FR2548756A1

FR2548756A1 - A FLEXIBLE PIPE

Info

Publication number: FR2548756A1
Application number: FR8410676A
Authority: FR
Inventors: Gyula Pavlyak
Original assignee: TI FLEXIBLE TUBES Ltd
Current assignee: TI FLEXIBLE TUBES Ltd
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1985-01-11
Also published as: DE3423345C2; GB2143002B; GB8318270D0; DE3423345A1; GB2143002A; FR2548756B1; GB8415509D0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN TUYAU FLEXIBLE ARME. IL COMPREND UNE CARCASSE 11 EN ELASTOMERE ARMEE ET UN TUBE 14 DE REVETEMENT FORME D'UNE BANDE ENROULEE EN HELICE ET DEFINISSANT LA LUMIERE INTERNE DU TUYAU. DES PERFORATIONS 15 SONT PREVUES EN DES POINTS ESPACES LE LONG DU TUBE AFIN DE PERMETTRE A LA PRESSION DU FLUIDE CIRCULANT DANS LE TUYAU DE S'EXERCER SUR LES PAROIS OPPOSEES DU TUBE DE REVETEMENT. DOMAINE D'APPLICATION: TUYAUX FLEXIBLES, NOTAMMENT POUR UTILISATIONS SOUS-MARINES.THE INVENTION RELATES TO A FLEXIBLE ARMORED HOSE. IT CONSISTS OF A CASING 11 IN ARMED ELASTOMER AND A TUBE 14 FOR COATING IN THE FORM OF A BAND WOUND IN A PROPELLER AND DEFINING THE INTERNAL LIGHT OF THE PIPE. PERFORATIONS 15 ARE PROVIDED AT SPACED POINTS ALONG THE TUBE IN ORDER TO ALLOW THE PRESSURE OF THE FLUID FLOWING IN THE PIPE TO EXERCISE ON THE OPPOSITE WALLS OF THE COATING TUBE. FIELD OF APPLICATION: FLEXIBLE HOSES, ESPECIALLY FOR UNDERWATER USE.

Description

L'invention concerne les tuyaux flexibles,The invention relates to flexible hoses,

et notamment des tuyaux pour hautes pressions. and in particular pipes for high pressures.

On peut réaliser des tuyaux pour hautes pressions comportant une carcasse en élastomère armée d'une 5 ou plusieurs couches de câbles d'armature qui sont enroulés en hélice afin de résister aux pressions internes appliquées au tuyau Ces câbles d'armature peuvent être noyes dans la carcasse d'élastomère et/ou peuvent entourer la carcasse Il a été proposé de revêtir la carcasse 10 en élastomère d'un tube formé d'une bande enroulée imbriquée Ce tube est destiné à supporter des charges radiales d'écrasement et à limiter également le gonflement de la carcasse en élastomère dans la lumière du tuyau par suite d'une réaction avec des fluides circulant dans 15 le tuyau Cette forme de tuyau convient particulièrement à des applications sous-marines o le tube de revêtement à bande enroulée empêche le tuyau d'être écrasé par la pression de l'eau extérieure lorsque la pression régnant à l'intérieur du tuyau est faible D'autres 20 applications comprennent des tuyaux pour l'alimentation en oxygène de lances utilisées pour l'injection d'oxygène High pressure pipes can be made with an elastomer casing armed with one or more layers of reinforcing cables which are helically wound to withstand the internal pressures applied to the pipe. These reinforcing cables can be embedded in the pipe. Elastomeric carcass and / or may surround the carcass It has been proposed to coat the elastomeric carcass 10 with a tube formed of a nested coiled strip. This tube is intended to support radial crushing loads and to also limit the swelling of the elastomeric carcass in the pipe lumen as a result of reaction with fluids flowing in the pipe This form of pipe is particularly suitable for underwater applications where the coiled tubing liner tube prevents the hose from being crushed by the pressure of the outside water when the pressure inside the pipe is low Other applications include s hoses for oxygen supply of lances used for oxygen injection

dans la préparation de l'acier.in the preparation of steel.

Le tube de revêtement utilisé dans de telles applications est conçu pour permettre la fuite du fluide 25 s'écoulant dans le tuyau, le fluide étant alors retenu par la carcasse d'élastomère armée De cette manière, le tube de revêtement n'est pas soumis à une charge interne excessive Cependant, en cas de diminution rapide de la pression intérieure, le déséquilibre des pressions 30 s'exerçant de part et d'autre du tube de revêtement The coating tube used in such applications is designed to allow leakage of the fluid flowing in the pipe, the fluid then being retained by the elastomer carcass. In this way, the coating tube is not subjected However, in the event of a rapid decrease in the internal pressure, the imbalance of the pressures exerted on either side of the coating tube

peut provoquer son implosion.can cause its implosion.

L'invention a pour objet un tuyau flexible comprenant une carcasse en élastomère armée et un tube de revêtement ou de garnissage définissant la lumière 35 intérieure du tuyau, ce tube de revêtement étant constitué d'une bande enroulée en hélice qui comporte des bords façonnés d'enclenchement, le tube de revêtement étant The invention relates to a flexible hose comprising an armature elastomer carcass and a coating or lining tube defining the inner lumen of the hose, which coating tube is constituted by a spirally wound strip which has shaped edges of the hose. interlocking, the coating tube being

perforé en des points espacés sur sa longueur. perforated at points spaced along its length.

Le tube de revêtement est avantageusement constitué d'une bande métallique pliée de manière que les bords en butée de spires adjacentes puissent être enclenchés entre eux Le tube de revêtement peut comporter des parties d'enclenchement à simple chevauchement, mais un tube à chevauchement double, par exemple dont la bande présente une section de forme en "S", afin que les bords de spires adjacentes puissent être totalement 10 imbriqués, est préféré Les parties d'enclenchement du tube de revêtement sont agencées afin de permettre un certain mouvement axial relatif entre des spires adjacentes du tube, ce qui permet à ce dernier de pénétrer The coating tube advantageously consists of a metal strip folded so that the abutting edges of adjacent turns can be engaged with one another. The coating tube may comprise simply overlapping engagement portions, but a double overlapping tube. For example, where the web has an "S" -shaped cross-section, so that the edges of adjacent turns can be fully nested, is preferred. The engagement portions of the liner tube are arranged to allow some relative axial movement between adjacent turns of the tube, which allows the latter to penetrate

dans la carcasse d'élastomère sous l'effet d'une pression 15 interne, et d'être flexible. in the elastomer casing under the effect of internal pressure, and to be flexible.

Les perforations du tube de revêtement sont de préférence réalisées dans la matière de la bande, avant qu'elle soit pliée au profil demandé et enroulée pour former un tube Les perforations sont de préférence 20 formées dans la partie de la bande qui forme le diamètre intérieur du tube, car on obtient ainsi une surface extérieure nette et on évite également l'obturation des perforations par l'élastomère lors du moulage de la carcasse en élastomère autour du tube de revêtement. 25 Les perforations doivent être placées de façon à ne pas être obturées par les parties chevauchantes du tube formé par la bande enroulée, lorsque le tube est à michemin vers sa position d'extension complète La dimension et la position longitudinale des perforations peuvent être ajustées pour convenir à la dimension du tuyau, mais, en général, des trous de l'ordre de 2 mm de diamètre peuvent être prévus à intervalles de 50 mm le long de The perforations of the coating tube are preferably made of the material of the strip before it is folded to the required profile and wound into a tube. The perforations are preferably formed in the part of the strip which forms the inside diameter. of the tube, because a clear outer surface is thus obtained and the sealing of the perforations by the elastomer during the molding of the elastomer carcass around the coating tube is also avoided. The perforations must be placed so as not to be blocked by the overlapping parts of the tube formed by the wound strip, when the tube is half way towards its fully extended position. The size and the longitudinal position of the perforations can be adjusted to the size of the pipe, but, in general, holes of the order of 2 mm in diameter may be provided at intervals of 50 mm along

la bande.the band.

La carcasse en élastomère du tuyau flexible 35 pou: être de réalisation classique En général, l'élastomère est armé de couches formées de fils métalliques enroulés en hélice, qui résistent aux charges s'exerçant radialement vers l'extérieur et dues à la pression régnant à l'intérieur du tuyau Des couches d'armature constituées de fils métalliques longitudinaux peuvent également être incorporées pour supporter les charges axiales. 5 Ces couches d'armature peuvent être noyées dans la composition d'élastomère formant l'enveloppe étanche aux fluides, ou bien elles peuvent être placées entre des couches d'élastomère physiquement distinctes, ou enroulées sur la surface extérieure de l'enveloppe en élastomère. 10 D'autres formes d'armature peuvent être utilisées, par exemple des couches d'éléments d'armature tissés, des cordes de renfort, etc. L'invention sera à présent décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple 15 nullement limitatif et sur lesquel la figure unique The elastomeric carcass of the flexible pipe 35 may be of conventional construction. In general, the elastomer is reinforced with layers formed of helically wound metal wires, which withstand the loads exerted radially outwards and due to the prevailing pressure. Inside the pipe Reinforcing layers made of longitudinal wires can also be incorporated to support the axial loads. These reinforcing layers may be embedded in the elastomeric composition forming the fluid-tight envelope, or they may be placed between physically separate elastomer layers, or wound on the outer surface of the elastomeric shell. . Other forms of reinforcement may be used, for example layers of woven reinforcing elements, reinforcing cords, etc. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing by way of non-limiting example and in which the single figure

est une coupe longitudinale partielle du tuyau sousmarin flexible selon l'invention. is a partial longitudinal section of the flexible submarine pipe according to the invention.

Le tuyau sous-marin représenté comprend une carcasse il en caoutchouc qui est armée de deux couches 20 de fils métalliques 12 et 13 enroulés en hélice, les couches de fils 12 et 13 étant enroulées sous &es angles opposés The underwater pipe shown comprises a rubber carcass 11 which is armed with two layers 20 of helically wound wires 12 and 13, the layers of wires 12 and 13 being wound under opposite angles.

par rapport à l'axe du tuyau.relative to the axis of the pipe.

Un tube 14 de revêtement formé d'une bande enroulée est disposé à l'intérieur de la carcasse 11 de caoutchouc Le tube 14 de revêtement est formé d'une bande métallique qui est pliée de façon à présenter un profil en forme en "S" et qui est enroulée en hélice afin que les bords de spires adjacentes s'enclenchent les uns avec les autres pour former un tube Les parties 30 imbriquées du tube 14 sont agencées de façon à permettre un certain mouvement de glissement axial entre des spires adjacentes afin que le tube 14 de revêtement puisse s'expanser avec la carcasse 11 en caoutchouc armé sous A coating tube 14 formed of a rolled strip is disposed inside the rubber carcass 11. The coating tube 14 is formed of a metal strip which is folded so as to have an "S" shaped profile. and which is helically wound so that the adjacent turn edges engage with each other to form a tube The nested portions of the tube 14 are arranged to allow some axial sliding movement between adjacent turns so that the tube 14 of coating can expand with the carcass 11 of reinforced rubber under

l'effet d'une pression interne.the effect of internal pressure.

Des trous 15 sont réalisés à travers la partie 16 de la bande métallique formant le diamètre interne du tube 14 de revêtement afin que ces trous 15 ne soient Holes 15 are made through the portion 16 of the metal strip forming the inner diameter of the liner tube 14 so that these holes 15 are

pas obturés par des couches chevauchantes de la bande métallique lorsque le tube 14 de revêtement est à michemin vers sa position d'extension complète. not blocked by overlapping layers of the metal strip when the coating tube 14 is halfway to its full extension position.

Le tube 14 de revêtement est destiné à s'oppo5 ser aux charges radiales d'écrasement pouvant être appliquées au tuyau, par exemple par la pression de l'eau régnant au-dessus du tuyau lorsque la pression à l'intérieur de ce dernier est basse Le tube 14 de revêtement empêche également le caoutchouc de la carcasse du 10 tuyau de gonfler vers l'intérieur de la lumière du tuyau à la suite d'une réaction avec le fluide s'écoulant The coating tube 14 is intended to oppose the radial crushing loads which can be applied to the pipe, for example by the pressure of the water prevailing over the pipe when the pressure inside the pipe is The coating tube 14 also prevents the rubber of the carcass of the hose from inflating into the lumen of the hose as a result of a reaction with the flowing fluid.

dans ce dernier.in this last.

Le tube 14 de revêtement n'est pas destiné à retenir le fluide et, en pratique, même en l'absence 15 des trous 15, le fluide fuit entre les spires du tube 14 à bande enroulée De cette manière, la pression du fluide s'équilibre de part et d'autre du tube 14 de revêtement qui n'est donc pas soumis à une charge interne importante, la pression du fluide régnant à l'intérieur 20 du tube étant supportée par la carcasse 11 en caoutchouc armé. Dans le cas d'une baisse rapide de la pression à l'intérieur du tuyau, les trous 15 permettent au fluide se trouvant à l'extérieur du tube 14 de revêtement de 25 revenir dans la lumière du tube, ce qui équilibre ainsi rapidement la pression différentielle et empêche le The coating tube 14 is not intended to retain the fluid and, in practice, even in the absence of the holes 15, the fluid leaks between the turns of the rolled tube 14 In this way, the fluid pressure equilibrium on both sides of the coating tube 14 which is therefore not subjected to a large internal load, the pressure of the fluid prevailing inside the tube being supported by the carcass 11 of reinforced rubber. In the case of a rapid drop in the pressure inside the pipe, the holes 15 allow the fluid outside the coating tube 14 to return to the tube lumen, thereby rapidly balancing the differential pressure and prevents the

tube de revêtement d'imploser.coating tube to implode.

Un tuyau sous-marin tel que décrit ci-dessus est généralement conçu pour être utilisé à une profondeur 30 de 250 m ( 25 105 Pa) avec une pression interne de l'ordre de 350 10 Pa Pour un tel tuyau, par exemple de 100 mm de diamètre, le tube 14 de revêtement est formé d'une bande d'acier inoxydable de 1 mm d'épaisseur, présentant des trous de 2 mm de diamètre à intervalles de 50 mm 35 sur sa longueur On obtient ainsi un tube 14 à bande enroulée capable de supporter une pression externe d'envion 30 105 Pa et une pression interne d'environ ron 30 10 Pa et une pression interne d'environ 17,3 10 Pa Le tube 14 est capable de s'allonger axialement jusqu'à environ 15 % La carcasse 11 en caoutchouc est renforcée comme nécessaire pour supporter la pression An underwater pipe as described above is generally designed to be used at a depth of 250 m (25 105 Pa) with an internal pressure of the order of 350 10 Pa For such a pipe, for example 100 mm diameter, the tube 14 of coating is formed of a 1 mm thick stainless steel strip having holes 2 mm in diameter at intervals of 50 mm along its length. Thus, a tube 14 is obtained. wound strip capable of withstanding an external pressure of about 105 Pa and an internal pressure of about 10 Pa and an internal pressure of about 17.3 Pa. The tube 14 is able to extend axially up to approximately 15% Rubber carcass 11 is reinforced as needed to withstand the pressure

interne pour laquelle le tuyau est conçu. internal for which the pipe is designed.

Pour fabriquer le tuyau sous-marin décrit To make the described underwater pipe

ci-dessus, on rảlise d'abord par poinçonnage les trous 15 dans le tronçon approprié 16 de la bande métallique. above, the holes 15 in the appropriate section 16 of the metal strip are first punched.

Puis cette dernière est pliée suivant la section demandée et est enroulée en hélice sur un mandrinafin que les bords 10 en butée des spires adjacentes s'enclenchent les uns avec les autres pour former le tube 14 à bande enroulée imbriquée La carcasse 11 de caoutchouc armé est ensuite formée autour du tube 14, par application de couches de caoutchouc non vulcanisé et de couches 12, 13 d'arma15 ture, puis elle est moulée et vulcanisée de manière classique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au tuyau décrit et représenté Then the latter is folded according to the requested section and is wound helically on a mandrinafin that the edges 10 abutting adjacent turns engage with each other to form the tube nested wound tape 14 The carcass 11 of reinforced rubber is then formed around the tube 14, by application of uncured rubber layers and armor layers 12, 13, and then molded and vulcanized in a conventional manner. It goes without saying that many modifications can be made to the pipe described and shown

sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.

Claims

A hose comprising an armature elastomer carcass and a liner tube defining the interior lumen of the pipe, characterized in that the liner tube (14) is formed of a helically wound band whose edges are shaped to interlocking with each other, the coating tube (14) being perforated at spaced points (15)

on its length.

2 hose according to claim 1, characterized in that the coating tube (14)

consists of a metal band.

Flexible hose according to one of claims 1 and 2, characterized in that the coating tube (14) can be axially extended.

4 Hose according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the covering tube (14) has single overlapping engagement portions

5 Hose according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the covering tube (14) has double overlapping engagement portions, the edges of the turns

adjacent ones being totally nested with each other.

Flexible hose according to claim 1, characterized in that the strip has an "S" configuration.

Flexible hose according to one of the claims

and 6, characterized in that the perforations (15) 30 are formed in the wall defining the internal diameter

of the coating tube (14).

Flexible hose according to claim 7, characterized in that the perforations (15) are located so as not to be plugged by overlapping portions of the rolled tube when said tube

is halfway to its full extension position.

9 Hose according to any one of

of the preceding claims, characterized in that the perforations (15) are spaced helically on the

length of the coating tube (14).

Flexible hose according to claim 5, characterized in that the perforations (15) are

placed at 50 mm intervals along the helically wound strip forming the coating tube (14).

11 Hose according to any one of

of the preceding claims, characterized in that the perforations (15) have a diameter of the order of

2 mm. 12 Flexible hose according to any one of

of the preceding claims, characterized in that the carcass (11) of elastomer is armed with elements (12, 15 13) armature wound helically.

13 Flexible pipe according to any one

of the preceding claims, characterized in that the carcass (11) of elastomer comprises elements

longitudinal reinforcement.