FR2570466A1 - Joint tournant multiconduits a moyens flexibles et glissants associes - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN JOINT TOURNANT MULTICONDUITS POUR LE TRANSFERT SEPARE ET SIMULTANE D'UNE PLURALITE DE FLUIDES ENTRE UN PREMIER ET UN SECOND GROUPEMENT DE CONDUITS CORRESPONDANTS, LE SECOND GROUPEMENT DE CONDUITS TOURNANT PAR RAPPORT AU PREMIER. CE JOINT TOURNANT EST CARACTERISE EN CE QU'IL ASSOCIE, POUR ASSURER LA CONTINUITE DU CONFINEMENT DESDITS FLUIDES DURANT LA ROTATION, UNE PLURALITE DE GARNITURES D'ETANCHEITE A CONTACT GLISSANT 20 A 26 AVEC UN FAISCEAU DE CANAUX 43, 44 A ENVELOPPE DEFORMABLE, ADAPTE A CE QUE CETTE CONTINUITE DU CONFINEMENT S'OBTIENNE, D'UNE PART, POUR LES PIVOTEMENTS IMPORTANTS, NOTAMMENT CEUX DE PLUS D'UN TOUR, PAR GLISSEMENT DES GARNITURES D'ETANCHEITE ET, D'AUTRE PART, POUR LES PETITS MOUVEMENTS ANGULAIRES ALTERNATIFS, PAR LA SEULE DEFORMATION ELASTIQUE D'AU MOINS UNE ENVELOPPE DEFORMABLE 45, 51 DELIMITANT LESDITS CANAUX, DONT LA RAIDEUR EST TELLE, COMPAREE A L'EFFORT NECESSAIRE POUR PRODUIRE LE GLISSEMENT DESDITES GARNITURES, QUE LE SEUIL DE GLISSEMENT DE CELLES-CI NE SOIT PAS ATTEINT LORS DE CES PETITS MOUVEMENTS. L'INVENTION PEUT ETRE NOTAMMENT UTILISEE POUR LE TRANSFERT DE FLUIDES ENTRE UN NAVIRE-USINE ET UNE STRUCTURE MARINE SUR LAQUELLE LE NAVIRE EST AMARRE, DANS LE BUT DE REALISER DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE PETROLE A PARTIR DE GISEMENTS SOUS-MARINS.

Description

La présente invention concerne un joint tournant multiconduits pour le

transfert séparé et simultané d'une pluralité de fluides sous pression entre un premier et un second groupement, de conduits correspondants, le second de ces groupement de conduits tournant par rapport au premier. Un tel dispositif permet, par exemple, le transfert de plusieurs fluides différents à des pressions qui peuvent être différentes entre deux organes d'une machine tournant l'un par rapport à l'autre. Il est plus particulièrement adapté au transfert de fluides entre une installation marine utilisée pour la production de pétrole en mer à partir de têtes de puits sous-marines et une installation flottante qui assure le stockage et le traitement de cette production, sans que cette

application soit limitative.

L'installation marine peut être une bouée d'amarrage ancrée à une certaine distance des c6tes. Elle peut être aussi une tour ou une colonne oscillante fixée au fond de la mer. L'installation flottante est généralement un navire-réservoir et/ou un navire-usine. Pour permettre l'exploitation du pétrole recueilli à partir de puits sous-marins, il est nécessaire de faire transiter simultanément plusieurs fluides différents, par exemple du pétrole brut ou du gaz, de l'eau, de la boue de forage, de l'huile pour circuits hydrostatiques etc..., entre l'installation flottante et l'installation marine qui est reliée aux t9tes de puits sousmarines par des tuyauteries souples ou rigides. L'installation flottante, soumise à l'action du vent, des courants et de la houle, doit éviter autour de l'installation marine sur laquelle elle est amarrée. Pour assurer le maintien du confinement -2 des différents fluides à transférer au cours de ce mouvement d'évitement, il est donc nécessaire de disposer un joint tournant multiconduits au point d'amarrage de l'installation flottante sur

l'installation marine.

Les tuyauteries qui canalisent les différents fluides vers ce joint tournant peuvent être concentrées en deux groupements de conduits

coaxiaux qui correspondent et tournent l'un par rapport à- l'autre.

Elles peuvent être aussi groupées parallèlement entre elles en faisceaux ou disposées radialement autour de l'axe de rotation de

l'installation flottante par rapport à l'installation marine.

On connaît déjà des joints tournants multiconduits pour le transfert séparé et simultané d'une-pluralité de fluides sous pression entre deux groupements de conduits concentriques, disposés en faisceau ou disposés radialement, notamment pour le transfert de fluides entre une installation marine fixe et une installation flottante évitant autour de l'installation marine. Dans ces dispositifs, le maintien de la continuité du confinement durant la rotation est assuré uniquement par des garnitures d'étanchéité qui glissent sur leur portée d'appui. Or, les déplacements relatifs, statistiquement les plus fréquents, imposés à ces organes, qui résultent de l'action des élèments marins sur l'installation flottante, sont des petits mouvements angulaires alternatifs généralement inférieurs à + 10 . Les inversions fréquentes du sens du couple de frottement appliqué sur ces garnitures d'étanchéité constitue une difficulté pour la réalisation mécanique d'un joint fiable et endurant. De plus, ces petits mouvements, qui représentent 90 % de l'ensemble des mouvements, produisent une usure

rapide des garnitures.

C'est pourquoi la présente invention propose un dispositif qui n'impose le recours à des garnitures d'étanchéité à contact glissant que pour une faible partie des mouvements relatifs entre les deux parties du joint tournant, qui sont, soit des mouvements angulaires alternatifs supérieurs par exemple à + 10 , soit des pivotements de plus d'un tour,

ce qui ne représente en général que 10 % de l'ensemble des mouvements.

-3- A cet effet, la présente invention propose un joint tournant multiconduits pour le transfert séparé et simultané d'une pluralité de fluides entre un premier et un second groupements de conduits correspondants, le second de ces groupements tournant par rapport au premier, ledit joint associant, pour assurer la continuité du confinement desdits fluides durant la rotation, une pluralité de garnitures d'étanchéité à contact glissant avec un faisceau de canaux à enveloppe déformable, en étant adapté à ce que cette continuité du confinement s'obtienne, d'une part, pour les pivotements importants, notamment ceux de plus d'un tour, par glissement desdites garnitures d'étanchéité et, d'autre part, pour les petits mouvements angulaires alternatifs, par la seule déformation élastique d'au moins une enveloppe déformable délimitant lesdits canaux, dont la raideur est telle, comparée à l'effort nécessaire pour produire le glissement desdites garnitures d'étanchéité, que le seuil de glissement de

celles-ci ne soit pas atteint lors de ces petits mouvements.

Dans ce joint tournant multiconduits lesdites garnitures d'étanchéité assurent le confinement d'une pluralité de gorges annulaires coaxiales formées par l'association d'au moins deux brides perçées chacune d'une pluralité d'orifices débouchant dans lesdites gorges. Ces orifices mettent en communication chacune de ces gorges, d'une part directement avec un des conduits qui lui correspond du premier groupement et, d'autre part, avec un des conduits qui lui correspond du deuxième groupement, tournant par rapport au premier, par l'intermédiaire d'au

moins un canal à enveloppe déformable.

Ladite enveloppe déformable, délimitant le canal disposé dans l'axe de rotation dudit joint, peut être constituée par l'aboutement d'au moins deux viroles rigides coaxiales à l'aide d'un manchon extérieur relié à chacune desdites viroles rigides par une virole en matériau souple qui adhère sur ledit manchon et ladite virole rigide. Dans ce cas, la déformation de ladite enveloppe est obtenue en torsion, autour de l'axe dudit joint, par déformation en cisaillement dudit matériau souple

lui-même.

- 4- Chacun desdits canaux disposés en faisceaux peut aussi être délimité par une enveloppe déformable, constituée par l'aboutement, à chacune des extrémités d'un tube rigide, d'une bride à embout sphérique à l'aide d'un manchon comportant, d'une part, une virole rigide reliée audit tube par une virole en matériau souple adhérant à ladite virole rigide et audit tube et, d'autre part, une bague rigide, dont la cavité intérieure est sphérique, reliée audit embout par une coquille

sphérique en matériau souple adhérant audit embout et à ladite bague.

Dans ce cas, la déformation de ladite enveloppe est obtenue, d'une part, en flexion et torsion, par déformation en cisaillement du matériau souple desdites coquilles et, d'autre part, en élongation, par

la déformation en cisaillement du matériau souple desdites viroles.

Chacun desdits canaux disposés en faisceaux peut être aussi délimité par une enveloppe flexible constituée par l'empilage de rondelles en matériau rigide et de rondelles en matériau souple, chacune desdites rondelles en matériau souple étant interposée entre deux rondelles en matériau rigide sur lesquelles elle adhère. Dans ce cas, la déformation en flexion et torsion de ladite paroi est obtenue par la déformation en

cisaillement du matériau souple lui-meme desdites rondelles.

Une pluralité de canaux, disposés en faisceaux, peut être délimitée par une enveloppe déformable commune, constituée par l'empilage de disques en matériau rigide et de disques en matériau souple, chacun desdits disques en matériau souple étant interposé entre deux disques en matériau rigide sur lesquels il adhère, lesdits canaux traversant ledit empilage. Dans ce cas, la déformation en torsion de ladite enveloppe est obtenue par la déformation en cisaillement du matériau souple

lui-même desdits disques.

Chacun desdits canaux disposés en faisceaux peut âtre aussi délimité par une enveloppe flexible distincte constitutée par un tuyau en

matériau souple, éventuellement renforcé par une armature interne.

- 5 - Au moins un doigt d'entraînement, solidaire en rotation, soit de la bride coopérant avec les garnitures d'étanchéité, soit du groupement de conduits qui est prolongé par les faisceaux de canaux à enveloppe déformable, peut venir en contact, après une déformation ayant une amplitude au plus égale à l'amplitude maximale admissible de ladite enveloppe des canaux, avec au moins une butée d'appui dudit doigt, respectivement solidaire en rotation soit du groupement de conduits qui est prolongé par les faisceaux de canaux à enveloppe déformable, soit de la bride coopérant avec les garnitures d'étanchéité, pour transmettre directement le mouvement de rotation et provoquer le

glissement desdites garnitures.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à

la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de

réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe partielle, passant par l'axe de rotation, d'un premier exemple de réalisation d'un joint tournant assurant la continuité du confinement entre deux groupements de conduits coaxiaux de fluides sous pression, - la figure 2 est une vue en coupe partielle, passant par l'axe de rotation, d'un second exemple de réalisation d'un joint tournant assurant la continuité de confinement entre deux groupements de conduits coaxiaux, - la figure 3 est une vue en coupe, passant par l'axe de rotation, d'un troisième exemple de réalisation d'un joint tournant assurant la continuité de confinement entre un premier groupement de conduits disposés en faisceau et un second groupement de conduits disposés

radialement par rapport à l'axe de rotation.

La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de maintien de l'étanchéité entre deux groupements de conduits coaxiaux - 6 1 et 2 assurant le transfert de quatre fluides sous pression. A cet effet, le groupement 1 comprend un conduit central 3 et trois conduits annulaires 4, 5 et 6, et le groupement 2 comprend également un conduit central 7 et trois conduits annulaires 8, 9 et 10 qui correspondent aux conduits du groupement 1 et tournent par rapport à ceux-ci autour de l'axe 34. Les conduits du groupement 1 sont solidarisés entre eux par la bride commune 11 et ceux du groupement 2 par la bride commune 12. La rotation du groupement 2 par rapport au groupement 1, autour-de l'axe 34, est guidée principalement par le coussinet 13 porté par le carter 14 qui prolonge la bride 11. Une plaque 15, également guidée en rotation par rapport à la bride 1l par le coussinet 13, est associée à la bride 12 pour former une série de quatre gorges annulaires coaxiales 16, 17, 18 et 19. Chacune de ces gorges est confinée latéralement par des garnitures d'étanchéité. Ainsi la gorge 16 est confinée extérieurement par la garniture 20, la gorge 17 est confinée intérieurement par la garniture 21 et extérieurement par la garniture 22, la gorge 18 est confinée intérieurement par la garniture 23 et extérieurement par la garniture 24, et la gorge 19 est confinée intérieurement par la garniture 25 et extérieurement par la garniture 26. La bride 12 est percée d'une pluralité d'orifices qui débouchent dans lesdites gorges et mettent celles-ci en communication avec les conduits du groupement 2 qui leur correspondent. Ainsi le trou central 27 d'axe 34 met en communication le conduit central 7 avec la gorge 16, la série de trous tels que 28, percés le long d'une même circonférence de diamètre 29 et d'axe 34, met en communication le conduit annulaire 8 avec la gorge 17, la série de trous tels que 30, percés le long d'une même circonférence de diamètre 31, met en communication le conduit annulaire 9 avec la gorge 18 et la série de trous tels que 32, percés le long d'une même circonférence de diamètre 33, met en communication le conduit annulaire 10 avec la gorge 19. Une série d'orifices tels que , 36, 37 et 38 percés dans la plaque 15, et 39, 40, 41 et 42 percés dans la bride 11 correspondent aux orifices tels que 27, 28, 30 et 33

percés dans la bride 12.

-7- Ces orifices mettent en communication respectivement les conduits 3, 4, et 6 du groupement 1 avec les gorges 16, 17, 18 et 19 qui leur correspondent, par l'intermédiaire de canaux à enveloppe déformable

tels que 43 et 44.

Le canal 43, centré sur l'axe de rotation 34, comporte une enveloppe 45 déformable en torsion. Cette enveloppe résulte de l'aboutement d'au moins deux viroles rigides coaxiales 46 et 47 à l'aide d'un manchon extérieur rigide 48 relié à chacune desdites viroles rigides par une virole 49 (ou 50) en matériau élastiquement déformable qui adhère sur ledit manchon et ladite virole. La déformabilité en torsion de cette enveloppe est obtenue par déformation en cisaillement du matériau souple des viroles 49 et 50 qui peut par exemple être un élastomère ou

un polyamide.

Les canaux tels que 44, disposés sur une circonférence de diamètre 29, pour relier les orifices tels que 36 et 40, sur une circonférence de diamètre 31, pour relier les orifices tels que 37 et 41, et sur une circonférence de diamètre 33, pour relier les orifices tels que 38 et 42, comportent une enveloppe 51 déformable en flexion, torsion et élongation. Cette enveloppe est constituée en aboutant, à chaque extrémité d'un tube rigide 52, une bride à embout sphérique 53 (ou 53a) à l'aide d'un manchon 54 (ou 54a) comportant, d'une part, une virole rigide 55 (ou 55a) reliée au tube rigide 52 par une virole en matériau élastiquement déformable 56 (ou 56a) adhérant à la virole rigide 55 (ou a) et au tube rigide 52, et, d'autre part, une bague 57 (ou 57a), dont la cavité intérieure est sphérique, et qui est reliée à l'embout sphérique 53 (ou 53a) par une coquille sphérique en matériau souple 58

(ou 58a) adhérant à la fois sur cet embout et sur la bague 57 (ou 57a).

Le dispositif comprend également un doigt d'entraînement 59, solidaire en rotation du carter 14, lui-mme solidaire du groupement de conduits coaxiaux 1. Apres une déformation d'une amplitude au plus égale à l'amplitude maximale admissible des enveloppes déformables des canaux tels que 43 et 44, ce doigt d'entraînement vient en contact avec une

butée d'appui 60, obtenue par un encochage de la plaque 15.

Le fonctionnement de ce premier mode de réalisation du dispositif est indiqué ci-après. Lorsque les deux groupements de conduits coaxiaux 1 et 2 tournant l'un par rapport à l'autre, guidés entre autres par le coussinet 13. ne sont animés que de petits mouvements angulaires alternatifs, par exemple inférieurs à + 10 , la continuité du confinement s'obtient sans glissement des garnitures d'étanchéité 20 à 26 par rapport à leur portée d'appui sur la bride 12. Par contre, le déplacement relatif est absorbé dans ce cas par la déformation des enveloppes des canaux tels que 43 et 44. L'enveloppe du canal 43 se déforme en torsion autour de l'axe 34 grâce à la souplesse en cisaillement des viroles en matériau élastiquement déformable tels que 49 et 50. Les enveloppes des conduits tels que 44 se déforment, d'une part en flexion et torsion, grâce à la souplesse en cisaillement des coquilles sphériques en matériau élastiquement déformable tels que 58 et 58a- et, d'autre part en élongation grâce à la souplesse en cisaillement des viroles en matériau

élastiquement déformable, tels que 56 et 56a.

Lorsque les mouvements angulaires relatifs entre les deux groupements de conduits 1 et 2 deviennent supérieurs à + 10 par exemple, et à fortiori lorsque les pivotements dépassent un tour, la liberté de rotation s'obtient par le glissement des garnitures d'étanchéité 20 à 26 par rapport à leurs portées d'appui sur la bride 12. Le coefficient de frottement de ces garnitures sur leur portée est choisi à une valeur telle, comparée à la raideur en torsion des enveloppes déformables telles que 43 et 44, que ce glissement se produise avant que soit atteinte l'amplitude de déformation maximale admissible par ces enveloppes. Toutefois, par souci de sécurité, lorsque le mouvement angulaire relatif entre 1 et 2 dépasse par exemple 10 , le doigt d'entraînement 59 vient en contact avec la butée 60 et assure l'entraînement positif de la plaque 15 portant les garnitures 20 à 26, -9- par le groupement de conduits 1 prolongé à cet effet par le carter 14, qui transmet le couple da au frottement, préservant ainsi les

enveloppes déformables.

La figure 2 représente un second mode de réalisation d'un dispositif de maintien de l'étanchéité entre deux groupements de conduits coaxiaux 61 et 62 tournant l'un par rapport à l'autre, analogues aux conduits 1 et 2. Ce nouvel exemple de réalisation du dispositif comprend également une plaque 63 portant des garnitures d'étanchéité, telles que 64, qui confinent des gorges concentriques telles que 65. Un certain nombre d'orifices tels que 66, percés dans la bride 67 qui solidarise les conduits concentriques du groupement 62, mettent en communication ces différents conduits tels que 68 avec lesdites gorges qui leur correspondent. De même, un certain nombre d'orifices tels que 69 et 69a percés respectivement dans la plaque 63 et la bride 70 qui solidarise les conduits concentriques du groupement 61, mettent en communication ces différents conduits, tels que 71, avec lesdites gorges qui leur correspondent, par l'intermédiaire d'un certain nombre de canaux à

enveloppe déformable, tels que 72, 73, 74 et 75.

Dans ce mode de réalisation, les différents canaux tels que 72, 73, 74 et 75 ont une enveloppe déformable commune 76. Cette enveloppe est constituée par l'empilage de disques en matériau rigide tels que 77 et de disques en matériau souple tels que 78. Chacun des disques en matériau rigide est interposé entre deux disques en matériau souple sur lesquels il adhère. De même, les disques en matériau souple 79 et 80, situés aux extrémités de l'empilage, adhèrent respectivement avec la bride 70 et la plaque 63. Les différents canaux traversent complètement

cet empilage pour relier lesdits orifices tels que 69 et 69a.

Ce second mode de réalisation comprend également un doigt d'entratnement 81 solidaire en rotation du groupement de conduits 61 qui, après une déformation en torsion de l'enveloppe 76, d'une amplitude au plus égale à l'amplitude maximale qu'elle peut subir sans dommage, vient en contact, avec une butée d'appui 82, réalisée par un

encochage de la plaque 63.

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Le fonctionnement de ce second mode de réalisation du dispositif est tout à fait similaire au fonctionnement du premier mode précédemment décrit. Dans ce cas, la continuité du confinement s'obtient également pour les petits débattement angulaires, par exemple inférieurs à + 10 , sans glissement des garnitures d'étanchéité telles que 64, par la déformation en torsion de l'enveloppe unique 76 des différents canaux tels que 72, 73, 74 et 75, qui résulte de la déformation en cisaillement des disques en matériau souple tels que 78, la résistance à la pression étant obtenue par la rigidité des disques tels que 77 et l'étanchéité par l'adhérence, réalisée par exemple par collage, des disques rigides 77 sur les disques souples 78 qui peuvent être réalisés

par exemple en élastomère ou en polyamide.

La figure 3, représente un troisième mode de réalisation d'un dispositif de maintien de l'étanchéité entre deux groupements de conduits 83 et 84 disposés par exemple en faisceau, ou radialement par rapport à l'axe de rotation 93, et assurant le transfert de trois fluides sous pression. A cet effet, le groupement 83 comprend trois conduits 85, 86 et 87 qui correspondent respectivement aux trois conduits 88, 89 et 90 du groupement 84. Les conduits du groupement 83, solidarisés par la bride 91, tournent par rapport à ceux du groupement 84, solidarisés par la bride 92, autour de l'axe 93. Un carter 94 est associé à la bride 91 pour former une série de trois gorges annulaires coaxiales 95, 96 et 97. Chacune de ces gorges est confinée par des garnitures d'étanchéité. Ainsi, la gorge 95 est confinée par les garnitures 98 et 99, la gorge 96 est confinée par les

garnitures 100 et 101, et la gorge 97 par les garnitures 102 et 103.

La bride 91 est percée d'une pluralité d'orifices qui débouchent dans lesdites gorges et mettent en communication celles-ci avec les conduits du groupement 83 qui leur correspondent. Ainsi l'orifice 104 met en communication le conduit 85 avec la gorge 95, l'orifice 105 met en communication le conduit 86 avec la gorge 96, et l'orifice 106 met en communication le conduit 87 avec la gorge 97. Trois orifices 107, 108 et 109, sont percés dans le carter 94 respectivement dans le même plan

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que les orifices correspondant 104, 105, et 106 de la bride 91. Ces orifices mettent en communication respectivement les conduits 88, 89 et du groupement 84 avec les gorges 95, 96 et 97 par l'intermédiaire des canaux 110, 111 et 112 qui sont constitués, sur au moins une partie de leur longueur, par une enveloppe déformable. Dans l'exemple de réalisation représenté par la figure 3, cette enveloppe est constituée par un tube en matériau élastiquement déformable tel que 113, relié par exemple à la bride 92 et au carter 94 par des brides boulonnées ou soudées telles que 114, 115 ou 116. Le matériau élastiquement déformable constituant ces tubes, qui peut être par exemple un élastomère ou un polyamide, peut éventuellement être renforcé par une armature en fils résistants, rapportés par exemple par bobinage en hélice. Le dispositif comprend également un doigt d'entraînement 117 solidaire en rotation du carter 94, lui-même entraîné en rotation, sous l'effet de l'adhérence des garnitures 98 à 103, par la bride 91 qui solidarise les conduits du groupement 83. Après une déformation des enveloppes déformables des canaux 110, 111 et 112, telles que 113, d'une amplitude au plus égale à l'amplitude maximale admissible, ce doigt d'entrainement vient en contact avec une butée d'appui 118 en forme de fourchette, rapportée, par exemple par soudage, sur la bride 92 qui

solidarise les conduits du groupement 84.

Le fonctionnement de ce troisième mode de réalisation du dispositif est

le suivant.

Lorsque les deux groupements de conduits coaxiaux 83 et 84, tournant l'un par rapport à l'autre autour de l'axe 93, ne sont animés que de petits mouvements angulaires alternatifs, par exemple inférieurs à , la continuité du confinement s'obtient sans glissement des garnitures d'étanchéité 98 à 103 par rapport à leur portée d'appui sur le carter 94, le déplacement relatif étant absorbé dans ce cas par la déformation des enveloppes, telles que 113, des canaux tels que 110, 111 et 112. Ces enveloppes, grâce à la souplesse en cisaillement et en

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extension du matériau souple qui les compose, et éventuellement grâce à celle de l'armature bobinée en hélice qui renforce ce matériau, se

déforme en torsion, flexion et extension.

Au cours de ces petits mouvements, la bride 92 peut avantageusement être guidée en rotation par rapport au carter 94 par les deux butées élastiques 119 et 120 qui à cet effet sont déformables en torsion autour de l'axe 93 et peuvent transmettre des charges axiales, comme par exemple la masse de la partie supérieure du joint tournant reposant sur la bride 92 et la poussée due aux pressions internes dans les conduits tels que 110, 111 et 112. Ces butées élastiques peuvent être réalisées avantageusement par l'empilage de rondelles en matériau élastiquement déformable, telles que 121, et de rondelles rigides, par exemple réalisées en acier, telles que 122, chaque rondelle rigide étant interposée entre deux -rondelles en matériau élastiquement déformable, par exemple réalisés en élastomère, sur lesquelles elle adhère. Lorsque les mouvements angulaires relatifs entre les deux groupements de conduits 83 et 84 deviennent supérieurs à + 10 par exemple, et à fortiori lorsque les pivotements dépassent un tour, la liberté de rotation s'obtient par le glissement des garnitures d'étanchéité 98 à 103 par rapport à leur portée d'appui sur le carter 94. Le coefficient de frottement de ces garnitures sur leur portée est choisi à une valeur telle, comparée à la raideur en torsion des enveloppes déformables telles que 110, 111, 112, que ce glissement se produise avant que soit atteinte l'amplitude de déformation maximale admissible par ces enveloppes. Toutefois, par mesure- de sécurité, lorsque le mouvement angulaire relatif entre 83 et 84 dépasse par exemple 10 , le doigt d'entraînement 117 vient en contact avec la butée 118 et assure l'entraînement positif du carter 94 par le groupement de conduits 84, ce qui provoque le glissement de ce carter 94 par rapport à la bride

91, préservant ainsi les enveloppes déformables.

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Il est évident que dans ce dernier mode de réalisation du dispositif, on peut, sans sortir du domaine de l'invention, remplacer les enveloppes déformables 113 des conduits 110, 111 et 112 par des enveloppes déformables telles que 43 et 44 illustrées par la figure 1, ou par une enveloppe commune aux trois conduits du type de l'enveloppe

76 illustrée par la figure 2.

Les avantages de la présente invention résultent essentiellement de la possibilité de réaliser des joints tournants multiconduits bien adaptés au transfert de fluides entre deux organes animés d'un mouvement de rotation l'un par rapport à l'autre, qui résulte notamment de l'action des éléments marins et qui doivent fonctionner sans entretien, ni réparation ou remplacement d'organes pendant plusieurs années d'utilisation en mer. Cette possibilité est offerte grâce à l'utilisation adéquate d'éléments de tuyauterie déformables qui absorbent sans usure et avec une grande endurance en fatigue les petits mouvements angulaires alternatifs statistiquement les plus fréquents (estimés à 90 % des mouvements) et qui réduisent ainsi le recours au glissement des garnitures d'étanchéité, plus vulnérable à l'usure et à la fatigue, au minimum de mouvements de rotation pour lesquels elles

sont indispensables.

le joint tournant multiconduits selon l'invention s'applique au transfert simultané de plusieurs fluides sous pression entre deux organes animés l'un par rapport à l'autre le plus souvent de mouvements alternatifs de faible amplitude et de grande fréquence, et par

intermittence d'un mouvement de rotation de plus d'un tour.

Il est plus particulièrement adapté au transfert de fluides entre une installation flottante, telle qu'un navire-réservoir ou un navire-usine, et une installation marine, telle qu'une colonne oscillante ou une bouée ancrée, sur laquelle l'installation flottante est amarrée, dans le but de réaliser des installations de production de

pétrole à partir d'un gisement sous-marin.

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Claims (8)

REVENDICATIONS

1) Joint tournant multiconduits pour le transfert séparé et simultané d'une pluralité de fluides entre un premier (1) et un second groupements de conduits (2) correspondants, le second de ces groupements tournant par rapport au premier, caractérisé en ce que ledit joint associe, pour assurer la continuité du confinement desdits fluides durant la rotation, une pluralité de garnitures d'étanchéité à contact glissant (20 à 26) avec un faisceau de canaux (43, 44) à enveloppe déformable, en étant adapté à ce que cette continuité du confinement s'obtienne, d'une part, pour les pivotements importants, notamment ceux de plus d'un tour, par glissement desdites garnitures d'étanchéité et, d'autre part, pour les petits mouvements angulaires alternatifs, par la seule déformation élastique d'au moins une enveloppe déformable (45, 51), délimitant lesdits canaux, dont la raideur est telle, comparée à l'effort nécessaire pour produire le glissement desdites garnitures d'étanchéité, que le seuil de glissement de celles-ci ne soit pas

atteint lors de ces petits mouvements.

2) Joint tournant multiconduits selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites garnitures d'étanchéité (20 à 26) assurent le confinement d'une pluralité de gorges annulaires coaxiales (16 à 19) formées par l'association d'au moins deux brides (12) et (15) percées chacune d'une pluralité d'orifices (27, 28, 30, 32, 35, 36, 37, 38) débouchant dans lesdites gorges et mettant en communication chacune de celles-ci, d'une part, directement avec un desdits conduits (7 à 10) qui lui correspond du premier groupement (2) et, d'autre part, avec un desdits conduits (3 à 6) qui lui correspond du deuxième groupement (1) tournant par rapport au premier, par l'intermédiaire d'au moins un canal à enveloppe déformable (43 ou

44).

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3) Joint tournant multiconduits selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que ladite enveloppe déformable (45), délimitant le canal (43) disposé dans l'axe de rotation (34) dudit joint, est constituée par l'aboutement d'au moins deux viroles rigides coaxiales (46 et 47) à l'aide d'un manchon extérieur (48) relié à chacune desdites viroles rigides par une virole en matériau souple (49) ou (50) qui adhère au manchon et à ladite virole rigide, la déformation de ladite enveloppe étant obtenue en torsion, autour de l'axe (34) dudit joint, par déformation en cisaillemraent dudit

matériau souple lui-même constituant ladite virole.

4) Joint tournant multiconduits selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que chacun desdits canaux (44) disposés en faisceaux est délimité par une enveloppe déformable distincte (51) constituée par l'aboutement, à chacune des extrémités d'un tube rigide (52), d'une bride à embout sphérique (53) à l'aide d'un manchon (54) comportant, d'une part, une virole rigide (55) reliée audit tube par une virole en matériau souple (56) adhérant à ladite virole rigide et audit tube et, d'autre part, une bague rigide (57), dont la cavité intérieure est sphérique, cette bague étant reliée audit embout par une coquille sphérique en matériau souple (58) adhérant audit embout et à ladite bague, la déformation de ladite enveloppe étant obtenue, d'une part, en flexion et torsion par déformation en cisaillement du matériau souple lui-même constituant lesdites coquilles et, d'autre part, en élongation par la déformation en cisaillement du matériau souple lui-meme

constituant lesdites viroles.

) Joint tournant multiconduits selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que chacun desdits canaux disposés en faisceaux (110, 111, 112) est délimité par une enveloppe flexible distincte (113) constituee par un tuyau en matériau souple, éventuellement

renforcé par une armature.

6) Joint tournant multiconduits selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun desdits canaux disposes en faisceaux est délimité

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par une enveloppe flexible distincte constituée par l'empilage de rondelles en matériau rigide et de rondelles en matériau souple, chacune desdites rondelles en matériau souple étant interposée entre deux rondelles en matériau rigide sur lesquelles elle adhère, la déformation en flexion et torsion de ladite paroi étant obtenue par la déformation en cisaillement du matériau souple lui-même

constituant lesdites rondelles.

7) Joint tournant multiconduits selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce qu'une pluralité de canaux précités (72, 73, 74, ), disposés en faisceaux, sont délimités par une enveloppe déformable commune (76), constituée par l'empilage de disques en matériau rigide (77) et de disques en matériau souple (78), chacun desdits disques en matériau souple étant interposé entre deux disques en matériau rigide auxquels il adhère, lesdits canaux traversant ledit empilage et la déformation en torsion de ladite enveloppe étant obtenue par la déformation en cisaillement du

matériau souple lui-même constituant lesdits disques.

8) Joint tournant multiconduits selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce qu'au moins un doigt d'entraînement (59) solidaire en rotation, soit de la bride (15) coopérant avec lesdites garnitures d'étanchéité, soit dudit groupement de conduits (1) qui est prolongé par lesdits faisceaux de canaux à enveloppe déformable (43, 44), vient en contact, après une déformation ayant une amplitude au plus égale à l'amplitude maximale admissible par ladite enveloppe desdits canaux, avec au moins une butée d'appui (60) dudit doigt, respectivement solidaire en rotation, soit dudit groupement de conduits (1) qui est prolongé par lesdits faisceaux de canaux à enveloppe déformable (43, 44), soit de la bride (15) coopérant avec lesdites garnitures d'étanchéité (20 à 26), pour transmettre directement le mouvement de rotation et provoquer le glissement

desdites garnitures.