle présente deux extrémités inclinées en sens opposés.

Appareil selon la revendication 24, carac-

térisé en ce que les extrémités inclinées en sens opposés de l'évidement allongé forment deux troncs de cône ( 162,

164).

26 Appareil selon la revendication 23, carac-

térisé en ce que l'élément de serrage comprend un anneau

élastique ( 152) de verrouillage.

27 Appareil selon la revendication 26, carac-

térisé en ce que l'anneau élastique de verrouillage com-

porte plusieurs dents < 170, 172, 174) à sa surface inté-

rieure, ces dents étant destinées à S 'enclencher avec plu-

sieurs évidements annulaires ( 134, 136, 138) situés à la

surface extérieure du raccord de type mâle.

28 Appareil selon la revendication 26, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 186) per-

mettant d'expanser sélectivement l'anneau élastique de

verrouillage afin que les premier et second éléments Lubu-

lairas puissent être dégagés l'un de l'autre.

29 Procédé de raccordement de sections de tubes, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire l'extrémité d'une première section de tube dans l'extrémité d'une seconde section de tube à permettre cette introduction de la première section de tube sous un certain angle par rapport à la seconde section de tube par l'utilisation d'une première face inclinée ( 46 ou 64) d'un évidement allongé ( 42 ou 160) faisant partie de l'une des sections de iubes, à aligner longitudinalement la première section de tube avec la seconde section de tube lorsque ladite première section pénètre davantage dans la seconde section, par l'utilisation d'une seconde face inclinée i 44 ou 162) de l'évidement allongé, cette seconde face étant adjacente

à la première face inclinée et arant une inclinaison oupo-

sée à celle de ladite première face, le procédé consistant également à fixer l'une à l'autre les première et seconde sections de tu Des par l'introduction d'un anneau élastique ( 40 ou 152) de verrouillage, porté par l'une des sections,

dans un évidement complémentaire ménagé dans l'autre sec-

tion.