FR2972311A1 - Coupleur annulaire pour composant de garniture de forage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une paire de coupleurs HF à contact ou capacitifs pour composants de garnitures de forage. Chacun des premier et second coupleurs comprend un conducteur central, un conducteur supplémentaire et un organe diélectrique annulaire. L'organe diélectrique est disposé entre lesdits conducteurs. Lesdits conducteurs sont isolés l'un de l'autre. Le conducteur supplémentaire comprend deux surfaces de contact électrique. Le conducteur central comprend une surface de contact électrique ou d'électrode. Les conducteurs centraux des premier et second coupleurs sont en interaction électrique, à l'état couplé. Les conducteurs supplémentaires des premier et second coupleurs sont en contact électrique, à l'état couplé. Les conducteurs supplémentaires entourent les conducteurs centraux. Les conducteurs supplémentaires forment, à l'état monté, un blindage pour les conducteurs centraux.

Description

VAM DRILLING 105 FRD 1

Coupleur annulaire pour composant de garniture de forage.

L'invention relève du domaine de la recherche et de l'exploitation de gisements pétroliers ou gaziers. On y utilise des trains de tiges de forage rotatifs constitués de composants tubulaires tels que des tiges de forage standards et éventuellement lourdes et d'autres éléments tubulaires. On utilise ici l'expression «tige de forage », même s'il s'agit en faites d'un tube, pour le passage de boues sous pression, afin d'actionner un trépan de forage en fond de puits. Le train de tige de forage ou « drill string » peut être rotatif par rapport au cuvelage ou « casing » du puits.

L'invention concerne plus particulièrement un coupleur pour composant tubulaire câblé. De tels coupleurs peuvent permettre de transmettre des informations d'une extrémité d'un composant à l'extrémité d'un autre composant. Pour mieux appréhender les événements se produisant au fond du trou, les ensembles de fond de trou, à proximité du trépan peuvent être munis d'instruments de mesure. Les données mesurées sont communiquées en surface pour être exploitées. Le transfert des données est généralement assuré par un câble de communication logé dans une ligne de communication le long des composants et par l'interaction d'organes de transmission ou coupleurs entre deux composants successifs au niveau de leurs extrémités respectives. Les transmissions par contact connues sont sujettes à usure et ne peuvent garantir une longévité suffisante à l'usage. L'usage de ces dispositifs est sensible aux importantes déformations des composants tubulaires en fonctionnement. Les composants subissent, notamment au niveau de leurs jonctions mutuelles, des dilatations, tractions, compressions, flexions, torsions et/ou vibrations. L'invention vient améliorer la situation.

La paire de premier et second coupleurs à contact pour composants de garnitures de forage peut être HF. Chacun des premier et second coupleurs comprend un conducteur central, un conducteur supplémentaire et un organe diélectrique. L'organe diélectrique est annulaire et disposé entre lesdits conducteurs central et supplémentaire. Lesdits conducteurs central et supplémentaire sont isolés l'un de l'autre. Le conducteur supplémentaire comprend deux surfaces de contact électrique. Le conducteur central comprend une surface de contact électrique. Les conducteurs centraux des premier et second coupleurs sont en contact électrique, à l'état couplé. Les conducteurs supplémentaires des premier et second coupleurs sont en contact électrique, à l'état couplé. Les conducteurs supplémentaires entourent les conducteurs centraux. Les conducteurs supplémentaires forment, à l'état monté, un blindage pour les conducteurs centraux. Les conducteurs supplémentaires améliorent le confinement du champ électrique dans la structure. Une paire de premier et second coupleurs HF capacitifs peut être prévue pour des composants de garnitures de forage, chacun des premier et second coupleurs comprenant un conducteur central, un conducteur supplémentaire et un organe diélectrique annulaire disposé entre le conducteur central et le conducteur supplémentaire, le conducteur central et le conducteur supplémentaire étant isolés l'un de l'autre, le conducteur supplémentaire comprenant deux surfaces de contact électrique, le conducteur central comprenant une surface d'électrode, chacun des conducteurs centraux des premier et second coupleurs étant en interaction électrique à distance, à l'état couplé, chacun des conducteurs supplémentaires des premier et second coupleurs étant en contact électrique, à l'état couplé, les conducteurs supplémentaires entourant les conducteurs centraux, les conducteurs supplémentaires formant, à l'état monté, un blindage pour les conducteurs centraux. Les coupleurs annulaires à l'état couplés peuvent former un câble coaxial en forme de tore de révolution, par exemple de tore ou de forme générée par une ellipse ou un rectangle. On étend au niveau des connections de deux composants d'un train de tige, des caractéristiques électromagnétiques de câble coaxial. Le blindage peut être électromagnétique. On préserve au moins partiellement la qualité de la transmission des parasites présents au niveau d'une connexion. Le blindage peut présenter une périphérie sensiblement rectangulaire en coupe axiale.

Le conducteur central peut présenter deux faces axiales, intérieure et extérieure. La distance entre lesdites deux faces axiales ou épaisseur radiale peut être de l'ordre de 10 à 40% de la distance entre les autres faces, joignant les faces axiales. Le conducteur central peut présenter une section transversale en T. Le T comprend une traverse orientée radialement et un pied orienté axialement. La traverse peut être d'épaisseur inférieure à l'épaisseur du pied. Le conducteur central peut comprendre une couche métallisée annulaire. La couche métallisée peut former une surface de contact électrique ou une surface d'électrode. Dans le cas de coupleurs capacitifs, les surfaces d'électrode sont séparées par au moins un élément diélectrique. L'élément diélectrique peut comprendre un anneau comprenant du zircone ou du PEEK. L'élément diélectrique peut supporter une couche métallisée, par exemple d'épaisseur comprise entre 10 et 100 micromètres.

Le profil des conducteurs supplémentaires, en coupe dans un plan longitudinal, peut présenter une forme de U. Le contact des extrémités des branches du U lors de l'assemblage de deux coupleurs complémentaires forme une section sensiblement circulaire et diminuant les pertes en transmission. Le profil des conducteurs supplémentaires en coupe dans un plan longitudinal, 10 à l'état couplé, peut être fermé. Le blindage formé par le conducteur supplémentaire autour du conducteur central est amélioré. Le profil des organes diélectriques, en coupe dans un plan longitudinal, peut présenter une forme de U. Les organes diélectriques s'adaptent par correspondance de formes des deux conducteurs. Les organes diélectriques peuvent présenter une épaisseur 15 constante en coupe axiale. Le profil des organes diélectriques en coupe dans un plan longitudinal, à l'état couplé, peut être fermé. L'isolation entre les deux conducteurs est alors améliorée. Les conducteurs supplémentaires peuvent être chacun entouré d'un support isolant laissant libre une surface annulaire de couplage. Les conducteurs 20 supplémentaires sont isolés électriquement de leur environnement. Le support isolant peut présenter une structure déformable et comprendre un matériau déformable et, du moins une structure et un matériau où la déformation est prépondérante devant la réduction de volume. Le support isolant absorbe ainsi au moins partiellement les déformations au vissage et au serrage et les vibrations en 25 fonctionnement. L'un au moins des coupleurs de la paire de coupleurs peut comprendre en outre au moins un joint annulaire disposé au moins partiellement dans une cavité, la cavité étant formé par le retrait axial de l'organe diélectrique par rapport aux conducteurs central et supplémentaire. 30 Le dispositif et le procédé de montage permettent de préserver l'interaction entre deux organes de transmission disposés respectivement sur un premier et un second composant. La transmission d'information entre le fond de trou et la surface est donc facilitée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de deux composants tubulaires, la figure 2 est une demi-vue de détail en coupe d'un connecteur, la figure 3 est une demi-vue de détail en coupe d'une jonction entre des connecteurs selon une variante de deux composants tubulaires, les coupleurs n'ayant pas été représentés, la figure 4 est une vue en perspective d'un coupleur annulaire, la figure 5 est une vue en perspective d'un coupleur annulaire selon une orientation opposée à la figure 4, la figure 6 est une vue en perspective d'une coupe longitudinale d'une paire de coupleurs couplés, la figure 7 est une vue en détail de la figure 6, la figure 8 est une demi-vue schématique et en coupe longitudinale, d'une paire de coupleurs situés en vis-à-vis, la figure 9 est une demi-vue schématique et en coupe longitudinale de la paire de coupleurs de la figure 8 à l'état couplé, - la figure 10 est une demi-vue correspondant à la figure 3 dans laquelle a été représenté une paire de coupleurs montés et couplés, - la figure 11 est une vue en détail de la figure 6, - la figure 12 est une vue, en coupe longitudinale et passant par les raccordements, des deux coupleurs de la figure 11 situés en vis-à-vis, la figure 13 est une vue schématique d'un coupleur, la figure 14 est une demi-vue schématique et en coupe longitudinale d'un coupleur, la figure 15 est une vue correspondant à la figure 8 d'une paire de coupleurs capacitifs, la figure 16 est une vue d'une variante de la figure 15, et la figure 17 est une vue d'une variante de la figure 8.

Les dessins annexés sont en partie au moins de caractère certain, et pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Une garniture de forage peut comprendre une pluralité de tiges, notamment de tiges standard obtenues par assemblage par soudure d'un premier connecteur (ou zone d'extrémité mâle/femelle), d'un tube de grande longueur et d'un second connecteur (ou zone d'extrémité femelle/mâle) du côté opposé au premier connecteur pour former par assemblage des joints filetés tubulaires étanches, et éventuellement des tiges lourdes. Une tige peut être d'un type parmi plusieurs selon la spécification API 7 de l'American Petroleum Institute ou selon des dessins propres au fabriquant. La tige de forage peut être du type décrit dans des documents US 6 670 880, US 6 717 501, US 2005/0115717, US 2005/0092499, US 2006/0225926, FR 2 883 915, FR 2 936 554 ou encore FR 2 940 816. Dans ce qui suit, on entend par « sensiblement » la prise en compte des tolérances usuelles du domaine technique considéré. Dans ce qui suit, on utilise les termes « à l'état monté » dans le sens « les éléments constituant le premier composant sont montés ensembles et prêts à être assemblés avec un second composant ». Dans ce qui suit, on utilise le terme « couplé » dans le sens « en interaction avec des éléments complémentaires d'un second composant similaire au premier », les coupleurs étant par principe destinés à être utilisés par paire et les composants assemblés à d'autres. On entend ici par « haute-fréquence », ou « HF », des fréquences supérieures ou égales à 100 kHz. Le connecteur mâle de la tige de forage comprend un filetage mâle ménagé sur une surface extérieure, par exemple sensiblement tronconique. Le connecteur mâle comprend également un alésage, une surface extérieure, une surface annulaire, par exemple sensiblement radiale, entre le filetage mâle et la surface extérieure, et une surface d'extrémité, par exemple sensiblement radiale. L'alésage et la surface extérieure peuvent présenter des formes cylindriques de révolution et être concentriques. La zone d'extrémité mâle se raccorde au corps tubulaire ou partie centrale par une surface intérieure sensiblement tronconique et une surface extérieure sensiblement tronconique. L'alésage de la partie centrale peut présenter un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage du tronçon mâle et du tronçon femelle. Le diamètre extérieur de la partie centrale peut être inférieur au diamètre de la face extérieure du connecteur mâle et du connecteur femelle. Le connecteur femelle comprend des surfaces intérieures au moins en partie complémentaires aux surfaces du connecteur mâle en vue de son vissage avec un connecteur mâle semblable d'un autre composant tubulaire de garniture de forage.

Lors du creusement d'un puits de forage, une garniture de forage est suspendue dans le puits. La garniture de forage est composée de composants tubulaires assemblés les uns à la suite des autres et comprend un ensemble de fond de trou. Un composant peut comprendre des capteurs de mesure, par exemple de pression, de température, de contrainte, d'inclinaison, de résistivité, etc. La garniture de forage peut comprendre des tubes de longueur standard, par exemple 10 mètres, et des composants d' instrumentation. Un système de câblage peut être utilisé pour former un lien de communication d'un connecteur à l'autre d'un composant, cf. US 2006/0225926. Les deux connecteurs d'un composant de forage peuvent chacun être équipé d'un organe de transmission ou coupleur. Les coupleurs d'un composant sont reliés par un câblage, sensiblement sur la longueur du composant. Un câble est disposé dans une gaine ou tube de protection, l'ensemble étant appelé ligne de communication. La ligne de communication est en général insérée dans un trou ménagé dans l'épaisseur des connecteurs du composant. Dans une partie centrale du composant, la ligne de communication est disposée dans l'alésage dudit composant en raison de l'épaisseur plus faible de la paroi de la partie centrale par rapport à l'épaisseur des parois des connecteurs. Le dispositif permet d'améliorer la tenue dans le temps de la transmission de données d'un composant à l'autre. Le coupleur du composant de garniture de forage est amélioré, présente une moindre usure, notamment lors de sollicitations mécaniques intenses de la garniture de forage, en traction, en compression, en torsion et/ou en flambage, et ce, sous des pressions variées tant internes qu'externes, des températures variées, des vibrations et des chocs. Le coupleur assure une meilleure qualité et un meilleur débit de transmission de données. Le dispositif peut être adaptable sur des composants tubulaires existants par 30 une intervention réalisable en maintenance.

L'aménagement d'un logement dans des zones, non critiques mécaniquement pour le tube primaire, peut dispenser de tests de certification et/ou de conformité coûteux. Par exemple, l'intégrité des surfaces d'étanchéité est préservée. Le composant tubulaire 1 de garniture de forage comprend un premier connecteur 2, un deuxième connecteur 3 et une partie centrale 9 s'étendant selon un axe principal X1, cf. figure 1. Le composant tubulaire 1 est de structure et de matériau étanches. Le sous-ensemble formé par les connecteurs 2, 3, et la partie centrale 9 est appelé, ici, tube primaire 15. On désigne par plan longitudinal, un plan comprenant l'axe principal Xl du composant 1. On désigne par plan radial, un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe principal Xl du composant 1. Ladite partie centrale 9 est de forme allongée sur une longueur allant de 5 à 15 mètres pour des composants longs, par exemple tige de forage, et de 1 à 5 mètres pour des composants courts, par exemple des inserts d'usure utilisés en tête de puits. Le diamètre intérieur et le diamètre extérieur peuvent varier ou être constants selon la direction axiale principale Xl. Les épaisseurs peuvent varier. L'alésage peut être constant. Le diamètre intérieur peut être par exemple de 100 à 400 mm et le diamètre extérieur peut être de 130 à 500 mm. La partie centrale 9 est en acier. La partie centrale 9 peut comprendre un alliage d'aluminium, du titane ou un composite comprenant un polymère chargé de fibres de renforcement. La partie centrale 9 peut être un tube obtenu par une technique de coulée continue. Le tube primaire 15 peut être le résultat d'un soudage par friction de chacun des connecteurs 2, 3 de part et d'autre du tube formant la partie centrale 9. Les extrémités de la partie centrale 9 peuvent être rengraissées de manière à agrandir la surface radiale de soudure. Ledit rengraissage peut être effectué du côté extérieur de la paroi formant la partie centrale 9, laissant un alésage de diamètre constant. Ici, le connecteur 2 est mâle et le connecteur 3 est femelle. Le premier connecteur 2 peut être femelle. Le deuxième connecteur 3 peut être mâle. Dans le mode représenté dans la figure 1, le composant 1 de gauche comprend un connecteur 2 mâle. Le composant 1 de droite comprend un connecteur 3 femelle.

Ceci convient pour un assemblage d'une garniture de forage comprenant une succession de composants 1 du type mâle-femelle ou intégraux. Dans un autre mode, les tubes primaires 15 peuvent être de deux types distincts assemblés alternativement et répétitivement le long d'une garniture de forage, un composant comportant deux extrémités mâles puis un manchon comportant deux extrémités femelles. Ceci convient pour un assemblage de la garniture de forage comprenant une succession de composants de type mâle-mâle et femelle-femelle.

Les premier et deuxième connecteurs 2, 3 sont en acier. Les premier et deuxième connecteurs 2, 3 sont généralement de forme tubulaire. Les premier et deuxième connecteurs 2, 3 sont fixés de part et d'autre de la partie centrale 9. Lesdits connecteurs 2, 3 ont un diamètre extérieur supérieur à celui de la partie centrale 9 par exemple de 110 à 130 %. Lesdits connecteurs 2, 3 ont un diamètre intérieur inférieur à celui de la partie centrale 9, par exemple de 90 à 95 %. Les surfaces extérieures 2a, 3a des connecteurs 2, 3 comprennent un épaulement tronconique 16. L'épaulement tronconique 16 est situé axialement du côté de la partie centrale 9. L'épaulement tronconique 16 est situé entre la surface extérieure de grand diamètre 2a, 3a du connecteur 2, 3 et la surface extérieure de petit diamètre de la partie centrale 9.

L'épaisseur de la paroi constituant les connecteurs 2, 3 est généralement sensiblement supérieure à celle de la paroi constituant la partie centrale 9. Cette surépaisseur autorise des usinages supplémentaires. Le connecteur 2 comprend un filetage mâle 12, dans sa surface extérieure 2a, du côté axialement opposé à la partie centrale 9. Le connecteur 3 comprend un filetage femelle 13, dans sa surface intérieure, du côté axialement opposé à la partie centrale 9. En variante, le diamètre intérieur des connecteurs 2, 3 peut être légèrement supérieur à celui de la partie centrale 9. Les connecteurs mâle/femelle 2, 3, et plus particulièrement leur filetage mâle/femelle 12, 13 respectifs, sont adaptés pour interagir par vissage avec un connecteur femelle/mâle 3, 2 d'un second composant tubulaire 1 compatible destiné à être fixé au premier composant 1 pour former une garniture de forage. Le connecteur mâle/femelle 2, 3 comprend généralement un épaulement 17 apte à interagir avec un autre épaulement 17 du connecteur femelle/mâle 3, 2 correspondant du second composant tubulaire 1 complémentaire, par exemple pour stopper le vissage. L'épaulement 17 peut être une surface annulaire d'étanchéité.

Le premier connecteur 2 du composant tubulaire 1 comprend une rainure annulaire 23, cf. figure 2. La rainure annulaire 23 est sensiblement circulaire d'axe sensiblement confondu avec l'axe principal Xl du composant tubulaire 1. La rainure annulaire 23 est ménagée à partir de l'épaulement 17. Dans les modes représentés, les composants tubulaires 1 comprennent des rainures annulaires 23 sur chacun de leurs connecteurs 2, 3. La rainure annulaire 23 comprend une surface de fond 24. La rainure annulaire 23 comprend une surface latérale intérieure 25. La rainure annulaire 23 comprend une surface latérale extérieure 26. Le sous-ensemble comprenant la surface de fond 24, la surface latérale intérieure 25 et la surface latérale extérieure 26 forment un cylindre 22. La rainure annulaire 23 désigne l'espace ouvert du cylindre 22. La rainure annulaire 23 peut être délimitée par le cylindre 22 et un plan contenant l'épaulement 17.

Le composant tubulaire 1 comprend un canal 21, cf. figure 2. Le canal 21 comprend une première embouchure 21a et une seconde embouchure 21b. Le canal 21 est disposé dans le premier connecteur 2 du composant 1. La première embouchure 21a du canal 21 communique avec la rainure annulaire 23. La seconde embouchure 21b du canal 21 communique hors de la rainure annulaire 23. La seconde embouchure 21b du canal 21 peut être située dans l'alésage du composant tubulaire 1. Selon une option non représentée, la seconde embouchure 21b du canal 21 peut déboucher à la surface extérieure 2a du connecteur 2. La première embouchure 21a du canal 21 peut déboucher dans la surface latérale intérieure 25. Le canal 21 met en communication fluidique la rainure annulaire 23 et un volume situé à l'extérieur de la rainure annulaire 23.

Autrement dit, le canal 21 maintient l'équi-pression entre la rainure annulaire 23 et un volume extérieur à la rainure annulaire 23, en fonctionnement. Le canal 21, et plus précisément sa première embouchure 21a sont agencés de manière à rester débouchant dans la rainure annulaire 23, en fonctionnement. En fonctionnement, l'embouchure 21a est libre. Le canal 21 est, ici, sensiblement radial dans le composant 1. L'embouchure 21a du canal 21 est voisine de la surface de fond 24. Le composant 1 peut comprendre une multiplicité de canaux 21. Selon un mode, la première embouchure 21a du canal 21 peut déboucher dans la surface de fond 24, cf. figures 3 et 10. Le canal 21 est alors en partie longitudinal. La surface de fond 24 est sensiblement perpendiculaire à l'axe principal Xl du composant tubulaire 1. La surface de fond 24 est en forme de couronne. La surface de fond 24 peut être plane ou tronconique. La surface de fond 24 peut comprendre un sillon dans lequel est disposée l'embouchure 21a du canal 21. Le sillon peut être de section rectangulaire. La surface latérale intérieure 25 est une surface de révolution ayant pour axe central un axe sensiblement confondu avec l'axe principal Xl. La surface latérale intérieure 25 prend la forme d'un tronçon de cylindre ayant pour axe l'axe principal Xl. Le rayon dudit tronçon de cylindre est celui du plus petit rayon de la rainure annulaire 23. La surface latérale intérieure 25 peut s'étendre sensiblement perpendiculairement à la surface de fond 24. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale intérieure 25 est à angle droit. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale intérieure 25 peut être aigu ou obtus. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale intérieure 25 peut comprendre un congé de raccordement. La surface latérale intérieure 25 peut être tronconique. La surface latérale intérieure 25 peut comprendre des reliefs de retenue du coupleur 40. La surface latérale extérieure 26 est une surface de révolution ayant pour axe central un axe sensiblement confondu avec l'axe principal Xl. La surface latérale extérieure 26 prend la forme d'un tronçon de cylindre ayant pour axe l'axe principal X1. Le rayon dudit tronçon de cylindre est celui du plus grand rayon de la rainure annulaire 23. La surface latérale extérieure 26 peut s'étendre sensiblement perpendiculairement à la surface de fond 24. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale extérieure 26 est à angle droit. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale extérieure 26 peut être aigu ou obtus. Le raccord entre la surface de fond 24 et la surface latérale extérieure 26 peut comprendre un congé de raccordement. La surface latérale extérieure 26 peut être tronconique. La surface latérale extérieure 26 peut comprendre des reliefs de retenue d'un coupleur 40.

On emploie les termes « intérieur » et « extérieur » car le rayon de révolution de la surface latérale extérieure 26 est strictement supérieur au rayon de révolution de la surface latérale intérieure 25. Les deux surfaces latérales 25, 26 de la rainure annulaire 23 sont orientées vers l'intérieur de la rainure annulaire 23. La différence de rayon de révolution entre les surfaces latérales 25, 26 définit la largeur de la rainure annulaire 23.

La surface latérale intérieure 25 et la surface latérale extérieure 26 sont sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre. La surface latérale intérieure 25, la surface latérale extérieure 26 et la surface de fond 24 sont sensiblement concentriques d'axe principal X l. Le premier connecteur 2 peut être composé d'au moins deux pièces assemblées, cf. figure 2. Le premier connecteur 2 peut comprendre une partie massive 4 et une bague interne 5. La partie massive 4 comprend la surface de fond 24 et la surface latérale extérieure 26. La bague interne 5 comprend la surface latérale intérieure 25. La partie massive 4 et la bague interne 5 comprennent chacune une partie de l'épaulement 17, alignées axialement entre elles. Selon un mode, le canal 21 est ménagé sensiblement radialement dans la bague interne 5. Ce mode de réalisation permet d'usiner le canal 21 dans une pièce, ici la bague interne 5, avant son assemblage, ici avec la partie massive 4. La rainure annulaire 23 en fonctionnement est à équi-pression avec l'intérieur du composant 1. Selon un autre mode non représenté, la rainure annulaire 23 peut être formée dans le connecteur 2 par l'introduction d'une chemise dans un alésage du connecteur 2.

La surface latérale extérieure 26 est comprise dans un tronçon dudit alésage laissé libre. La surface latérale intérieure 25 est comprise dans ladite chemise. La surface de fond 24 peut être comprise dans ledit connecteur 2 ou ladite chemise. Ce mode de réalisation permet d'usiner le canal 21 dans une pièce, ici la chemise, avant son assemblage avec le connecteur 2. La rainure annulaire 23 en fonctionnement est à équi-pression avec l'intérieur du composant 1. Dans un autre mode non représenté, le canal 21 est ménagé dans la partie massive 4. La première embouchure 21a débouche dans la surface de fond 24 ou dans la surface latérale extérieure 26. La seconde embouchure 21b débouche dans la surface extérieure 2a du connecteur 2. La rainure annulaire 23 en fonctionnement est à équi- pression avec l'extérieur du composant 1. Alternativement, le premier connecteur 2 peut être une pièce monobloc. La rainure annulaire 23 peut être sensiblement en vis-à-vis d'une autre rainure annulaire 23 d'un second composant tubulaire 1 monté avec le premier composant tubulaire 1, cf. figure 3.

En figure 3, les rainures annulaires 23 ont été représentées vides pour alléger le dessin. A l'état monté, la partie filetée 12 d'un premier connecteur 2 d'un premier composant 1 est en interaction avec une partie fileté 13 d'un second connecteur 3 d'un second composant tubulaire 1. Les épaulements 17 de chacun des composants tubulaires 1 sont en regard. Les rainures annulaires 23 de chacun des composants tubulaires 1 sont sensiblement alignées radialement. Les rainures annulaires 23 de chacun des composants tubulaires 1 sont sensiblement en regard. Les cylindres 22 de chacun des composants tubulaires 1 sont sensiblement en regard. Les surfaces latérales intérieures 25 et extérieures 26 de chacun des composants tubulaires 1 sont sensiblement et respectivement alignées radialement. Les surfaces latérales intérieures 25 et extérieures 26 de chacun des composants tubulaires 1 sont sensiblement et respectivement continues l'une avec l'autre. Le serrage par vissage des deux composants tubulaires 1, par l'intermédiaire de leurs parties filetées 12, 13 permet un contact serrant mutuel des épaulements 17. Le composant tubulaire 1 comprend le coupleur annulaire 40. Le coupleur annulaire 40 est un coupleur de transmission de signal. Le coupleur annulaire 40 peut être un coupleur sans contact. Le coupleur annulaire 40 peut être un coupleur capacitif.

Le coupleur annulaire 40 peut être un coupleur à contact électrique ou contact direct. Sur les figures 4 à 14, ont été représentés des exemples de coupleurs 40 à contact. Le coupleur annulaire 40 peut transmettre de l'énergie. Le coupleur 40, représenté en figures 4 et 5, est de dimension adaptée pour être inséré dans la rainure annulaire 23. Le coupleur annulaire 40 comprend un anneau 50. Le coupleur annulaire 40 comprend un support isolant 60. Le support isolant 60 est fixé en partie autour de l'anneau 50 par adhésion moléculaire ou mécanique. L'adhésion moléculaire peut, par exemple, être un collage. Le coupleur annulaire 40 comprend un axe principal de révolution X2. A l'état monté du coupleur annulaire 40, l'axe principal X2 du coupleur 40 est sensiblement aligné avec l'axe principal de révolution Xl du composant 1.

L'anneau 50 présente une surface annulaire 51 de couplage. La surface annulaire 51 de couplage est, à l'état couplé, orientée vers une seconde surface annulaire de couplage 51 d'un second coupleur annulaire 40 disposé dans un second composant 1 destiné à être assemblé avec le premier composant 1. La surface annulaire 51 de couplage peut être au moins partiellement une surface de contact électrique. La surface annulaire 51 de couplage est sensiblement radiale. La surface annulaire 51 peut être plane. La surface annulaire 51 peut être sensiblement alignée avec l'épaulement 17, à l'état monté dans le connecteur 2.

La surface annulaire de couplage 51 d'un coupleur annulaire 40 peut comprendre au moins un biseau 42, cf figures 8 à 10 et 15 à 17. Les biseaux 42 sont annulaires. Les biseaux 42 forment des surfaces sensiblement tronconiques d'axe sensiblement confondu avec l'axe principal X2. Les biseaux 42 peuvent être situés sur le bord intérieur et/ou extérieur de la surface annulaire de couplage 51. Les biseaux 42 de la surface annulaire de couplage 51 sont agencés de manière complémentaire avec des biseaux 42 d'une surface annulaire de couplage 51 d'un second coupleur annulaire 40 complémentaire du premier composant tubulaire 1. Autrement dit, l'ensemble formé par l'assemblage de deux coupleurs annulaires 40 complémentaires, est symétrique selon un plan perpendiculaire à leurs axes principaux X2 à l'exception des biseaux 42. Les deux coupleurs annulaires 40 correspondants peuvent être sensiblement semblables à l'exception des biseaux 42, et/ou d'autres formes de centrage, complémentaires. Le support isolant 60 est annulaire d'axe sensiblement confondu avec l'axe principal X2. Le support isolant 60 comprend une concavité annulaire. Ladite concavité annulaire enveloppe l'anneau 50, laissant libre la surface annulaire 51 de couplage. Ladite concavité comprend une surface adhérisée à l'anneau 50. Le support isolant 60 comprend une surface interne 61. Le support isolant 60 comprend une surface externe 62. La surface interne 61 est une surface de révolution ayant un axe de révolution sensiblement confondu avec l'axe principal X2, par exemple un tronçon de cylindre. Le rayon dudit tronçon de cylindre est égal au petit rayon du support isolant 60. La surface interne 61 est destinée à venir, à l'état monté, en contact avec la surface latérale intérieure 25 de la rainure annulaire 23. La surface externe 62 est une surface de révolution ayant un axe de révolution sensiblement confondu avec l'axe principal X2, par exemple un tronçon de cylindre. Le rayon dudit tronçon de cylindre est égal au grand rayon du support isolant 60. La surface externe 62 est destinée à venir, à l'état monté, au contact avec la surface latérale extérieure 26 de la rainure annulaire 23. On emploie les termes « interne » et « externe » car le rayon de révolution de la surface externe 62 est strictement supérieur au rayon de révolution de la surface interne 61. Les deux surfaces interne et externe 61, 62 du support isolant 60 s'étendent sensiblement parallèlement l'une par rapport à l'autre. La différence de rayon de révolution entre les surfaces interne 61 et externe 62 définit la largeur du coupleur annulaire 40. Cette différence de rayon est inférieure à la différence de rayon de révolution entre les surfaces latérales intérieure 25 et extérieure 26 de la rainure annulaire 23.

Le support isolant 60 peut être adhérisé sur l'anneau 50. Le support isolant 60 peut être collé sur l'anneau 50. Le coupleur annulaire 40 présente une structure étanche au fluide. Le support isolant 60 présente une structure déformable, du moins une structure où la déformation est prépondérante devant la réduction de volume. Le support isolant 60 comprend un matériau déformable, du moins un matériau où la déformation est prépondérante devant la réduction de volume. Le support isolant peut par exemple être composé principalement d'élastomère. Le support isolant 60 peut être faiblement isolant pour éviter l'accumulation de charges électrostatiques, par exemple avec une charge de carbone, ou fortement isolant. Le support isolant 60 comprend une surface de piston 70, cf. figure 6. La surface de piston 70 est une surface située entre les surfaces interne 61 et externe 62. La surface de piston 70 comprend une partie centrale entourée de chanfreins vers les surfaces interne 61 et externe 62. Ladite partie centrale de la surface de piston 70 peut être concave. La surface de piston 70 est axialement opposée à la surface annulaire 51 de couplage. La surface de piston 70 comprend une zone en forme de couronne quasi circulaire. Le coupleur 40 comprend un raccordement 80, cf. figures 11 et 12. La circularité de la surface de piston 70 est interrompue par le raccordement 80. Le raccordement 80 complète angulairement la forme de couronne de la surface de piston 70. La surface de piston 70 est une surface de révolution d'axe X2. La surface de piston 70 se raccorde à la surface interne 61 par sa bordure de plus petit rayon. La surface de piston 70 se raccorde à la surface externe 62 par sa bordure de plus grand rayon. La surface de piston 70 est destinée à venir, à l'état monté, en regard de la surface de fond 24 de la rainure annulaire 23. Les surfaces interne 61 et externe 62, la surface de piston 70, la surface de couplage 51 et le coupleur annulaire 40 sont sensiblement concentriques.

Le coupleur annulaire 40 peut comprendre un ou plusieurs verrous anti-rotation 41, cf. figures 4 et 5. Les verrous anti-rotation 41 constituent des saillies à partir de la surface externe 62. Les verrous anti-rotation 41 prennent ici la forme de nervures sensiblement parallèles à l'axe principal X2. Les verrous anti-rotation 41 sont, ici, ménagés à partir de la surface externe 62 du support isolant 60. Alternativement ou complémentairement, les verrous anti-rotation 41 peuvent être ménagés à partir de la surface interne 61 et/ou de la surface de piston 70. Les verrous anti-rotation 41 peuvent par exemple être au nombre de six. Les verrous anti-rotation 41 peuvent être espacés de manière équidistante sur la circonférence du coupleur annulaire 40. La surface latérale extérieure 26 de la rainure annulaire 23 comprend des logements anti-rotation 27. Les logements anti-rotation 27 comprennent des évidements, ici, dans la surface latérale extérieure 26. Dans le cas de verrous anti-rotation 41 ménagés à partir de la surface interne 61 et/ou de la surface de piston 70, les logements anti-rotation 27 comprennent des évidements dans la surface latérale intérieure 25 et/ou dans la surface de fond 24. Les logements anti-rotation 27 sont en correspondance de forme avec les verrous antirotation 41 du coupleur annulaire 40. L'interaction entre les verrous anti-rotation 41 et les logements anti-rotation 27 permet un indexage angulaire du coupleur annulaire 40 dans la rainure annulaire 23. L'interaction entre les verrous anti-rotation 41 et les logements anti-rotation 27 limite la rotation du coupleur annulaire 40 dans la rainure annulaire 23. Dans les paragraphes suivants, l'organisation spatiale mutuelle des éléments compris dans le coupleur 40 est décrite en coupe selon un plan comprenant l'axe 20 principal X2, ou plan longitudinal, cf figures 7 à 10. L'anneau 50 comprend un conducteur central 52. Le conducteur central 52 comprend un matériau conducteur. Le conducteur central 52 peut comprendre du cuivre à faible teneur en oxygène et à haute conductivité. Le conducteur central 52 peut comprendre un alliage de Cuivre-Béryllium. Le conducteur central 52 peut également 25 comprendre un matériau peu conducteur, par exemple de l'inox, sur lequel est déposée une couche de matériau conducteur. Le conducteur central 52 est situé sensiblement à équidistance de la surface interne 61 et de la surface externe 62. Le conducteur central 52 peut être situé sensiblement au centre de la section du coupleur 40 selon un plan longitudinal. Le conducteur central 52 peut comprendre la fibre neutre de l'anneau 50. 30 Dans un coupleur à contact, le conducteur central 52 comprend une surface de contact électrique 55. La surface de contact électrique 55 est centrale par rapport à la surface annulaire de couplage 51. La surface de contact centrale 55 est disposée dans la surface annulaire de couplage 51. A l'état couplé, la surface de contact centrale 55 est destinée à venir en contact avec une autre surface de contact centrale 55 d'un autre coupleur annulaire 40 correspondant disposé dans le second composant tubulaire 1. L'anneau 50 comprend un organe diélectrique 54. L'organe diélectrique 54 est composé d'un matériau diélectrique. L'organe diélectrique 54 peut comprendre un matériau ou plus parmi le Polytétrafluoroéthylène (PTFE), le Perfluoroalkoxide (PFA), le Polyétheréthercétone (PEEK) et le Poly-sulfure de phénylène (PPS). L'organe diélectrique 54 enveloppe le conducteur central 52 sur la circonférence du coupleur 40, en laissant libre la surface de contact centrale 55 du conducteur central 52. L'organe diélectrique 54 est en concordance de forme avec le conducteur central 52 hormis la surface annulaire de couplage 51. L'organe diélectrique 54 est en contact avec une surface interne, une surface externe et une surface axialement opposée à la surface de contact centrale 55 du conducteur central 52. L'organe diélectrique 54 isole électriquement le conducteur central 52 de son environnement à l'exception de la surface de contact centrale 55. Dans un plan de coupe longitudinal, l'organe diélectrique 54 a la forme d'une couche protectrice et isolante du conducteur central 52. L'épaisseur de ladite couche est choisie. Ladite épaisseur de l'organe diélectrique 54, dans le plan de coupe longitudinal, est, ici, constante. L'organe diélectrique 54 comprend des surfaces libres 59. Les surfaces libres 59 sont disposées dans la surface annulaire de couplage 51. Dans un plan de coupe longitudinal, les surfaces libres 59 sont situées de part et d'autre de la surface de contact centrale 55. Les surfaces libres 59 sont, ici, alignées avec la surface de contact centrale 55. Les surfaces libres 59 peuvent être en léger retrait vers l'intérieur de l'anneau 50 par rapport à la surface de contact centrale 55. A l'état monté et couplé, les surfaces libres 59 sont situées en vis-à-vis d'autres surfaces libres 59 d'un second coupleur annulaire 40 disposé dans le second composant tubulaire 1. L'organe diélectrique 54 assure un maintien entre le conducteur central 52 et le reste du coupleur 40. L'anneau 50 comprend un conducteur supplémentaire 53. Le conducteur supplémentaire 53 comprend un matériau conducteur. Le conducteur supplémentaire 53 peut comprendre du cuivre à faible teneur en oxygène et à haute conductivité. Le conducteur supplémentaire peut comprendre un alliage de Cuivre-Béryllium. Le conducteur central 52 et le conducteur supplémentaire 53 peuvent avoir une composition similaire. Le conducteur supplémentaire 53 enveloppe l'organe diélectrique 54 sur la circonférence du coupleur 40 en laissant libre les surfaces libres 59. Le conducteur supplémentaire 53 enveloppe, à distance, le conducteur central 52 sur la circonférence du coupleur 40 en laissant libre la surface de contact centrale 55. Le conducteur supplémentaire 53 comprend une première surface de contact électrique supplémentaire 56 et une seconde surface de contact électrique supplémentaire 57. Les première et deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 sont disposées dans la surface annulaire de couplage 51. Dans un plan de coupe longitudinal, les surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 sont situées de part et d'autre de l'ensemble des surfaces libres 59 et de la surface de contact centrale 55. La première surface de contact électrique supplémentaire 56 est à une distance radiale de l'axe principal X2 inférieure à la distance séparant la deuxième surface de contact électrique supplémentaire 57 de l'axe principal X2. Les première et/ou deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 peuvent être alignées avec la surface de contact électrique centrale 55 et/ou les surfaces libres 59. Les organes diélectriques 54 maintiennent à une distance choisie le conducteur central 52 et le conducteur supplémentaire 53 sur la circonférence du coupleur 40. Les organes diélectriques 54 peuvent servir de support auxdits conducteurs 52, 53 tout en assurant leur isolation électrique mutuelle.

A l'état monté et couplé, les première et deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 viennent en regard respectivement de première et deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 d'un second coupleur annulaire 40 disposé dans le second composant tubulaire 1. Le support isolant 60 vient envelopper le conducteur supplémentaire 53 à l'exception des première et seconde surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57. La surface d'adhérisation de l'anneau 50 avec le support isolant 60 appartient au conducteur supplémentaire 53. Sur la figure 8, en partant de la surface interne 61, on trouve radialement dans l'épaisseur du coupleur 40, le support isolant 60, le conducteur supplémentaire 53, l'organe diélectrique 54, le conducteur central 52, l'organe diélectrique 54, le conducteur supplémentaire 53, le support isolant 60, la surface externe 62. La surface annulaire de couplage 51comprend un bord de la surface interne 61, un bord du support isolant 60, la première surface de contact électrique supplémentaire 56, une surface libre 59, la surface de contact centrale 55, une surface libre 59, la deuxième surface de contact électrique supplémentaire 57, un bord du support isolant 60, un bord de la surface externe 62.

A l'état couplé de deux coupleurs annulaires 40 complémentaires, les surfaces annulaires de couplage 51 sont en contact au moins partiel. Les coupleurs annulaires 40 complémentaires, forment un câble coaxial disposé en boucle fermée. Autrement dit, l'ensemble des deux coupleurs annulaires 40 complémentaires comprend deux conducteurs centraux 52 entièrement enveloppés par deux organes diélectriques 54, eux-mêmes entièrement enveloppés par les deux conducteurs supplémentaires 53, eux-mêmes entièrement enveloppés par les deux supports isolants 60, cf. figures 7, 9 et 10. Selon un mode de réalisation, dans un plan longitudinal comprenant l'axe X2, les deux conducteurs centraux 52 de deux coupleurs annulaires 40 complémentaires couplés présentent une section oblongue, cf. figure 8. Les deux organes diélectriques 54 présentent un contour oblong autour des conducteurs centraux 52. Les deux conducteurs supplémentaires 53 présentent un contour oblong autour des organes diélectriques 54 et des conducteurs centraux 52. La direction allongée de la section et des contours oblongs est sensiblement parallèle à l'axe X2. Ici, le profil de chacun des conducteurs supplémentaires 53 et de chacun des organes diélectriques 54 non couplés présente une forme de U. Selon un autre mode de réalisation, dans un plan longitudinal comprenant l'axe X2, les deux conducteurs centraux 52 de deux coupleurs annulaires 40 complémentaires couplés, présentent une section en disque. Les deux organes diélectriques 54 présentent un contour en couronne autour des conducteurs centraux 52. Les deux conducteurs supplémentaires 53 présentent un contour en couronne autour des organes diélectriques 54 et des conducteurs centraux 52. Le profil de chacun des conducteurs supplémentaires 53 et de chacun des organes diélectriques 54 non couplés présente une forme de demi-couronne. A l'état couplé, les conducteurs supplémentaires 53 forment blindage électromagnétique pour les conducteurs centraux 52. La complémentarité des coupleurs annulaires 40 à l'état monté et couplé permet une bonne correspondance des surfaces mutuelles comprises dans les surfaces annulaires de couplage 51. Un alignement mutuel des surfaces comprises dans les surfaces annulaires de couplage 51 permet une continuité des éléments compris dans chacun des anneaux 50. Une continuité des anneaux conducteurs 50 améliore le blindage électromagnétique du câble coaxial formé par l'ensemble des deux coupleurs annulaires 40 complémentaires couplés.

Le conducteur central 52 et le conducteur supplémentaire 53 sont isolés mutuellement par l'organe diélectrique 54 dans la circonférence du coupleur annulaire 40. La distance séparant le conducteur central 52 du conducteur supplémentaire 53 dans la circonférence du coupleur annulaire 40 correspond à l'épaisseur de l'organe diélectrique 54. Cette distance peut être constante. A l'état couplé et pour des coupleurs à contact, les conducteurs centraux 52 des deux coupleurs 40 correspondants sont en contact électrique. Ce contact électrique est réalisé par le contact mutuel, au moins partiel, des deux surfaces de contact centrales 55. A l'état couplé, les conducteurs supplémentaires 53 des coupleurs annulaires 40 complémentaires sont en contact électrique. Ce contact électrique est assuré par le contact mutuel deux à deux des surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 des deux coupleurs annulaires 40. Autrement dit, le contact électrique entre les conducteurs centraux 52 est assuré par une paire de surfaces de contact centrales 55. Le contact électrique entre les conducteurs supplémentaires 53 est assuré par deux paires de surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57. Chacune des surfaces de contact électrique centrale et supplémentaires 55, 56, 57 est annulaire et dans au moins un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X2, cf. figure 4. Les surfaces de contact électrique central et supplémentaires 55, 56, 57 forment des anneaux circulaires concentriques. Le centre des surfaces de contact électrique 55, 56, 57 est compris dans l'axe X2. L'ordre diamétralement croissant des surfaces de contact électrique annulaires 55, 56, 57 est le suivant : la première surface de contact électrique supplémentaire 56, puis la surface de contact électrique centrale 55, puis la deuxième surface de contact électrique supplémentaire 57, cf. figure 4. Une paire de coupleurs annulaires 40, à l'état couplé, forme un câble coaxial en boucle fermée en forme de tore de section circulaire ou oblongue. La section peut également être rectangulaire ou un mixte des formes précédentes. Dans un mode de réalisation, au moins un des coupleurs 40 peut comprendre au moins un joint annulaire 89, par exemple en tore ou en boudin, cf. figure 14. Dans un mode de réalisation asymétrique, un seul coupleur de la paire comprend au moins un joint annulaire 89. Les éléments semblables à ceux de la figure 8 portent les mêmes références. La disposition mutuelle des conducteurs central 52 et supplémentaire 53 et de l'organe diélectrique 54 est semblable à celle de la figure 8. En revanche, les branches du U du profil de l'organe diélectrique 54 sont plus courtes que les branches du U du profil du conducteur supplémentaire 53 et plus courtes que le conducteur central 52. Contrairement au mode de la figure 8, les surfaces libres 59 ne sont pas alignées avec les surfaces de contact 55, 56, 57 et n'appartiennent pas à la surface annulaire de couplage 51. Le retrait axial de l'organe diélectrique 54 par rapport aux conducteurs central 52 et supplémentaire 53 forme des cavités 88 annulaires. D'autre part, les extrémités, situées du côté de la surface annulaire de couplage 51, des conducteurs central 52 et supplémentaire 53 sont sensiblement élargies radialement de manière à augmenter les surfaces de contact 55, 56, 57 en saillie dans les cavités 88. Ces élargissements forment des réductions d'ouverture des cavités 88 au voisinage de la surface de couplage 51. Chaque joint annulaire 89 est disposé au moins partiellement dans une cavité 88. Chaque joint annulaire 89 à l'état libre est en saillie de la surface annulaire de couplage 51. Chaque joint annulaire 89 à l'état libre est maintenu dans une cavité 88 par les élargissements radiaux des conducteurs central 52 et supplémentaire 53. Chaque joint annulaire 89 comprend un matériau à forte élasticité. Chaque joint annulaire 89, lors du serrage de deux composants, s'écrase selon l'axe principal Xl. Le joint annulaire 89, lors du serrage de deux composants, se déforme selon les directions perpendiculaires à l'axe principal Xl dans les espaces disponibles des cavités 88. L'expansion du joint annulaire 89 lors du serrage peut permettre de chasser des fluides ayant pu s'infiltrer à proximité des surfaces de contact. Lesdits fluides peuvent comprendre de l'eau salée, par exemple de l'eau de mer, nuisibles à l'isolation électrique entre les conducteurs central 52 et supplémentaire 53. Lesdits fluides peuvent comprendre des boues contenant de l'eau salée. L'écrasement du joint annulaire 89 vient couper un éventuel film de fluide entre le conducteur central 52 et le conducteur supplémentaire 53 même si ledit fluide n'est pas entièrement chassé de la cavité 88. Une solution de continuité est obtenue. Les surfaces de contact 55, 56, 57 recouvrent partiellement le joint annulaire 89 bloquant une translation du joint circulaire 89 vers l'extérieur de la surface annulaire de couplage 51. Dans un mode de réalisation représenté figure 17, l'un des coupleurs 40 de la paire comprend au moins un joint annulaire 89. Le joint annulaire 89 est de section sensiblement rectangulaire. Le joint annulaire 89 remplit l'espace axialement entre la surface libre 59 de l'organe diélectrique 54 et la surface de couplage 51 et radialement entre le conducteur central 52 et le conducteur supplémentaire 53. A l'état non couplé, une surface annulaire libre 89a du joint annulaire 89 à l'opposé de l'organe diélectrique 54, est sensiblement plane. La surface annulaire libre 89a du joint annulaire 89 fait partie de la surface annulaire de couplage 51. L'organe diélectrique 54 du coupleur 40 complémentaire comprend au moins une nervure annulaire 91. La nervure annulaire 91 est en saillie à partir de la surface annulaire de couplage 51 axialement en direction du coupleur 40 comprenant le joint annulaire 89. Au couplage, la nervure annulaire 91 s'enfonce dans la matière du joint annulaire 89 du coupleur 40 situé en vis-à-vis en le déformant. Au couplage, la nervure annulaire 91 écrase axialement le joint annulaire 89. La déformation du joint annulaire 89 par l'action de la nervure annulaire 91 améliore l'isolation électrique. La nervure annulaire 91 est monobloc avec l'organe diélectrique 54. La nervure annulaire 91 comprend le même matériau que l'organe diélectrique 54. La nervure annulaire 91 présente, ici, une section triangulaire sensiblement équilatérale.

La nervure annulaire 91 occupe une portion de la surface libre 59 entre 15 et 40 %. Le raccordement 80 (« plug » en anglais) constitue une prise femelle pour la connexion du coupleur 40 avec une extrémité mâle ou fiche (« jack » en anglais) d'un câble non représenté disposé dans le composant 1 et s'étendant du premier au second connecteur 2, 3 cf. figures 11 et 12. Le raccordement 80 comprend une excroissance mâle du conducteur central 52 dans une direction sensiblement parallèle à l'axe X2 et partant de l'anneau 50 vers le côté opposé à la surface annulaire de couplage 51. Le raccordement 80 comprend une excroissance de l'organe diélectrique 54 dans une direction sensiblement parallèle à l'axe X2 et partant de l'anneau 50 vers le côté opposé à la surface annulaire de couplage 51. Le raccordement 80 comprend une excroissance du conducteur supplémentaire 53 dans une direction sensiblement parallèle à l'axe X2 et partant de l'anneau 50 vers le côté opposé à la surface annulaire de couplage 51. Lesdites excroissances sont agencées pour préserver l'isolation électrique des conducteurs central 52 et supplémentaire 53 par l'organe diélectrique 54. Le raccordement 80 comprend une excroissance du support isolant 60 dans une direction sensiblement parallèle à l'axe X2 et partant de la surface de piston 70 du coupleur 40 vers le côté opposé à la surface annulaire de couplage 51. L'excroissance du support isolant 60 est tubulaire, agencée pour préserver l'étanchéité du logement du câble et de la connexion fiche/prise par rapport à la rainure annulaire 23. L'excroissance du conducteur central 52 est plus longue que celles du conducteur supplémentaire 53 et de l'organe diélectrique 54. L'excroissance de l'organe diélectrique 54 est au moins égale à celle du conducteur supplémentaire 53. Lesdites excroissances sont agencées pour une correspondance de forme de leurs extrémités libres avec l'extrémité du câble. L'excroissance du conducteur central 52 est au moins en partie enveloppée par l'excroissance de l'organe diélectrique 54. L'excroissance de l'organe diélectrique 54 est au moins en partie enveloppée par l'excroissance du conducteur supplémentaire 53.

L'excroissance du conducteur supplémentaire 53 est au moins en partie enveloppée par l'excroissance du support isolant 60. L'alésage de l'excroissance du support isolant 60 comprend une zone de diamètre réduit à distance de la surface annulaire de couplage 51. L'excroissance du conducteur supplémentaire 53 comprend une nervure annulaire depuis sa surface extérieure. Ladite nervure et ladite zone de diamètre réduit bloquent l'anneau 50 en translation en direction de la surface de couplage 51 par rapport au support isolant 60, notamment au cours du branchement/débranchement du câble. Au-delà de ladite nervure, le diamètre de l'alésage d'une partie d'extrémité de l'excroissance du support isolant 60 est strictement supérieur au diamètre extérieur de l'excroissance du conducteur supplémentaire 53, laissant un espace. L'espace laissé permet l'insertion et le branchement de l'extrémité du câble. Au-delà de ladite nervure, l'alésage de l'excroissance du support isolant 60 comprend une gorge annulaire. Ladite gorge annulaire comprend un épaulement radial agencé pour interagir avec des surfaces de l'extrémité du câble pour empêcher le débranchement accidentel du coupleur annulaire 40 d'avec ledit câble. Cette interaction peut, par exemple, être un clipsage. Le raccordement 80 est agencé par concordance de forme avec l'extrémité du câble.

Le câble coaxial disposé en boucle fermée, formé par le couplage de deux coupleurs annulaires 40 complémentaires peut former un couplage haute fréquence (ou « HF »). L'anneau 50 comprend deux conducteurs 52, 53 séparés par un organe diélectrique 54. Les première et deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 sont distinctes. Les première et deuxième surfaces de contact électrique supplémentaires 56, 57 sont de même potentiel. Deux coupleurs 40 complémentaires forment, ici, un ensemble de coupleurs HF à contact pour composants de forage notamment à des fréquences allant d'environ 100 kHz à 20 MHz. Ledit ensemble comprend un câble coaxial disposé en boucle fermée d'axe X2. Une droite est en intersection avec l'axe X2 et définit une surface en tournant autour dudit axe X2. Ladite droite est inclinée d'un angle compris entre 0° et 90° d'un plan radial passant par ledit câble coaxial. Ladite surface délimite au moins en partie les surfaces de couplage 51 du premier et du deuxième coupleurs 40. Un ensemble de coupleurs HF 40 à contact pour composant 1 de forage comprend un câble coaxial disposé en boucle annulaire fermée d'axe X2. Une surface est définie par une droite génératrice d'un cône d'axe sensiblement confondu avec ledit axe X2. Ladite surface passe par ledit câble coaxial et délimite au moins en partie des surfaces de couplage 51 d'un premier et d'un deuxième coupleur 40 dudit ensemble. L'angle entre ladite droite et ledit axe X2 peut s'approcher de 90° par des valeurs inférieures. La valeur 90° peut être atteinte, dans ce cas, ladite surface est définie par un cône de sommet plat, autrement dit un plan. A l'état monté, cf. figure 10, le coupleur annulaire 40 est installé dans la rainure annulaire 23. Le coupleur 40 est disposé au moins en partie dans le cylindre 22. La surface interne 61 du coupleur annulaire 40 est en regard de la surface latérale intérieure 25 de la rainure annulaire 23. La surface externe 62 du coupleur annulaire 40 est en regard de la surface latérale extérieure 26 de la rainure annulaire 23. La surface de piston 70 du coupleur annulaire 40 est en regard de la surface de fond 24 de la rainure annulaire 23. La surface annulaire de couplage 51 du coupleur annulaire 40 peut être sensiblement parallèle à l'épaulement 17 du premier connecteur 2. La surface interne 61 du coupleur annulaire 40 peut être en contact avec la surface latérale intérieure 25 de la rainure annulaire 23. La surface externe 62 du coupleur annulaire 40 peut être en contact avec la surface latérale extérieure 26 de la rainure annulaire 23. De manière générale, les dimensions du coupleur 40 et les dimensions de la rainure annulaire 23 sont choisies ajustées. Dans le mode de réalisation de la figure 15, le coupleur est capacitif. Les éléments semblables à ceux du coupleur à contact portent les mêmes références que dans la figure 8. Le coupleur capacitif comprend en outre une couche diélectrique 90. La couche diélectrique 90 recouvre au moins en partie le conducteur central 52 et l'organe diélectrique 54, du côté de la surface annulaire de couplage 51. La structure des coupleurs capacitifs est semblables à celle des coupleurs à contact décrits précédemment, à la différence près qu'ils sont dépourvus de la surface de contact 55 et des surfaces libres 59. Les extrémités, situées du côté de la surface annulaire de couplage 51, du conducteur central 52 et de l'organe diélectrique 54 sont recouvertes par la couche diélectrique 90. Les extrémités, situées du côté de la surface annulaire de couplage 51, du conducteur central 52 et de l'organe diélectrique 54 sont donc isolées fluidiquement de l'extérieur du coupleur. La couche diélectrique 90 d'un coupleur 40 est agencée pour venir en contact serrant avec la couche diélectrique 90 du coupleur 40 correspondant, à l'état monté. L'épaisseur de la couche diélectrique 90 est sensiblement constante. La couche diélectrique 90 participe par sa géométrie et sa structure à l'amélioration de la reproductibilité et de la constance de l'écart entre les conducteurs centraux et supplémentaires 52, 53 de deux coupleurs à l'état couplé. L'extrémité, située du coté de la surface annulaire de couplage 51, du conducteur central 52, recouverte par la couche diélectrique 90, peut en outre être élargie radialement, l'organe diélectrique 54 étant amincie d'autant. Les extrémités des conducteurs centraux 52 de deux coupleurs à l'état couplé sont en interaction de champ électrique. Les conducteurs centraux 52 forment un condensateur électrique. Les conducteurs centraux 52 forment des électrodes distantes. La surface de chaque conducteur central 52 au contact de la couche diélectrique 90, orientée vers le coupleur complémentaire, forme une surface d'électrode 87. Les conducteurs centraux 52 étant isolées fluidiquement de l'extérieur du coupleur, on réduit les risques de contact électrique avec les conducteurs supplémentaires 53 par la présence de fluide conducteur.

Ce mode de réalisation peut être combiné avec le joint annulaire 89. On peut réaliser en une pièce solidaire deux joints annulaires 89 et la couche diélectrique 90. Les deux joints annulaires 89 sont agencés en deux anneaux concentriques de diamètres différents, reliés par un film diélectrique. Le film diélectrique constitue une partie de la couche diélectrique 90 recouvrant l'extrémité, située du côté de la surface annulaire de couplage 51, du conducteur central 52. Dans le mode de réalisation de la figure 16, le coupleur est capacitif. La figure 16 est une demi-schématique en coupe longitudinale passant par les raccordements 80, d'une parie de coupleurs 40. Les conducteurs centraux 52 présentent une section en T. Les conducteurs centraux 52 comprennent une traverse 52a de T orientée radialement et un pied 52b de T orienté axialement. La traverse 52a de T est de forme annulaire. La surface d'électrode est élevée, d'où une valeur de capacité élevée, notamment supérieure à 500 pF, préférablement à 800 pF. La couche diélectrique 90 peut comprendre du PEEK. La couche diélectrique 90 peut comprendre du zircone. La couche diélectrique 90 peut présenter une permittivité supérieure à 20, préférablement à 25, par exemple de l'ordre de 28 à 40. La bande passante peut s'élever jusqu'à 27 MHz, préférablement 31 MHz. La bande passante est d'autant plus élevée que la surface d'électrode est élevée, que la permittivité du diélectrique est élevée et que l'épaisseur de la traverse 52a de T des conducteurs centraux 52 est faible. Une éventuelle infiltration d'eau salée ou de boue entre les couches diélectriques 90 des coupleurs 40 d'une paire couplée a une influence très faible, voire favorable, sur la bande passante et l'atténuation du signal en raison de la permittivité élevée de l'eau salée. L'organe diélectrique 54 présente, en coupe axiale, une forme polygonale à angles droits. Le conducteur supplémentaire 53 présente, en coupe axiale, une forme rectangulaire. Le conducteur supplémentaire 53 comprend une paroi annulaire 53a opposée à la couche diélectrique 90 et deux parois cylindriques 53b. La faible épaisseur dans le sens axial, agrandie sur le dessin pour la lisibilité, de la traverse 52a de T génère une faible contribution à ladite capacité parasite, de la zone radialement située entre la traverse 52a de T et chacune des parois cylindriques 53b du conducteur supplémentaire 53. Les deux parois cylindriques 53b sont concentriques de rayons de révolution différents et reliées par la paroi annulaire 53a. A l'état monté, l'espace situé entre la surface de fond 24, la surface latérale intérieure 25, la surface latérale extérieure 26, et la surface de piston 70, forment une chambre 20, cf. figure 10. Dans le sens longitudinal, l'espace situé entre le cylindre 22 et la surface de piston 70 forme la chambre 20. La chambre 20 est délimitée physiquement à l'état monté du coupleur 40 dans le composant 1. La disposition du canal 21, et notamment la disposition de la première embouchure 21a, sont choisies pour qu'en position montée l'embouchure 21a reste dégagée par le coupleur annulaire 40. La chambre 20 est en communication fluidique avec l'extérieur de la chambre 20 par l'intermédiaire du canal 21, à l'état monté. La chambre 20 est maintenue en communication avec une pression extérieure à la chambre 20 quelque soit la position longitudinal du coupleur 40. Le canal 21 équilibre la pression entre la chambre 20 et l'extérieur de la chambre 20. Par « extérieur de la chambre 20 » on désigne l'extérieur du composant 1, ou l'espace situé dans l'alésage du composant 1, cf. figure 2.

L'une des surfaces délimitant la chambre 20 peut être une surface concave. La surface de piston 70 et/ou la surface de fond 24 peuvent être concaves. La surface interne 61 et la surface latérale intérieure 25 peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre sur une course choisie, par exemple supérieure à 0,1 mm et inférieure à 40 mm. La surface externe 62 et la surface latérale extérieure 26 peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre sur une course choisie, par exemple supérieure à 0,1 mm et inférieure à 40 mm. Le coupleur 40 est mobile en translation, sensiblement parallèlement à l'axe X1, dans le cylindre 22. Le coupleur 40 est mobile en translation dans le premier connecteur. Le coupleur 40 forme piston dans le cylindre 22. A l'état monté et couplé, l'équi-pression entre les chambres 20 et l'extérieur des chambres 20 permet une équipression entre chacune des extrémités axiales opposées des coupleurs annulaires 40. Selon une variante, représentée figure 13, le coupleur annulaire 40 peut en outre comprendre une anode sacrificielle 58. L'anode sacrificielle 58 comprend une couche supplémentaire dans un plan de coupe longitudinal du coupleur 40 contenant l'axe X2. L'anode sacrificielle 58 est disposée entre le conducteur central 52 et l'organe diélectrique 54 et/ou entre le conducteur supplémentaire 53 et l'organe diélectrique 54. L'anode sacrificielle 58 est comprise dans l'anneau 50. L'anode sacrificielle 58 est composée d'un matériau ayant un potentiel électrochimique plus bas que le potentiel électrochimique du conducteur central 52 et/ou du conducteur supplémentaire 53, en fonctionnement comme au repos. L'anode sacrificielle 58 peut, par exemple, être composée de zinc, de magnésium et/ou d'aluminium pour protéger des conducteurs 52, 53 à base de cuivre. En fonctionnement, l'anode sacrificielle 58 est altérée par des phénomènes d'oxydoréduction en lieu et place du conducteur central 52 et/ou du conducteur supplémentaire 53. Ceci assure une protection cathodique. Au moment de l'assemblage de deux composants tubulaires 1, chacun des coupleurs annulaires 40 disposé dans la rainure annulaire 23 respective, peut être monté avec la surface annulaire de couplage 51 légèrement en saillie de l'épaulement 17. Le vissage des deux composants tubulaires 1 peut être concomitant d'un nettoyage par frottement mutuel des deux surfaces annulaires de couplage 51. Les verrous antirotation 41 et les logements anti-rotation 27 évitent l'entrainement en rotation selon l'axe Xl d'un coupleur 40 par le coupleur 40 correspondant lors dudit vissage.

On dispose d'un montage en équi-pression des coupleurs annulaires dans les connecteurs des composants tubulaires. Le montage en équi-pression de deux coupleurs, constituant une paire de coupleurs au niveau d'une connexion, permet de se dispenser des contraintes de variations de pression provoquant le déplacement relatif des coupleurs annulaires au sein d'une connexion, en fonctionnement.

L'écart entre deux coupleurs est mieux maîtrisé. La Demanderesse a constaté, lors de ses recherches, que la maîtrise précise de la stabilité de l'écart entre les coupleurs en fonctionnement favorise une bonne qualité de transmission de signal. Dans un mode de réalisation, de manière étonnante, il est préférable, dans certains cas, de maîtriser l'écart entre les coupleurs annulaires au niveau d'une jonction plutôt que d'essayer de réduire ledit écart. Un léger espacement des deux coupleurs peut être admis, par exemple de l'ordre de 200 micromètres, pour réduire la variance de l'espacement dans un lot de coupleurs. La maîtrise de l'écart permet d'améliorer la reproductibilité des montages et celle des performances en transmission d'un couplage. Une homogénéisation des performances de l'ensemble des couplages est particulièrement bénéfique au sein d'une même tige de forage comportant une multitude de couplages. Cette homogénéisation améliore en elle-même les performances. L'utilisation d'un coupleur pour composant tubulaire de type coaxial facilite la transmission d'informations à des fréquences élevées, supérieures à 100 kHz et de préférence supérieures à 3 MHz, par exemple dans des bandes de 30 MHz à 30 GHz. La qualité de la transmission des informations est augmentée d'un niveau tel que l'utilisation n'est pas encore imaginable par les techniciens du domaine. L'invention permet donc d'une part de transmettre de l'information à fréquence élevée et d'autre part, d'atteindre des performances reproductibles jusqu'alors non envisagées. L'invention ne se limite pas aux exemples de procédé et d'appareils décrits ci-avant, seulement à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1. Paire de premier et second coupleurs (40) HF à contact pour composants (1) de garnitures de forage, chacun des premier et second coupleurs (40) comprenant un conducteur central (52), un conducteur supplémentaire (53) et un organe diélectrique (54) annulaire disposé entre lesdits conducteurs central (52) et supplémentaire (53), lesdits conducteurs central (52) et supplémentaire (53) étant isolés l'un de l'autre, le conducteur supplémentaire (53) comprenant deux surfaces de contact électrique (56, 57), le conducteur central (52) comprenant une surface de contact électrique (55), les conducteurs centraux (52) des premier et second coupleurs (40) étant en contact électrique, à l'état couplé, les conducteurs supplémentaires (53) des premier et second coupleurs (40) étant en contact électrique, à l'état couplé, les conducteurs supplémentaires (53) entourant les conducteurs centraux (52), les conducteurs supplémentaires (53) formant, à l'état monté, un blindage pour les conducteurs centraux (52).
2. 2. Paire de premier et second coupleurs HF capacitifs pour composants (1) de garnitures de forage, chacun des premier et second coupleurs comprenant un conducteur central (52), un conducteur supplémentaire (53) et un organe diélectrique (54) annulaire disposé entre le conducteur central (52) et le conducteur supplémentaire (53), le conducteur central (52) et le conducteur supplémentaire (53) étant isolés l'un de l'autre, le conducteur supplémentaire (53) comprenant deux surfaces de contact électrique (56, 57), le conducteur central (52) comprenant une surface d'électrode (87), chacun des conducteurs centraux (52) des premier et second coupleurs étant en interaction électrique à distance, à l'état couplé, chacun des conducteurs supplémentaires (53) des premier et second coupleurs étant en contact électrique, à l'état couplé, les conducteurs supplémentaires (53) entourant les conducteurs centraux (52), les conducteurs supplémentaires (53) formant, à l'état monté, un blindage pour les conducteurs centraux (52).
3. 3. Paire de coupleurs selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les coupleurs annulaires (40) à l'état couplé forment un câble coaxial en forme de révolution.
4. 4. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le blindage est électromagnétique.
5. 5. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le blindage présente en coupe axiale une périphérie sensiblement rectangulaire.
6. 6. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le conducteur central (52) présente deux faces axiales, intérieure et extérieure.
7. 7. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le conducteur central (52) présente une section transversale en T.
8. 8. Paire de coupleurs selon la revendication 7 dans lequel le conducteur central 15 (52) comprend une couche métallisée annulaire.
9. 9. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel le profil des conducteurs supplémentaires (53), en coupe dans un plan longitudinal, présente une forme de U.
10. 10. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel le profil des conducteurs supplémentaires (53) en coupe dans un plan longitudinal, à l'état couplé, est fermé. 25
11. 11. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel les organes diélectriques (54) présentent une épaisseur constante en coupe axiale.
12. 12. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 11 dans lequel le profil des organes diélectriques (54), en coupe dans un plan longitudinal, présente une forme 30 de U. 20
13. 13. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel le profil desorganes diélectriques (54) en coupe dans un plan longitudinal, à l'état couplé, est fermé.
14. 14. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 13 dans lequel les conducteurs supplémentaires (53) sont chacun entouré d'un support isolant (60) laissant 5 libre une surface annulaire de couplage (51).
15. 15. Paire de coupleurs selon la revendication 14 dans lequel le support isolant (60) présente une structure déformable et comprend un matériau déformable, à déformation prépondérante devant la réduction de volume.
16. 16. Paire de coupleurs selon l'une des revendications 1 à 15, dans laquelle l'un au moins des premier et second coupleur (40) comprend en outre au moins un joint annulaire (89) disposé au moins partiellement dans une cavité (88), la cavité (88) étant formée par le retrait axial de l'organe diélectrique (54) par rapport aux conducteurs 15 central (52) et supplémentaire (53). 10