FR2946082A1

FR2946082A1 - Colonne montante avec conduites auxiliaires ajustables.

Info

Publication number: FR2946082A1
Application number: FR0902624A
Authority: FR
Inventors: Gerard Papon; Emmanuel Persent
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-03
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: MY158324A; NO340061B1; US8616286B2; FR2946082B1; US20100300699A1; BRPI1001399A2; NO20100773L

Abstract

Le tronçon de colonne montante comporte un tube principal 22 et des éléments de conduite auxiliaire 23 disposés parallèlement au tube 22. Les extrémités du tube principal comportent des connecteurs 20a et 20b qui permettent de transmettre des efforts longitudinaux. Les extrémités des éléments de conduite auxiliaire 23 comportent des connecteurs 20c et 20d. Les éléments de conduite auxiliaire 23 sont composés de deux parties 23a et 23b assemblées par un dispositif de réglage 23c ou 30 qui permet d'ajuster la longueur axiale de chacun des éléments de conduite auxiliaire.

Description

La présente invention a trait au domaine du forage et de l'exploitation pétrolière de gisement en mer très profonde. Elle concerne un élément de colonne montante (couramment appelée "riser") comprenant au moins une conduite, ou ligne auxiliaire rigide, c'est-à-dire qui puisse transmettre des efforts de tension entre la tête et le pied de la colonne montante.

Une colonne montante de forage est constituée par un ensemble d'éléments tubulaires de longueur généralement comprise entre 15 et 25 m assemblés par des connecteurs. Le poids de la colonne supporté par une plateforme en mer peut être très important, ce qui impose des moyens de suspension de très forte capacité en surface et des dimensions adaptées pour le tube principal et les raccords de liaison. Jusqu'à présent, les conduites auxiliaires : "kilt line", "choke line", "booster line" et "hydraulic line" sont disposées autour du tube principal et comportent des raccords emboîtables fixés sur les connecteurs des éléments de riser d'une manière telle que ces lignes haute pression peuvent admettre un déplacement relatif longitudinal entre deux éléments de lignes successifs, toutefois sans possibilité de déboîtement. Du fait de ce montage coulissant d'un élément dans l'autre, les lignes destinées à permettre la circulation à haute pression d'un effluent venant du puits ou de la surface ne peuvent pas participer à la résistance mécanique longitudinale de la structure constituée par l'ensemble de la colonne montante. Or, dans l'optique de forer à des profondeurs d'eau pouvant atteindre 3500 m ou plus, le poids mort des conduites auxiliaires devient très pénalisant. Ce phénomène est aggravé par le fait que pour une même pression maximale de service, la longueur de ces conduites impose un diamètre intérieur plus grand compte tenu de la nécessité de limiter les pertes de charge. Le document FR 2 891 579 propose de faire participer les conduites auxiliaires "kïll line", "choke fine", "booster line" ou "hydraulic line" à la résistance mécanique longitudinale de la colonne montante. Selon ce document, les tubes composant une conduite auxiliaire sont assemblés bout à bout par des liaisons rigides qui permettent de transmettre des efforts longitudinaux entre deux tubes. Ainsi, la conduite auxiliaire forme un assemblage rigide qui offre l'avantage de transmettre des efforts entre la tête et le pied de la colonne montante. Une difficulté de réalisation de la colonne montante selon le document FR 2 891 579 se situe au niveau de l'assemblage de deux tronçons Ti et T2 de colonne montante représenté par la figure 1. Lors de l'installation d'une colonne montante en mer, on assemble bout à bout le tronçon T1 au tronçon T2 de la colonne montante. Pour réaliser la connexion, il faut que le connecteur Cl du tube principal TB, respectivement les moyens de fixation C2 et C3 de chacun des tubes de conduite auxiliaire TA, coïncident exactement avec le connecteur Cl', respectivement avec les moyens de fixation C2' et C3', du tronçon à connecter. Or les tolérances de fabrication des tubes de la conduite principale ou des conduites auxiliaires peuvent être de plusieurs centimètres sur des tubes de 15 à 25 mètres de long. De plus, les soudures réalisées entre les moyens de connexion et les tubes peuvent augmenter la différence de longueur entre les différents tubes d'un tronçon de colonne montante. Par exemple, sur la figure 1, le connecteur Cl' et les moyens de fixation C2' et C3' sont alignés dans le plan P'. Par contre le connecteur C2 est en retrait d'une distance axiale Dl par rapport au plan P du connecteur Cl et le connecteur C3 avance d'une distance axiale D2 par rapport au plan P. En conséquence, lors de la connexion du tronçon T1 au tronçon T2, alors que le moyen de fixation C3 sera en butée dans C3', le connecteur Cl ne sera que partiellement emboité dans le connecteur Cl' et le moyen de fixation C2 ne pourra pas coopérer avec le moyen C2'. Les décalages de la position axiale des connecteurs dus aux différences de longueurs des tubes peuvent rendre la connexion impossible.

La présente invention propose de munir au moins un des tubes composant les conduites auxiliaires de moyens de réglage pour ajuster la longueur axiale du tube afin de pouvoir réaliser la connexion des tubes entre deux 30 tronçons de colonne montante.

De manière générale, l'invention concerne un tronçon de colonne montante comportant un tube principal, au moins un élément de conduite auxiliaire disposé sensiblement parallèlement audit tube. Le tube principal comportent des moyens de connexion qui permettent de transmettre des efforts longitudinaux et l'élément de conduite auxiliaire comportent des moyens de raccordement. Le tronçon de colonne montante est caractérisé par le fait que l'élément de conduite auxiliaire est composé de deux parties assemblées par un dispositif de réglage qui permet de modifier la longueur axiale mesurée entre les extrémités dudit élément de conduite auxiliaire.

Selon l'invention, le dispositif de réglage peut comporter un système vis-écrou. Par exemple, un écrou prend appui sur un épaulement pratiqué sur l'une des deux parties de l'élément de conduite auxiliaire et l'écrou est vissé sur un filetage pratiqué sur l'autre partie de l'élément de conduite auxiliaire. De plus, un moyen de verrouillage peut bloquer en rotation l'écrou. Le dispositif de réglage peut comporter un embout mâle et un embout femelle, l'embout mâle peut coopérer avec l'embout femelle de manière à réaliser une connexion étanche entre les deux tronçons de tube. Alternativement, le dispositif de réglage peut comporter un manchon comportant un premier taraudage qui coopère avec un premier filetage pratiqué sur l'une des deux parties de l'élément de conduite auxiliaire, le manchon comportant un deuxième taraudage qui coopère avec un deuxième filetage pratiqué sur l'autre partie de l'élément de conduite auxiliaire, le premier filetage étant en sens inverse du deuxième filetage. Un moyen de verrouillage peut bloquer en rotation le manchon. Des moyens d'étanchéité peuvent être disposés entre les parties de l'élément de conduite auxiliaire et le manchon. L'élément de conduite auxiliaire peut être lié solidairement au tube principal. Les moyens de connexion peuvent consister en un système de 30 verrouillage à baïonnette.

Les moyens de raccordement peuvent permettent de transmettre des efforts longitudinaux. Les moyens de raccordement peuvent être choisis parmi le groupe constitué par un système de verrouillage à baïonnette, un système de vissage, un système de verrouillage "à chiens". Alternativement, les moyens de raccordement peuvent comporter un embout mâle et un embout femelle, l'embout mâle étant adapté à coulisser dans l'embout femelle. Les moyens de connexion peuvent comporter un premier élément de verrouillage par rotation, les moyens de raccordement peuvent comporter un deuxième élément de verrouillage par rotation, et la rotation du premier élément de verrouillage peut entraîner la rotation du deuxième élément de verrouillage. Le système de verrouillage à baïonnette peut comporter un élément tubulaire mâle et un élément tubulaire femelle s'emboîtant l'un dans l'autre et ayant un épaulement axial pour positionner longitudinalement l'élément tubulaire mâle par rapport à l'élément femelle, une bague de verrouillage montée mobile en rotation sur l'un des éléments tubulaires, la bague comportant des tenons qui coopèrent avec les tenons de l'autre élément tubulaire pour former un assemblage à baïonnette.

Le tube principal peut être un tube en acier fretté par des rubans composites. L'élément de conduite auxiliaire peut être composés de tubes en acier frettés par des rubans composites. Lesdits rubans composites peuvent comporter des fibres de verre, de carbone ou d'aramide, enrobées dans une matrice polymère. Alternativement l'élément de conduite auxiliaire peut être composé d'un matériau choisi dans la liste constitué d'un matériau composite comportant des fibres de renfort enrobés dans une matrice polymère, un alliage d'aluminium, un alliage de titane.

L'invention concerne également une colonne montante comportant au moins deux tronçons de colonne montante selon l'invention décrit ci-dessus. Les tronçons sont assemblés bout à bout. Un élément de conduite auxiliaire d'un tronçon peut transmettre des efforts longitudinaux à l'élément de conduite auxiliaire de l'autre tronçon auquel il est assemblé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels : la figure 1 schématise deux tronçons de colonne montante en cours d'assemblage, la figure 2 schématise une colonne montante, la figure 3 représente en détail un tronçon de colonne montante selon l'invention, la figure 4 représente une variante de réalisation d'un système d'assemblage de deux portions tubulaires selon l'invention, la figure 5 représente en détail un système de verrouillage centralisé des connecteurs d'un tronçon de colonne montante selon l'invention.

La figure 2 schématise une colonne montante 1 installée en mer, destinée à forer un puits P pour exploiter le gisement G. La colonne montante 1 prolonge le 20 puits P et s'étend depuis la tête de puits 3 jusqu'au support flottant 2, par exemple une plateforme flottante, une barge ou un bateau. La tête de puits 3 est munie d'obturateurs couramment nommés "B.O.P." ou "Blow Out Preventer".

La colonne montante schématisée par la figure 2 comporte un tube 25 principal 4 et des lignes auxiliaires 7. En référence à la figure 2, des conduites auxiliaires 7 sont disposées en parallèle et à la périphérie du tube principal 4 formé par l'assemblage de tubes. Les conduites auxiliaires dénommées "kilt line" et "choke line" sont utilisées pour circuler des fluides entre le puits et la surface, ou inversement, lorsque les BOP 30 sont fermés afin de permettre notamment le déroulement des procédures de contrôle des venues de fluides sous pression dans le puits. La conduite auxiliaire dénommée "booster line" permet d'injecter de la boue au niveau du pied de la colonne montante. La (ou les) conduite(s) auxiliaire(s) dénommée(s) "hydraulic line(s)" permet(tent) de transférer un fluide sous pression pour commander les obturateurs "B.O.P." de la tête de puits.

Les conduites auxiliaires sont constituées de plusieurs tronçons de tubes 7 attachés aux éléments de tube principal et assemblés au niveau des connecteurs 5. En partie inférieure, la colonne montante 1 est connectée à la tête de puits 3 par l'intermédiaire du "L.M.R.P." ou "Lower Marine Riser Package" 8. La liaison entre le moyen de connexion 8 et la colonne montante peut comporter une articulation, couramment nommée "bail joint" ou "flex joint", qui permet un débattement angulaire de plusieurs degrés. En partie supérieure, la colonne montante 1 est accrochée au support flottant 2 par un système de tensioneurs 9, par exemple constitué d'un ensemble de vérins hydrauliques, d'accumulateurs oléo-pneumatiques, de câbles de transfert et de poulies de renvoi. La continuité hydraulique de la colonne montante 1 jusqu'au plancher de forage s'effectue grâce à un système de tubes coulissants 10, couramment nommé "slip joint", et par une articulation 11 qui autorise un débattement angulaire de plusieurs degrés. Des flotteurs 12 réalisés sous forme de modules de mousse syntactique ou d'autres matériaux de densité inférieure à celle de l'eau de mer sont attachés au tube principal 4. Les flotteurs 12 permettent d'alléger la colonne montante 1 lorsqu'elle est immergée et de réduire la tension qu'il est nécessaire d'appliquer en tête du riser au moyen des tensioneurs. Le tube principal, ainsi que chacune des lignes auxiliaires 7 sont connectés à la tête de puits 3 par les connecteurs 8 et au système de tubes coulissants 10 par les connecteurs 13, les connecteurs 13 et 8 transmettant les efforts longitudinaux depuis les tensioneurs solidaires du support flottant jusqu'à la tête de puits en transitant par la colonne montante. Les moyens de connexion 5 permettent de réaliser des liaisons rigides entre les éléments de la colonne montante. Les moyens 5 permettent de réaliser une liaison rigide entre deux éléments de tube principal. Ainsi, le tube principal forme un assemblage mécaniquement rigide qui supporte les efforts longitudinaux entre la tête de puits 3 et le support flottant 2. De plus, les moyens 5 peuvent permettent de réaliser une liaison rigide entre deux éléments d'une conduite auxiliaire. Dans ce cas, chacune des conduites auxiliaires 7 forme séparément un assemblage d'éléments mécaniquement rigide qui supporte également les efforts longitudinaux entre la tête de puits 3 et le support flottant 2. Par conséquent, les efforts longitudinaux appliqués à la colonne montante sont répartis entre le tube principal 4 et les différentes conduites auxiliaires 7. Alternativement, les moyens 5 permettent de réaliser une liaison étanche entre deux tubes de conduite auxiliaire, cependant les moyens 5 ne transmettent pas d'efforts longitudinaux entre deux tubes de conduite auxiliaire. En outre, chacun des éléments d'une conduite auxiliaire 7 est fixé solidairement au tube principal 4 par les moyens de fixation 6 situés en général au niveau des connecteurs 5. Ces moyens de fixation permettent de positionner les tubes auxiliaires par rapport au tube principal de manière à fixer la position axiale et radiale des connecteurs. De plus les moyens 6 peuvent être adaptés à répartir ou à équilibrer les efforts entre les différentes conduites auxiliaires et le tube principal, notamment si les déformations entre les conduites auxiliaires et le tube principal ne sont pas égales, par exemple en cas de variation de pression et de température entre les différentes lignes.

La figure 3 représente un tronçon d'une colonne montante ou "riser". Le tronçon est muni, à une de ses extrémités, de moyens de connexion 20 et, à l'autre extrémité, de moyens de connexion 21. Pour former une colonne montante, on assemble bout à bout plusieurs tronçons en faisant coopérer les moyens de connexion 20 d'un tronçon avec les moyens de connexion 21 d'un autre tronçon. Le tronçon de colonne montante comporte un élément de tube principal 22 dont l'axe AA' constitue l'axe de la colonne montante. Les conduites auxiliaires, sont disposées parallèlement à l'axe AA' de la colonne de façon à être intégrées au tube principal. Les références 23 désignent les éléments unitaires des conduites auxiliaires. Un élément 23 désigne l'ensemble constitué de la portion tubulaire comprise entre deux connecteurs 20c et 20d, ainsi que les deux connecteurs 20c et 20d. Les éléments 23 ont des longueurs sensiblement égales à la longueur de l'élément de tube principal 22. Il y a au moins un élément 23 disposé à la périphérie du tube principal 22. S'il y a plusieurs éléments 23, il est souhaitable de les disposer autour du tube 22 de manière à équilibrer le transfert de charge de la colonne. Les moyens de connexion 20 et 21 sont composés de plusieurs connecteurs : l'élément 22 de tube principal, ainsi que chacun des éléments 23 de conduite auxiliaire sont chacun pourvus d'un connecteur mécanique. Ces connecteurs mécaniques peuvent transmettre des efforts longitudinaux d'un élément à un autre. Par exemple, les connecteurs peuvent être du type de ceux décrits dans les documents FR 2 432 672, FR 2 464 426 et FR 2 526 517. Ces connecteurs permettent d'assembler deux tronçons de tube. En référence à la figure 3, un connecteur du tube principal, respectivement un connecteur de conduite auxiliaire, comporte un élément tubulaire mâle 20a, respectivement 20c, et un élément tubulaire femelle 20b, respectivement 20d, s'emboîtant l'un dans l'autre et ayant un épaulement axial pour positionner longitudinalement l'élément tubulaire mâle par rapport à l'élément femelle. Chacun des connecteurs comporte en outre une bague de verrouillage montée mobile en rotation sur l'un des éléments tubulaires. La bague comporte des tenons qui coopèrent avec les tenons de l'autre élément tubulaire pour former un assemblage à baïonnette. La bague 20e du connecteur du tube principal est montée en rotation sur l'élément tubulaire mâle 20a et coopère avec les tenons d'un élément tubulaire femelle 20b d'un autre tronçon de colonne montante. La bague 20f est montée en rotation sur l'élément tubulaire mâle 20c et coopère avec les tenons d'un élément tubulaire femelle 20d d'un autre tronçon de colonne montante. Alternativement, les connecteurs mécaniques des éléments de conduite auxiliaire 23 peuvent également être des assemblages classiques par vissage et boulonnage. Ces connecteurs peuvent également être des connecteurs "à chien", c'est-à-dire à l'aide de verrous radiaux. Les connecteur des élément de conduite auxiliaire 23 peuvent également être un embout mâle qui coulisse dans un embout femelle, par exemple tel que décrit dans les documents FR 2 799 789 et FR 2 925 105. Ce type de connecteur permet de réaliser une liaison étanche, sans transmettre d'effort longitudinaux d'un élément 23 à un autre élément 23.

Selon l'invention, un élément de conduite auxiliaire 23 est réalisé en deux parties qui sont assemblées par un dispositif réglable 23c ou 30. Par exemple, l'élément 23 est composé de deux tronçons de tube 23a et 23b et le dispositif 23c permet d'ajuster la longueur axiale de l'ensemble unitaire 23. En d'autres termes, le dispositif 23c permet d'ajuster la longueur de l'ensemble 23 mesuré entre les extrémités des connecteurs 20c et 20d. En référence à la figure 3, le dispositif 23c est composé d'un embout femelle 28 soudé à la partie de tube 23a et d'un embout mâle 26 soudé à la partie tubulaire 23b. L'embout femelle 28 coopère avec l'embout mâle 26 de manière à réaliser une connexion étanche entre le tube 23a et 23b. Des joints disposés dans les rainures annulaires pratiquées dans l'élément femelle 28 permettent de garantir l'étanchéité de la liaison. De plus, un écrou 27 est vissé sur l'embout 28 et prend appui sur un épaulement axial pratiqué sur l'embout 26 de manière à réaliser une connexion rigide apte à transmettre des efforts de tension longitudinale, c'est à dire dans la direction de l'axe AA'. Les efforts de tension longitudinale appliquée à l'élément unitaire 23 sont transmis de la partie 23a à la partie 23b via le dispositif 23c. Le système vis-écrou réalisé par les pièces 27 et 28 permet d'ajuster la longueur axiale de l'élément unitaire 23. En effet, en vissant plus ou moins l'écrou 27, on augmente ou on diminue l'écartement selon l'axe AA' des pièces 26 et 28 et, ainsi, on augmente ou on raccourcit la longueur de l'élément unitaire 23. Lorsque l'on a ajusté la longueur de l'élément unitaire 23 par rotation de l'écrou 27, on peut visser le contre-écrou 27b sur l'embout 28. Le contre-écrou 27b en butée contre l'écrou 27 permet de bloquer en rotation l'écrou 27 par rapport à l'embout 28 et, donc, de bloquer la position de la pièce 28 par rapport à la pièce 26.

Alternativement, on peut utiliser le dispositif 30 pour assembler les deux parties de l'élément 23 et ajuster la longueur de l'ensemble unitaire 23. Le dispositif 30 représenté en détail par la figure 4 est composé des embouts tubulaire 31 et 32 qui sont assemblés par le manchon tubulaire 33. L'embout 31 est solidaire de la partie de tube 23a, par exemple par soudage. L'embout 32 est solidaire de la partie de tube 23b, par exemple par soudage. L'embout 31 comporte une partie filetée 34 sur sa surface extérieure, par exemple un filetage à gauche. L'embout 32 comporte une partie filetée 35 sur sa surface extérieure, le sens du filetage étant opposé à celui pratiqué sur l'embout 31, par exemple un filetage à droite. Les deux extrémités du manchon 33 sont taraudés pour former des filets de sens opposés qui coopèrent respectivement avec les filetages de l'embout 31 et de l'embout 32. On visse les embouts 31 et 32 dans chacune des extrémités du manchon 33 pour assembler les deux parties de tubes 23a et 23b afin de former une conduite étanche entre les deux extrémités du tube 23. La rotation du manchon 33 autour de l'axe du tube 23 selon un sens déterminé permet de visser les embouts 31 et 32 dans le manchon en rapprochant les éléments 23a et 23b. La rotation du manchon dans le sens inverse permet d'écarter les éléments 23a et 23b. Ainsi, on peut augmenter ou raccourcir la longueur de l'élément unitaire 23, c'est à dire la longueur axiale mesuré entre les extrémités des deux connecteurs de l'élément 23. On peut disposer des joints d'étanchéités 36 entre les espaces annulaires situés entre l'embout 31 et le manchon 33 et entre l'embout 32 et le manchon 33. Un collier de serrage 29 permet de bloquer en rotation le manchon 33. Le collier 29 est solidaire du tube principal 22. Lorsque la longueur de l'ensemble 23 est ajustée par rotation du manchon 33, on ressert le collier 29 sur le manchon 33. Ainsi le manchon 33 est bloqué en rotation par rapport au tube 22 et, donc, la position de l'embout 31 est figée par rapport à celle de l'embout 32. De plus, le collier de serrage 29 permet de guider les portions de tube 23a et 23b lors de l'opération d'assemblage et d'ajustement de l'ensemble unitaire 23.

Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif réglable 23c ou 30 peut être situé à différentes position axiale sur l'élément unitaire 23. En particulier, le dispositif 23c ou 30 peut être disposé à l'une des extrémités de l'élément 23, par exemple entre le tube et l'élément mâle du connecteur 20d ou entre le tube et l'élément femelle 20c du connecteur.

Pour simplifier l'assemblage des tronçons de la colonne montante, les moyens de connexion 20 et 21 sont pourvus d'un système de verrouillage qui permet de verrouiller les différents connecteurs par l'actionnement d'une seule pièce. En référence à la figure 5, d'une part, la périphérie de la bague de verrouillage 20e du connecteur 20a du tube principal 22 est munie d'une couronne dentée 40. D'autre part, les bagues de verrouillage 20f de chacun des connecteurs 20c des éléments 23 de conduite auxiliaire sont munies de secteurs dentés 41 qui coopèrent avec la couronne dentée 40 du connecteur du tube principal 22. Ainsi, lorsque l'on fait tourner la bague 20f du connecteur du tube principal autour de l'axe AA', la couronne dentée 40 engraine chacun des secteurs dentés 41 et, donc, provoque la rotation de chacune des bagues 20f des connecteurs des éléments 23 de conduites auxiliaires. La couronne dentée 40 peut être manoeuvrée au moyen des barres de préhension 42 qui peuvent être escamotables. Ce système de verrouillage simultané du connecteur du tube 22 avec les connecteurs des éléments 23 peut être appliqué à tout type de connecteur qui met en oeuvre un verrouillage par rotation. De plus, l'élément 23 de conduite auxiliaire peut être solidairement lié au tube principal 22. En d'autres termes, le tronçon de colonne montante comporte des moyens de fixation 6 représentés par la figure 2 qui permet de fixer mécaniquement l'élément 23 de ligne auxiliaire au tube principal 22. Les moyens de fixation 6 positionnent et solidarisent l'élément 23 sur le tube 22. Par exemple, en référence à la figure 3, les moyens de fixation 6 comportent les plaques 24 et 25. Les plaques 24 et 25 montées solidairement à chacune des extrémités du tube principal 22 au niveau des éléments de connecteur 20a et 20b. Les extrémités des tubes auxiliaires comportent des rainures au niveau des éléments de connecteur 20c et 20d qui s'insèrent dans des évidements pratiqués à la périphérie des plaques 24 et 25.

En outre, pour pouvoir réaliser des colonnes montantes pouvant opérer à des profondeurs allant jusqu'à 3500 m et plus, on utilise des éléments de tubes métalliques de résistance optimisée par un frettage en matériau composite composé de fibres enrobées de matrice polymère. Une technique de frettage de tubes peut être celle qui consiste à enrouler sous tension des rubans en matériau composite autour d'un corps tubulaire en métal, décrite dans les document FR 2 828 121, FR 2 828 262, US 4 514 254. Les rubans sont constitués de fibres, par exemple fibres de verre, de carbone ou d'aramide, les fibres étant enrobées dans une matrice polymère, thermoplastique ou thermodurcissable, telle qu'un polyamide. On peut également utiliser une technique connue sous le nom d'auto-frettage qui consiste à créer la contrainte de frettage lors d'une épreuve hydraulique du tube à une pression provoquant le dépassement de la limite élastique dans le corps métallique. En d'autres termes, on enroule des rubans en matériau composite autour du corps tubulaire en métal. Lors de l'opération d'enroulement, les rubans n'induisent pas de contrainte ou n'induisent qu'une très faible contrainte dans le tube métallique. Puis, on applique une pression déterminée à l'intérieur du corps en métal de sorte que le corps métallique se déforme de manière plastique. Après retour à la pression nulle, il subsiste des contraintes résiduelles de compression dans le corps en métal et des contraintes de traction dans les rubans en matériau composite. L'épaisseur de matériau composite enroulé autour du corps tubulaire en métal, de préférence en acier, est déterminée en fonction de la précontrainte de frettage nécessaire pour que le tube résiste, selon les règles de l'art, aux efforts de pression et de tension.

Selon un autre mode de réalisation, les tubes 23 formant les conduites auxiliaires peuvent être composés d'un alliage d'aluminium. Par exemple, on peut employer les alliages d'aluminium référencés 1050 1100 2014 2024 3003 5052 6063 6082 5083 5086 6061 6013 7050 7075 7055 par I'ASTM (American Standard for Testing and Material) ou les alliages d'aluminium commercialisés sous les références C405 CU31 C555 CU92 C805 C855 C70H par la société ALCOA. Alternativement, les tubes 23 formant les conduites auxiliaires peuvent être composés en matériau composite constitué de fibres enrobés dans une matrice polymère. Les fibres peuvent être des fibres de carbone, de verre, d'aramide. La matrice polymère peut être en matériau thermoplastique tel que le polyéthylène, le polyamide (notamment le PA11, le PA6, le PA6-6 ou le PAl2), le polyétheréthercétone (PEEK), ou le polyfluorure de vinylidène (PVDF). La matrice polymère peut également être en matériau thermodurcissable tel que les époxys. Alternativement, les tubes 23 formant les conduites auxiliaires peuvent être composés d'un alliage de titane. Par exemple, on peut utiliser un alliage de titane Ti-6-4 (alliage comportant, en pourcent du poids, au moins 85% de titane, environ 6% d'aluminium et 4% de vanadium) ou l'alliage Ti-6-6-2 comportant en, pourcent du poids, environ 6% d'aluminium, 6% de vanadium et 2% d'étain et au moins 80% de titane.

Claims

REVENDICATIONS1) Tronçon de colonne montante comportant un tube principal, au moins un élément de conduite auxiliaire disposé sensiblement parallèlement audit tube, le tube principal comportant des moyens de connexion qui permettent de transmettre des efforts longitudinaux et l'élément de conduite auxiliaire comportant des moyens de raccordement, caractérisé en ce que l'élément de conduite auxiliaire est composé de deux parties assemblées par un dispositif de réglage qui permet de modifier la longueur axiale mesurée entre les extrémités dudit élément de conduite auxiliaire.
2) Tronçon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de 15 réglage comporte un système vis-écrou.
3) Tronçon selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un écrou prend appui sur un épaulement pratiqué sur l'une des deux parties de l'élément de conduite auxiliaire et en ce que l'écrou est vissé sur un filetage pratiqué sur l'autre 20 partie de l'élément de conduite auxiliaire.
4) Tronçon selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un moyen de verrouillage bloque en rotation l'écrou. 25
5) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de réglage comporte un embout mâle et un embout femelle, l'embout mâle coopérant avec l'embout femelle de manière à réaliser une connexion étanche entre les deux tronçons de tube. 30
6) Tronçon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage comporte un manchon comportant un premier taraudage qui coopèreavec un premier filetage pratiqué sur l'un des deux parties de l'élément de conduite auxiliaire, le manchon comportant un deuxième taraudage qui coopère avec un deuxième filetage pratiqué sur l'autre partie de l'élément de conduite auxiliaire, le premier filetage étant en sens inverse du deuxième filetage.
7) Tronçon selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un moyen de verrouillage bloque en rotation le manchon.
8) Tronçon selon l'une des revendication 6 et 7, caractérisé en ce que des 10 moyens d'étanchéité sont disposés entre les parties de l'élément de conduite auxiliaire et le manchon.
9) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'élément de conduite auxiliaire est lié solidairement au tube principal.
10) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de connexion consistent en un système de verrouillage à baïonnette.
11) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens 20 de raccordement permettent de transmettre des efforts longitudinaux et sont choisis parmi le groupe constitué par un système de verrouillage à baïonnette, un système de vissage, un système de connecteur "à chiens".
12) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens 25 de raccordement comportent un embout mâle et un embout femelle, l'embout mâle étant adapté à coulisser dans l'embout femelle.
13) Tronçon selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel les moyens de connexion comportent un premier élément de verrouillage par rotation, dans 30 lequel les moyens de raccordement comportent un deuxième élément de 15verrouillage par rotation, et dans lequel la rotation du premier élément de verrouillage entraîne la rotation du deuxième élément de verrouillage.
14) Tronçon de colonne montante selon l'une des revendications 10 et 11, dans lequel le système de verrouillage à baïonnette comporte un élément tubulaire mâle et un élément tubulaire femelle s'emboîtant l'un dans l'autre et ayant un épaulement axial pour positionner longitudinalement l'élément tubulaire mâle par rapport à l'élément femelle, une bague de verrouillage montée mobile en rotation sur l'un des éléments tubulaires, la bague comportant des tenons qui coopèrent avec les tenons de l'autre élément tubulaire pour former un assemblage à baïonnette.
15) Tronçon de colonne montante selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel au moins l'un des éléments choisi dans le groupe constitué du tube principal et de l'élément de conduite auxiliaire comporte un tube en acier fretté par des rubans composites.
16) Tronçon de colonne montante selon la revendication 15, dans lequel lesdits rubans composites comportent des fibres de verre, de carbone ou 20 d'aramide, enrobées dans une matrice polymère.
17) Tronçon de colonne montante selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel l'élément de conduite auxiliaire est composé d'un matériau choisi dans la liste constituée d'un matériau composite comportant des fibres de renfort 25 enrobés dans une matrice polymère, un alliage d'aluminium, un alliage de titane.
18) Colonne montante comportant au moins deux tronçons de colonne montante selon l'une des revendications 1 à 17, assemblés bout à bout, dans laquelle un élément de conduite auxiliaire d'un tronçon transmet des efforts 30 longitudinaux à l'élément de conduite auxiliaire de l'autre tronçon auquel il est assemblé.