FR2514439A1 - Rotule pour pied de colonne montante - Google Patents
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Abstract
ARTICULATION POUR INSTALLATIONS PETROLIERES EN EAU PROFONDE. UNE TELLE ARTICULATION ASSOCIE DEUX EMBOUTS ANNULAIRES SPHERIQUES, ELEMENTS MALE 2 ET FEMELLE 4, D'UNE ROTULE GRACE A UN MOYEN DE LIAISON 6 COMPRENANT UNE PLURALITE DE DISPOSITIFS ELASTIQUES 7 GROUPES EN NOMBRES EGAUX DANS DEUX COURONNES 8 ET 9, CES DISPOSITIFS ELASTIQUES 7 PRENANT APPUI PAR LEURS EXTREMITES LES PLUS ELOIGNEES 10 ET 11 SUR DEUX PLAQUES ANNULAIRES 12 ET 13 DONT UNE PREMIERE PLAQUE SOLIDAIRE 12 ET COAXIALE DE L'EMBOUT MALE 2, ET UNE SECONDE PLAQUE 13 RELIEE A LA PREMIERE PLAQUE 12 PAR UN MOYEN DE LA RENDRE, ELLE AUSSI COAXIALE ET SOLIDAIRE DE L'EMBOUT MALE 2, ET PAR LEURS EXTREMITES LES PLUS RAPPROCHEES 14 ET 15 PAR L'INTERMEDIAIRE DE PLAQUES DE POUSSEE 36, SOIT SUR L'UN DES DEUX EPAULEMENTS OPPOSES 16 ET 17, SOLIDAIRES DE L'EMBOUT MALE 2, ET SITUE POUR CHAQUE COURONNE 8 ET 9 A LA MEME DISTANCE DE LA PLAQUE ANNULAIRE SUR LAQUELLE L'AUTRE FACE DE LA COURONNE PREND APPUI, SOIT SUR UNE DES DEUX FACES D'UN FLASQUE 20 ANNULAIRE COAXIAL ET SOLIDAIRE DE L'EMBOUT FEMELLE 4. L'APPLICATION D'UNE PRECONTRAINTE REND CETTE ARTICULATION PARTICULIEREMENT APTE AU SUPPORT DES COLONNES MONTANTES.
Description
L'invention se rapporte à un joint flexible pour une colonne montante
reliant un ouvrage implanté sur le sol sous marin et une installation de surface telle qu'un navire
ou une tête de colonne articulée, facilitant ainsi l'explo-
ration et l'exploitation des gisements d'hydrocarbures ou
pour tout autre emploi.
De tels joints, tout en assurant la continuité du conduit constitué par la colonne montante, doivent autoriser un débattement d'au moins 100 dans toutes les directions et supporter, en toute position, des contraintes importantes
en traction, en flexion et torsion.
L'expérience a montré que les moyens d'assurer l'étanchéité des articulations ou d'une rotule doivent être distincts des dispositifs employés pour doter le joint à la
fois de flexibilité et d'une certaine raideur.
On connaît divers types de joints dans lesquels des
éléments élastiques sont associés à une rotule.
Le brevet américain 3 433 504 décrit un joint pour
lequel une bague annulaire torique en élastomère est inter-
calée entre une portée appartenant à un élément male et un siège appartenant à un élément femelle d'une rotule, ce qui procure une bonne distinction entre les deux fonctions de transmission des contraintes longitudinales et d'orientation dans les diverses directions Ce dispositif toutefois ne peut se prêter qu'à de faibles débattements, quelques degrés,
et dans les installations capables d'accepter des débatte-
ments de plus de 10 il est nécessaire de superposer plu-
sieurs raccords comportant chacun un joint torique, et cela conduit à des constructions de taille considérable et de
manipulation délicate.
Dans le dispositif décrit dans le brevet américain
n' 4 076 284, des plaques hémisphériques élastiques et hémis-
phériques frettées sont intercalées entre les éléments homologues d'une rotule, dans d'autres dispositifs tels que décrits dans le brevet américain N O 4 028 868 de telles plaques en élastomères frettées sont disposées entre des portées hémisphériques appartenant à chacun des éléments mâle et femelle de la rotule et un élément intermédiaire, solidaire de l'embout femelle ( 4) et pour l'autre moitié sur l'un des deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2) quand les deux embouts ont entre eux
un débattement angulaire.
Le flasque ( 20) annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle ( 4) est généralement fixé sur l'extrémité
de cet embout femelle.
Suivant un mode préféré de réalisation les deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coaxiales de l'embout mâle ( 2), sur lesquelles les dispositifs élastiques ( 7) prennent appui par leurs extrémités les plus éloignées
( 10) et ( 11) sont, la première directement fixée sur l'em-
bout mâle ( 2), la seconde rendue solidaire et coaxiale de l'embout mâle par le moyen d'une pluralité de boulons ( 21), et leurs têtes ( 22), régulièrement répartis autour de l'axe de l'embout annulaire mâle ( 2) et prenant appui sur les faces opposées de chacune des deux plaques annulaires ( 12)
et ( 13) d'un côté sur la plaque ( 12) par une partie annu-
laire plane de la tête ( 22) de boulon -( 21) et l'intermédiaire d'une pièce d'arrêt ( 23) et de l'autre côté sur la plaque ( 13) par une partie annulaire plane d'un écrou ( 25) vissé
sur l'extrémité filetée de la tige ( 27) du boulon ( 21).
Il est avantageux que chaque boulon ( 21) traverse deux dispositifs élastiques, appartenant chacun à une des
deux couronnes ( 8) et ( 9).
Pour la commodité du montage il est préféré que la tête ( 22) du boulon ( 21) a un diamètre inférieur à celui des passages ménagés dans le flasque annulaire ( 20), dans la bague ( 38), dans la plaque de poussée ( 36), dans chacun des éléments élastiques ( 30 > et dans la plaque ( 12), mais supérieur à la largeur de l'encoche ménagée dans une pièce
d'arrêt ( 23).
Dans les mêmes réalisations les deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2) sur lesquels, au moins la moitié des dispositifs élastiques ( 7) prennent appui sont constitués par les faces annulaires planes opposées d'une bague annulaire ( 29) de diamètre extérieur supérieur à celui de la tige ( 27) et de la tête
( 22) du boulon ( 21) et solidaire de cette tige ( 27).
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ou noyau de l'articulation.
Avec ces différents dispositifs on obtient un débat-
tement important dans toutes les directions avec la raideur souhaitée, toutefois, si les plaques frettées hémisphériques travaillent bien à la compression lorsque la colonne est
verticale, elles deviennent le siège de contraintes de ci-
saillement dès qu'une inclinaison est imposée, or il est connu que le module E de compression est pour ces matériaux environ cinq fois supérieur au module G de cisaillement:
il est nécessaire de choisir un dimensionnement plus impor-
tant pour les pièces travaillant au cisaillement que pour
celles qui travaillent seulement à la compression.
La présente invention permet de pallier ces diffi-
cultés et d'éliminer les inconvénients liés à la disposition des éléments frettés entre des pièces sphériques concentriques en maintenant ces éléments entre des plaques de poussées parallèles quelque soit le débattement entre les deux parties
de la colonne montante.
Une rotule pour pied de colonne montante tubulaire, comporte un embout annulaire sphérique mâle ( 2) prolongeant un premier tube ( 3), un embout annulaire sphérique femelle ( 4) prolongeant un second tube ( 5), l'embout femelle ( 4) prenant appui sur l'embout mâle ( 2), et un moyen de liaison ( 6) entre les deux embouts, elle est caractérisée en ce que
ce moyen de liaison ( 6) comprend une pluralité de disposi-
tifs élastiques ( 7) identiques régulièrement répartis autour
de l'axe ZZ' de l'embout mâle ( 2) et groupés en deux couron-
nes ( 8) et ( 9) dont chacune est limitée, quand les deux embouts sont coaxiaux, par deux faces annulaires planes
perpendiculaires à l'axe de l'embout mâle ( 2) Ces disposi-
tifs élastiques ( 7) prennent appui par leurs extrémités les plus éloignées ( 10) et ( 11) sur deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coaxiales de l'embout mâle ( 2) et par leurs extrémités les plus rapprochées ( 14) et ( 15), soit
sur chacun de deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés soli-
daires de l'embout male ( 2), quand les deux embouts sont coaxiaux, soit pour moitié d'entre eux, sur une des deux faces ( 18) et ( 19) d'un flasque ( 20) annulaire coaxial et
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Le montage de l'articulation est conduit de telle façon que les deux épaulements constitués par les faces annulaires opposées d'une bague annulaire ( 29) solidaire de la tige ( 27) du boulon ( 21) soient situés à des distances égales des deux plaques annulaires ( 12) et ( 13) sur lesquelles les faces les plus éloignées des-deux couronnes ( 8)
et ( 9) prennent appui.
Généralement chaque dispositif élastique ( 7) comprend une pluralité d'éléments élastiques jointifs ( 30), chaque
élément étant constitué par un secteur de couronne annulaire.
Suivant un mode préféré de réalisation chaque élément élastique ( 30) est constitué par une plaque de substance élastomère ( 31) comprise entre deux plaques métalliques ( 32) et ( 33) parallèles comportant l'une et l'autre des éléments
de positionnement homologues ( 34) et ( 35).
Suivant un mode préférentiel de réalisation chaque dispositif élastique ( 7) prend appui soit sur un épaulement ( 16) et ( 17) solidaire de la tige du boulon soit sur une face du flasque ( 20), annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle par l'intermédiaire de plaques de poussée ( 36) prenant elles-mêmes appui par une surface annulaire sphérique sur un secteur ( 38) annulaire sphérique de poussée qui par sa face plane repose soit sur ledit épaulement ( 16) ou ( 17), soit sur ladite face ( 18) ou ( 19) du même flasque
( 20).
Dans ces réalisations, il est avantageux que l'embout annulaire sphérique femelle ( 4) prenne appui sur l'embout
annulaire sphérique mâle ( 2) par une partie annulaire sphé-
rique munie de deux dispositifs annulaires d'étanchéité délimitant une zone intermédiaire ( 47) reliée à une enceinte
( 50) o est développée une pression contrôlée.
Dans les divers modes de réalisation l'embout annu-
laire sphérique femelle ( 4) prend appui sur l'embout annulaire sphérique mâle ( 2) par une partie annulaire sphérique munie de deux dispositifs annulaires d'étanchéité délimitant une zone intermédiaire ( 47) reliée à une enceinte ( 50) o est développée une pression dont la valeur est comprise entre les valeurs des pressions internes et externes de la rotule
et dans un rapport défini entre celles-ci.
De façon particulière le rapport défini entre les pressions internes et externes de la rotule est le rapport
moitié -
Dans diverses réalisations la seconde plaque ( 13) coaxiale et solidaire de l'embout mâle ( 2) est, en outre, solidaire d'une pièce annulaire ( 40) comportant une face annulaire sphérique concave ( 42) apte à prendre appui sur le contour externe annulaire sphérique de l'embout femelle( 4)
Dans ces réalisations la pièce annulaire ( 40) compor-
tant une face annulaire sphérique concave ( 41), apte à prendre appui sur le contour externe annulaire sphérique de l'embout femelle ( 4), est rendue solidaire de la seconde plaque coaxiale ( 13) et solidaire de l'embout mâle par le moyen d'un raccord tronconique ( 42) dont l'angle au sommet est égal au double de l'angle de débattement maximal d'un
tube par rapport à l'autre.
L'invention sera mieux comprise dans la description,
donnée à titre non limitatif, d'un mode de réalisation illustré à Figure 1: Figure 2: Figure 3: Figure 4: Figure 5: En comportant un premier l'aide des figures suivantes: Rotule pour pied de colonne montante en position d'alignement, Rotule pour pied de colonne montante en position d'inclinaison maximum, à droite: 1/4 coupe selon X de la figure 1, à gauche: 1/4 vue suivant A de la figure 1 1/2 coupe B de la figure 1, de la rotule et du
dispositif de contrôle de la pression.
Vue perspective d'un élément élastique.
se référant à la figure 1 on trouve une rotule(l) un embout annulaire sphérique mâle ( 2) prolongeant tube ( 3), un embout annulaire sphérique femelle ( 4) prolongeant un second tube ( 5) et prenant appui sur l'embout circulaire mâle et un moyen de liaison ( 6) entre
les deux embouts.
Ce moyen de liaison ( 6) comprend une pluralité de
dispositifs élastiques tels que ( 7), identiques régulière-
ment répartis autour de l'axe ZZ'de l'embout male ( 2) et groupés en deux couronnes ( 8) et ( 9) dont chacune est limitée,
quand les deux embouts sont coaxiaux, par deux faces annu-
laires planes perpendiculaires à l'axe de l'embout male ( 2),
ce qui est le cas de la figure ( 1).
Ces dispositifs élastiques, tels que ( 7), prennent appui par leurs extrémités les plus éloignées ( 10) et ( 11)
sur deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coa-
xiales de l'embout mâle ( 2) et par leurs extrémités les plus rapprochées ( 14) et ( 15) sur l'un des deux épaulements opposés ( 16) et ( 17) solidaires de l'embout male ( 2), quand les deux embouts sont coaxiaux, comme c'est le cas de la
figure 1.
Lorsque les deux embouts ont entre eux un débattement angulaire, comme il est indiqué sur la figure ( 2), les dispositifs élastiques tels qur ( 7) prennent appui par leurs extrémités les plus rapprochées ( 14) et ( 15) pour moitié d'entre eux sur les deux faces ( 18) et ( 19) d'un flasque ( 20) annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle ( 4) et pour l'autre moitié sur l'un des deux épaulements ( 16) et
( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2).
Sur les figures 1 et 2 on observe que le flasque annu-
laire ( 20) coaxial et solidaire de l'embout sphérique femelle ( 4) est fixé sur l'extrémité de cet embout sphérique femelle ( 4) On observe également que les deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coaxiales de l'embout sphérique male ( 2) sont, la première ( 12) directement fixée sur l'embout mâle ( 2), la seconde ( 13) rendue solidaire et coaxiale de l'embout male ( 2) par le moyen d'une pluralité de boulons tels que ( 21), régulièrement répartis autour de l'axe ZZ' de l'embout annulaire mâle ( 2) et prenant appui sur les faces opposées des deux plaques annulaires ( 12) et ( 13), d'un côté par la partie annulaire plane de la tête ( 22) du boulon ( 21) et par l'intermédiaire d'une pièce d'arrêt ( 23) au travers de laquelle la tige ( 27) du boulon ( 21) pénètre par une rainure latérale et de l'autre côté par une portée annulaire plane ( 24) d'un écrou ( 25) vissé sur l'extrémité filetée ( 26)
de la tige ( 27) du dit boulon ( 21).
Chaque boulon ( 21) traverse un dispositif élastique ( 7) appartenant à la couronne ( 8) et un dispositif élastique ( 7) appartenant à la couronne ( 9) par un percement tel que ( 28), de diamètre supérieur au diamètre de la tige ( 27) du dit
boulon ( 21).
Les deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2), sur lesquels au moins la moitié des dispositifs élastiques, tels que ( 7), prennent appui, sont constitués par les faces annulaires planes opposées d'une bague annulaire ( 29) de diamètre extérieur supérieur à celui de la tige ( 27) du boulon ( 21) correspondant et solidaire de
cette tige ( 27) du boulon ( 21).
Les deux épaulements ( 16) et ( 17) constitués par les
faces annulaires opposées d'une bague annulaire ( 29) soli-
daire de la tige ( 27) du boulon ( 21) sont situés à des distances égales des deux bagues annulaires ( 12) et ( 13), sur lesquelles les faces les plus éloignées ( 10) et ( 11) des
deux couronnes ( 8) et ( 9) prennent appui.
Chaque dispositif élastique ( 7) est constitué par une
pluralité d'éléments élastiques ( 30) jointifs.
La tête ( 22) du boulon ( 21) a un diamètre inférieur à ceux des passages ménagés dans le flasque annulaire ( 20), dans la-bague ( 38), dans la plaque de poussée ( 36), dans chacun des éléments élastiques ( 30) et dans la plaque ( 12), mais supérieur à la largeur de l'encoche ménagée dans la
pièce d'arrêt ( 23).
Selon la figure 5, chacun de ces éléments ( 30) est constitué par une plaque de substance élastomère ( 31) comprise entre deux plaques métalliques ( 32) et ( 33) parallèles, comportant l'une et l'autre des éléments de positionnement homologues, telles que la couronne circulaire convexe ( 34) sur une plaque et la couronne circulaire concave ( 35), sur l'autre plaque Ces couronnes ( 34) et ( 35) ont les mêmes sections et s'emboîtent exactement, elles sont coaxiales de
l'orifice ( 28) qui traverse l'ensemble du dispositif élas-
tique ( 7).
Les figures 1 et 2 montrent que chaque dispositif élastique ( 7) prend appui soit sur un épaulement ( 16) au ( 17) solidaire de la tige ( 27) du boulon ( 21), soit sur une face du flasque ( 20) annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle ( 4), par l'intermédiaire de plaques de poussée ( 36) prenant elles-mêmes appui par une surface
annulaire sphérique ( 37) sur un secteur annulaire ( 38) sphé-
rique de poussée qui par sa face-plane ( 39) repose soit sur le dit épaulement ( 16) ou ( 17), soit sur la dite face ( 18)
au ( 19) du même flasque ( 20).
La seconde plaque ( 13) coaxiale de l'embout mâle ( 2) et solidaire de l'embout mâle est en outre, solidaire d'une pièce annulaire ( 40) comportant une face annulaire ( 41) hémisphérique concave apte à prendre appui sur le contour
externe annulaire sphérique de l'embout femelle ( 4).
La pièce annulaire ( 40) est rendue solidaire de la seconde plaque annulaire ( 13) coaxiale de l'embout mâle ( 2) par le moyen d'un raccord tronconique ( 42) dont l'angle au sommet est égal au double de l'angle cx C de débattement
maximal d'un tube par rapport à l'autre.
La figure 3 montre à gauche une vue de la rotule selon la flèche A de la figure 1, on y trouve les têtes ( 22) des boulons, non figurés, prenant appui sur la plaque annulaire
( 12), solidaire et coaxiale de l'embout mâle ( 2), par l'in-
termédiaire de pièces d'arrêt ( 23).
La figure 3 montre à droite une coupe de la rotule par un plan xx' perpendiculaire à l'axe ZZ', coupe vue selon la flèche X On y trouve les sections de l'embout mâle ( 2) et d'un certain nombre d'éléments élastiques ( 30) tels qu'ils
ont été décrits à l'aide de la figure 5 Ces éléments élas-
tiques ( 30) portent chacun sur leur face supérieure une couronne convexe ( 34) homologue de la couronne concave ( 35) portée par la face inférieure, et correspondant ainsi à la couronne concave ( 35), non représentée, qui est portée par la face inférieure de l'élément élastique suivant Ces couronnes sont ici circulaires et coaxiales de l'orifice ( 28)
qui traverse l'ensemble du dispositif élastique ( 7).
Sur les figures 1 et 2, on distingue sur la surface annulaire sphérique de l'embout mâle de la rotule deux joints annulaires ( 43) et ( 44) logés dans des gorges circulaires et sur la surface annulaire sphérique-de l'embout femelle deux
joints annulaires ( 45) et ( 46) logés dans des gorges circu-
laires Ces deux groupes de joints délimitent une surface sur le joint sphérique et, du fait de la non coïncidence des deux sphères, un volume ( 47) dont la pression est établie afin que soit assuré le contrôle de l'étanchéité de la rotule Un conduit ( 48) percé dans la masse de l'embout mâle et prolongé par le tube ( 49) met en rapport ce volume ( 47) avec un espace ( 50) o la pression est maintenue à une valeur intermédiaire entre la pression régnant à l'intérieur des tubes ( 3) et ( 5) et la pression extérieure à ces tubes, par exemple à la moyenne arithmétique entre les valeurs de
ces deux pressions.
Un tel dispositif, selon la figure 4, est logé dans l'espace compris entre l'embout mâle ( 2) et la couronne ( 8)
de dispositifs élastiques ( 7) et fixé par le contour exté-
rieur de l'embout mâle ( 2) Il est constitué par un ensemble de deux pistons ( 51) et ( 52) coaxiaux fixés sur une même tige ( 53) et se déplaçant dans deux cylindres ( 54) et ( 55) coaxiaux de mêmes diamètres Les espaces à droite de chacun des pistons sont reliés, l'un ( 56) à un capteur de pression ( 57) placé l'un sur l'espace interne et l'autre ( 58) à un capteur de pression ( 59) situé sur l'espace extérieur et constitués par des pistons différentiels ( 60) et ( 61) (Figure 1 et 2) dont les rapports de surface sont de 1 à 2 de telle sorte qu'ils transmettent par les conduites ( 62) et ( 63) des pressions de valeur moitié de celles qui règnent
dans les espaces internes et externes.
La pression résultante dans l'espace ( 47) est de ce fait, égale à la moyenne arithmétique entre la pression
interne et la pression externe.
Sur les figures 1 et 2, entre les plaques ( 12) et ( 13) et prenant appui sur le contour externe de celles-ci, on trouve une virole en tole ( 64) constituant une enveloppe cylindrique pour la rotule et les moyens de liaison entre les deux embouts qui en sont les éléments constitutifs Cette virole est pourvue de moyens d'égalisation de la pression de
part et d'autre.
L'espace interne ( 65) compris entre la virole ( 64) et
l'articulation est avantageusement rempli d'un liquide inhi-
biteur de corrosion, neutre pour les élastomères et hostile
à la prolifération végétale et animale.
MONTAGE DE L'ARTICULATION
Le montage des différents éléments s'effectue dans l'ordre suivant:
1 Fixation des capteurs de pression et du système de contrô-
le de la pression dans l'espace intermédiaire ( 47 > du joint, sur l'embout male ( 2), 2 Mise en place des dispositifs élastiques ( 7) constituant la couronne ( 8) et ensuite des secteurs Sphériques ( 38) et des plaques de poussée ( 36), 3 Mise en place de chaque boulon ( 21) muni de sa bague ( 29), en position, et calage de la tête ( 22) du boulon ( 21) par une pièce d'arrêt ( 23), 4 Montage du sous-ensemble comprenant l'embout femelle ( 4) et la plaque annulaire ( 13) reposant sur l'embout ( 4) au
moyen de la pièce annulaire hémisphérique ( 40).
Sur le sous-ensemble ( 4) ( 13) montage de la couronne ( 9), des plaques de poussée ( 36), des secteurs sphériques de poussée ( 38), 6 Sur l'ensemble résultant des étapes ( 4) et ( 5) reposant sur un support ( 66) indiqué sur la figure 1,on pose le l'ensemble résultant des étapes ( 1, 2 et 3) La partie inférieure des tiges ( 27) des boulons ( 21) traverse la
couronne ( 9) inférieure par les passages ( 28).
7 Mise en place des écrous ( 25) avec leurs rondelles 24 et serrage au couple requis pour obtenir la précontrainte envisagée de l'ensemble élastique constitué par les deux
couronnes ( 8) et ( 9).
MISE EN OEUVRE DE L'ARTICULATION
La précontrainte de l'ensemble élastique s'obtient en deux étapes: d'abord pour la couronne ( 8) lors du montage des pièces d'arrêt ( 23), ensuite pour la couronne ( 9) lors
du serrage des boulons ( 25).
Sans précontrainte, le débattement angulaire de la
colonne serait directement proportionnel aux efforts appli-
qués sur celle-ci.
Avec précontrainte, jusqu'à ce que la valeur de cette
précontrainte soit atteinte, le débattement est nul et, au-
delà, il est proportionnel au supplément d'effort appliqué.
En tout état de cause, l'emploi d'éléments élastiques en élastomère travaillant en compression simple, et sans cisaillement, permet d'élargir les possibilités mécaniques
du matériau.
251 4439
Claims (13)
1 Rotule pour pied de colonne montante tubulaire, compor-
tant un embout annulaire sphérique mâle ( 2) prolongeant un premier tube ( 3), un embout annulaire sphérique femelle ( 4) prolongeant un second tube ( 5), l'embout femelle ( 4) prenant appui sur l'embout mâle ( 2), et un moyen de liaison ( 6) entre les deux embouts, caractérisée en ce que ce moyen de liaison ( 6) comprend une pluralité de dispositifs élastiques ( 7) identiques régulièrement répartis autour de l'axe ZZ' de l'embout male ( 2) et groupés en deux couronnes ( 8) et ( 9) dont chacune est limitée, quand les deux embouts sont coaxiaux, par deux faces annulaires planes perpendiculaires à l'axe de l'embout mâle ( 2), ces dispositifs élastiques ( 7) prenant appui par leurs extrémités les plus éloignées ( 10) et ( 11)
sur deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coaxia-
les de l'embout male ( 2) et par leurs extrémités les plus rapprochées ( 14) et ( 15), soit sur chacun de deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2), quand les deux embouts sont coaxiaux, soit pour moitié d'entre eux, sur une des deux faces ( 18) et ( 19) d'un flasque ( 20) annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle ( 4) et pour l'autre moitié sur l'un des deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2) quand les deux
embouts ont entre eux un débattement angulaire.
2 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle le flasque ( 20) annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle ( 4)
est fixé sur l'extrémité de cet embout femelle.
3 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle les deux plaques ( 12) et ( 13) annulaires solidaires et coaxiales de l'embout male ( 2), sur lesquelles les dispositifs élastiques ( 7) prennent appui par leurs extrémités les plus éloignées ( 10) et ( 11) sont, la première directement fixée sur l'embout mâle ( 2), la seconde rendue solidaire et coaxiale de l'embout mâle par le moyen d'une pluralité de boulons ( 21), et leurs têtes ( 22), régulièrement répartis autour de l'axe de l'embout annulaire mâle ( 2) et prenant appui sur les faces opposées de chacune des deux plaques annulaires ( 12) et ( 13) d'un côté sur la plaque ( 12) par une partie annulaire plane de la tête ( 22) de boulon ( 21) et l'intermédiaire d'une pièce d'arrêt ( 23) et de l'autre côté sur la plaque ( 13) par une partie
annulaire plane d'un écrou (-25) vissé sur l'extrémité file-
tée de la tige ( 27) du boulon ( 21).
4 Rotule selon la revendication ( 3) dans laquelle chaque
boulon ( 21) traverse deux dispositifs élastiques, apparte-
nant chacun à une des deux couronnes ( 8) et ( 9).
Rotule selon la revendication ( 3) dans laquelle la tête ( 22) du boulon ( 21) a un diamètre inférieur à celui des passages ménagés dans le flasque annulaire ( 20), dans la bague ( 38), dans la plaque de poussée ( 36), dans chacun des éléments élastiques ( 30) et dans la plaque ( 12), mais supérieur à la largeur de l'encoche ménagée dans une pièce
d'arrêt ( 23).
6 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle des deux épaulements ( 16) et ( 17) opposés solidaires de l'embout mâle ( 2) sur lesquels, au moins la moitié des dispositifs élastiques ( 7) prennent appui sont constitués par les faces annulaires planes opposées d'une bague annulaire ( 29) de diamètre extérieur supérieur à celui de la tige ( 27) et de la tête ( 22) du boulon ( 21) et solidaire de cette tige
( 27).
7 Rotule selon la revendication 5 dans laquelle les deux épaulements constitués par les faces annulaires opposées d'une bague annulaire ( 29) solidaire de la tige ( 27) du boulon ( 21) sont situés à des distances égales des deux plaques annulaires ( 12) et ( 13) sur lesquelles les faces les
plus éloignées des deux couronnes ( 8) et ( 9) prennent appui.
8 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle chaque dispositif élastique ( 7) comprend une pluralité d'éléments élastiques jointifs ( 30) , chaque élément étant constitué par
un secteur de couronne annulaire.
9 Rotule selon la revendication 8 dans laquelle chaque
élément élastique ( 30) est constitué par une plaque de sub-
stance élastomère ( 31) comprise entre deux plaques matalli-
ques ( 32) et ( 33) parallèles comportant l'une et l'autre des
éléments de positionnement homologues ( 34) et ( 35).
Rotule selon la revendication 1 dans laquelle chaque à
251 4439
dispositif élastique ( 7) prend appui soit sur un épaulement ( 16) et ( 17) solidaire de la tige du boulon soit sur une face du flasque ( 20), annulaire coaxial et solidaire de l'embout femelle par l'intermédiaire de plaques de poussée ( 36) prenant elles-mêmes appui par une surface annulaire sphérique sur un secteur ( 38) annulaire sphérique de poussée qui par sa face plane repose soit sur ledit épaulement ( 16) ou ( 17), soit sur ladite face ( 18) ou ( 19) du même flasque
( 20).
11 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle l'embout annulaire sphérique femelle ( 4) prend appui sur l'embout annulaire sphérique mâle ( 2) par une partie annulaire sphérique munie de deux dispositifs annulaires d'étanchéité délimitant une zone intermédiaire ( 47) reliée à une enceinte
( 50) o est développée une pression contrôlée.
12 Rotule selon la revendication 1 dans laquelle l'embout annulaire sphérique femelle ( 4) prend appui sur l'embout
annulaire sphérique mâle ( 2) par une partie annulaire sphé-
rique munie de deux dispositifs annulaires d'étanchéité délimitant une zone intermédiaire ( 47) reliée à une enceinte ( 50) o est développée une pression dont la valeur est
comprise entre les valeurs des pressions internes et exter-
nes de la rotule et dans un rapport défini entre celles-ci.
13 Rotule selon la revendication 12 dans laquelle le rapport défini entre les pressions interne et externe de
la rotule et le rapport moitié.
14 Rotule selon la revendication 3 dans laquelle la seconde plaque ( 13) coaxiale et solidaire de l'embout mâle ( 2) est, en outre, solidaire d'une pièce annulaire ( 40) comportant une face annulaire sphérique concave ( 41) apte à prendre appui sur le contour externe annulaire sphérique de l'embout
femelle ( 4).
Rotule selon la revendication 14 dans laquelle la pièce
annulaire ( 40) comportant une face annulaire sphérique con-
cave ( 42), apte à prendre appui sur le contour externe annu-
laire sphérique de l'embout femelle ( 4), est rendue soli-
daire de la seconde plaque coaxiale ( 13) et solidaire de l'embout mâle par le moyen d'un raccord tronconique ( 42) dont l'angle au sommet est égal au double de l'angle de
débattement maximal d'un tube par rapport à l'autre.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8119070A FR2514439A1 (fr) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | Rotule pour pied de colonne montante |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2591293B1 (fr) * | 1985-12-11 | 1989-09-01 | Inst Francais Du Petrole | Support elastique a rotule adapte en particulier a des utilisations pour des navires ou des plates-formes flottantes en mer. |
| FR2647504B1 (fr) * | 1989-05-26 | 1991-08-30 | Dubois Jacques | Accouplement d'echappement flexible |
| GB2250763B (en) * | 1990-12-13 | 1995-08-02 | Ltv Energy Prod Co | Riser tensioner system for use on offshore platforms using elastomeric pads or helical metal compression springs |
| US5269629A (en) * | 1991-07-29 | 1993-12-14 | Shell Oil Company | Elastomeric swivel support assembly for catenary riser |
| US5482406A (en) * | 1993-04-15 | 1996-01-09 | Continental Emsco Company | Variable spring rate compression element and riser tensioner system using the same |
| US5641248A (en) * | 1993-04-15 | 1997-06-24 | Continental Emsco Company | Variable spring rate compression element and riser tensioner system using the same |
| US5791695A (en) * | 1995-04-18 | 1998-08-11 | Continental Emsco Co. | Flexible joint for facilitating bending of tubular segments |
| US5628586A (en) * | 1995-06-23 | 1997-05-13 | Continental Emsco Company | Elastomeric riser tensioner system |
| US6158781A (en) * | 1998-05-18 | 2000-12-12 | Taper-Lok | Pipeline swivel coupling |
| US6328347B1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-12-11 | Lsi Logic Corporation | Uniform axial loading ground glass joint clamp |
| US6729660B2 (en) * | 2000-10-30 | 2004-05-04 | Lancaster Level-Flo, Inc. | Adjustable base unit for angularly adjusting mounting disposition of silo fill tube |
| US6536809B2 (en) * | 2001-02-06 | 2003-03-25 | Masco Corporation Of Indiana | Pivoting sleeve assembly |
| US20030003600A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Biochemical analysis kit and method for exposing stimulable phosphor sheet |
| US6568476B1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-05-27 | Smedvig Offshore As | Triggering mechanism for disconnecting a riser from a riser connector |
| US7341283B2 (en) * | 2004-01-29 | 2008-03-11 | Oil States Industries, Inc. | High temperature flexible pipe joint |
| US7887101B2 (en) * | 2007-03-09 | 2011-02-15 | A.S.M. International N.V | Joint for connecting two tubes in a high-temperature environment |
| US8033576B2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-10-11 | Flex-Hose Co. Inc. | Pipe guide for expansion joint |
| NO328634B1 (no) * | 2008-02-13 | 2010-04-12 | Fmc Kongsberg Subsea As | Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror |
| EP2487323A1 (fr) | 2011-02-02 | 2012-08-15 | Vetco Gray Inc. | Joint de libération de pliage de colonne montante |
| US20150042087A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. | Redundant seal assemblies for misaligned conduits |
| NO341556B1 (en) | 2016-02-26 | 2017-12-04 | Fmc Kongsberg Subsea As | System and method for reducing bending moments |
| RU2622560C1 (ru) * | 2016-06-14 | 2017-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Шарнирный переходник для насосных штанг |
| GB2553306B (en) * | 2016-08-31 | 2019-02-27 | Deltatek Oil Tools Ltd | Apparatus for transmitting torque through a work string |
| US20220056720A1 (en) * | 2020-08-18 | 2022-02-24 | BAPO Products, Inc. | Adjustable angle and height gutter drain |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3168334A (en) * | 1961-11-28 | 1965-02-02 | Shell Oil Co | Flexible pipe joint |
| US4076284A (en) * | 1976-05-05 | 1978-02-28 | Murdock Machine & Engineering Co. | Ocean floor riser connection |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1917742A (en) * | 1931-03-30 | 1933-07-11 | William B Tinsley | Flexible joint packing box |
| US3433504A (en) * | 1966-07-05 | 1969-03-18 | Ventura Tool Co | Flexible connectors |
| US3392995A (en) * | 1966-08-23 | 1968-07-16 | Malan Vibrator Co Inc | Pressure balanced ball joint |
| US3477748A (en) * | 1968-12-09 | 1969-11-11 | William B Tinsley | Swivel joint for wells being pumped |
| US3746372A (en) * | 1971-05-27 | 1973-07-17 | Vetco Offshore Ind Inc | Flexible pipe joints |
| US4068868A (en) * | 1975-09-02 | 1978-01-17 | Vetco Offshore Industries, Inc. | Flexible joints for marine risers |
-
1981
- 1981-10-09 FR FR8119070A patent/FR2514439A1/fr active Granted
-
1982
- 1982-09-23 US US06/421,821 patent/US4489962A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-10-08 BR BR8205925A patent/BR8205925A/pt unknown
- 1982-10-08 GB GB08228780A patent/GB2107815B/en not_active Expired
- 1982-10-08 NO NO823388A patent/NO823388L/no unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3168334A (en) * | 1961-11-28 | 1965-02-02 | Shell Oil Co | Flexible pipe joint |
| US4076284A (en) * | 1976-05-05 | 1978-02-28 | Murdock Machine & Engineering Co. | Ocean floor riser connection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8205925A (pt) | 1983-09-06 |
| NO823388L (no) | 1983-04-11 |
| GB2107815B (en) | 1985-02-13 |
| US4489962A (en) | 1984-12-25 |
| GB2107815A (en) | 1983-05-05 |
| FR2514439B1 (fr) | 1983-11-18 |
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