FR3137866A1 - Procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique, configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore - Google Patents

Procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique, configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique (30) comportant les étapes de : - positionner deux extrémités (55, 56) de l’organe dans un moule (65) d’un système de soudage (60), en regard l’une de l’autre et à une première distance prédéterminée non nulle de sorte à ménager un espace de remplissage (66) entre elles dans le moule ; - injecter un volume d’un matériau prédéterminé dans cet espace ; - rapprocher les extrémités de l’organe en les maintenant en regard l’une de l’autre et avec un écartement d’une deuxième distance prédéterminée non nulle, de sorte à réduire l’espace de remplissage dans le moule et ainsi presser chacune des extrémités contre le matériau prédéterminé injecté dans cet espace ; et - retirer le moule disposé autour d’une jonction de soudure (57) ainsi formée sur l’organe d’étanchéité dynamique. (Figure 6)

Description

Procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique, configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les installations d’exploitation de fluides, par exemple d’hydrocarbures, sur des plateformes du type offshore, et notamment les organes d’étanchéité dynamique configurés pour équiper les dispositifs joint tournant utilisés dans de telles installations.
En particulier, l’invention vise un procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant, ainsi qu’un organe d’étanchéité dynamique obtenu par la mise en œuvre du procédé.
L’invention vise également un système pour la mise en œuvre d’un tel procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique.
Etat de la technique
Les dispositifs joint tournant installés dans des installations sous pression peuvent trouver une application dans le domaine offshore, par exemple dans les navires de production pétrolières, permettant notamment l'exploitation de champs d'hydrocarbures en mer. Des unités flottantes de production, de stockage et de déchargement peuvent être formées par un navire qui est mobile, du fait de son environnement, autour d’une tourelle d'amarrage qui est géostationnaire. Le navire peut être assujetti temporairement à la tourelle. Les installations peuvent comporter des conduits qui forment un réseau de canalisations subaquatiques et qui permettent une communication fluidique pour le transfert d’un fluide entre le fond de la mer et le navire.
Pour assurer l’étanchéité entre le navire et la tourelle et ainsi assurer l’intégrité du transfert de fluide, les dispositifs joint tournant sont pourvus d’une première partie, dite fixe, assujettie à la tourelle et d’une deuxième partie, dite mobile, assujettie au navire. La deuxième partie des dispositifs joint tournant est donc mobile en rotation par rapport à la première partie des dispositifs joint tournant. Les dispositifs joint tournant sont en outre pourvus de plusieurs organes d’étanchéité dynamique, dits joints dynamiques, disposés dans des espaces ménagés entre la première partie fixe et la deuxième partie mobile des dispositifs joint tournant.
De tels organes d’étanchéité dynamique peuvent comporter par exemple des lèvres ayant pour fonction d’assurer l’étanchéité face au fluide.
Une utilisation dans des installations d’exploitation de fluides génère des contraintes sur les organes d’étanchéité dynamique, qui peuvent nécessiter d’être remplacés, in situ, c’est-à-dire directement sur l’installation.
Le brevet européen EP 0 988 141 décrit un procédé de fabrication par soudage dit bout à bout d’un organe d’étanchéité dynamique. En particulier, il enseigne de placer deux faces d’extrémités de cet organe l’une contre l’autre, de les maintenir, de les chauffer et de les presser l’une contre l’autre de sorte à former l’organe d’étanchéité dynamique annulaire pour sa mise en place dans le dispositif joint tournant.
Le brevet européen EP 2 350 223 décrit un procédé de formation d’une bague d’étanchéité, comportant les étapes de chauffer une tige thermoplastique extrudée à une température supérieure à une température de transition vitreuse, la tige extrudée présentant une première et une deuxième extrémités, de cintrer la tige extrudée pour former une structure circulaire tandis que la température est supérieure à la température de transition vitreuse, d’appuyer la première et la deuxième extrémités l’une contre l’autre et ainsi assembler les première et deuxième extrémités de la tige extrudée pour former une bague semi-finie, et de recuire la bague semi-finie.
Le brevet européen EP 3 102 385 décrit un procédé similaire à celui décrit dans le brevet européen EP 2 350 223, sauf que le cintrage est réalisé à température ambiante, en maintenant des contraintes sur la tige qui se trouvent sous la limite d’élasticité.
L’invention concerne un procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore, qui soit simple, commode et économique.
L’invention a ainsi pour objet, sous un premier aspect, un procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore, comportant les étapes de fournir un organe d’étanchéité dynamique présentant une première extrémité et une deuxième extrémité opposée à sa première extrémité, de fournir un système de soudage configuré pour raccorder la première extrémité avec la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique et de les raccorder pour obtenir l’organe d’étanchéité dynamique annulaire ; caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de :
- positionner la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique dans un moule du système de soudage, en regard l’une de l’autre et à une première distance prédéterminée non nulle de sorte à ménager un espace de remplissage entre elles dans le moule du système de soudage ;
- injecter un volume d’un matériau prédéterminé dans l’espace ménagé dans le moule du système de soudage entre la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique ;
- rapprocher la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique en les maintenant en regard l’une de l’autre et avec un écartement d’une deuxième distance prédéterminée non nulle, de sorte à réduire l’espace de remplissage dans le moule du système de soudage et ainsi presser chacune de la première extrémité et de la deuxième extrémité contre le matériau prédéterminé injecté dans l’espace de remplissage ; et
- retirer le moule disposé autour d’une jonction de soudure ainsi formée sur l’organe d’étanchéité dynamique.
Dans le procédé selon l’invention, les extrémités de l’organe d’étanchéité dynamique ne sont pas directement aboutées. L’injection d’un volume d’un matériau prédéterminé dans l’espace non nul ménagé dans le moule du système de soudage entre la première extrémité et la deuxième extrémité permet un apport de matière entre ces extrémités.
Un tel apport de matière dans l’espace de remplissage délimité par le moule et chacune des première et deuxième extrémités, combiné à une réduction de l’écartement entre ces extrémités par rapport au moment où l’apport de matière est réalisé, permet de générer une jonction de soudure, ou des bords de soudure, sans ou quasiment sans boursouflure.
Le procédé selon l’invention permet ainsi de réaliser une soudure, notamment in situ, d’un organe d’étanchéité dynamique ou de segments formant cet organe d’étanchéité dynamique de manière simple et commode et particulièrement précise.
On notera que l’organe d’étanchéité dynamique peut être réalisé en un matériau identique au volume de matériau prédéterminé injecté dans l’espace de remplissage.
Des caractéristiques préférées, simples, commodes et économiques du procédé selon l’invention sont présentées ci-après.
Le procédé peut comporter une étape d’assujettir mécaniquement des portions de l’organe d’étanchéité dynamique situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités sur des chariots dont l’au moins un est mobile pour faire passer les première et deuxième extrémités d’un premier écartement correspondant à la première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à la deuxième distance prédéterminée non nulle.
Le procédé peut comporter une étape de contrôler in situ le premier écartement et/ou le deuxième écartement.
Le procédé peut comporter l’étape d’injecter sous pression le volume de matériau prédéterminé dans l’espace de remplissage et le moule peut être pourvu d’un orifice d’évacuation permettant la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace de remplissage.
Le procédé peut comporter une étape de chauffer le moule avant l’étape d’injecter le volume de matériau prédéterminé et/ou une étape de chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage.
Le procédé peut comporter une étape de contrôler in situ la jonction de soudure.
Le procédé peut comporter une étape d’ébavurer la jonction de soudure.
L’invention vise également, sous un autre aspect, un système de soudage pour la mise en œuvre du procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique, tel que décrit ci-dessus, comportant un moule pourvu d’une enveloppe définissant un espace interne et des ouvertures latérales configurées pour recevoir une première extrémité et une deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique en regard et à distance l’une de l’autre, et un dispositif d’injection d’un volume de matériau prédéterminé en communication fluidique avec l’espace interne de l’enveloppe du moule.
Le moule peut être un moule à usage unique et/ou un moule présentant au moins deux parties de moule mobiles l’une par rapport l’autre.
Le système de soudage peut comporter des chariots configurés pour assujettir mécaniquement des portions de l’organe d’étanchéité dynamique situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités, avec au moins un des chariots qui est mobile pour faire passer les première et deuxième extrémités d’un premier écartement correspondant à une première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à une deuxième distance prédéterminée non nulle.
Le dispositif d’injection peut être configuré pour mettre sous pression le volume de matériau prédéterminé et le moule peut comporter un orifice d’entrée pour l’injection sous pression du volume de matériau prédéterminé et un orifice d’évacuation pour la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace de remplissage.
Le moule peut comporter un premier organe de chauffage de l’enveloppe configuré pour chauffer l’enveloppe avant d’injecter le volume de matériau prédéterminé et/ou le dispositif d’injection comporte un deuxième organe de chauffage du volume de matériau prédéterminé configuré pour chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage.
Le système de soudage peut comporter un premier contrôleur configuré pour contrôler un positionnement des première et deuxième extrémités de l’organe d’étanchéité dynamique et/ou un deuxième contrôleur configuré pour contrôler une jonction de soudure formée entre les première et deuxième extrémités de l’organe d’étanchéité dynamique.
L’invention a aussi pour objet, sous un autre aspect, un organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant d’une installation d’exploitation de fluides, ledit organe d’étanchéité dynamique étant obtenu par la mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus.
L’invention a aussi pour objet, encore sous un autre aspect, une installation d’exploitation de fluides, par exemple un hydrocarbure et notamment sur une plateforme offshore, comportant au moins un dispositif joint tournant ayant au moins un organe d’étanchéité dynamique tel que décrit ci-dessus et qui est logé à l’intérieur d’un espace d’écartement situé entre une première partie annulaire qui est assujettie à une tourelle d’amarrage fixe de ladite installation et une deuxième partie annulaire mobile en rotation par rapport à ladite première partie annulaire et qui est assujettie à un navire mobile de ladite installation.
Brève description des figures
On va maintenant poursuivre l’exposé de l’invention par la description d’exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La représente schématiquement et partiellement une installation d’exploitation de fluides sur une plateforme offshore, pourvue d’un navire, d’une tourelle d’amarrage, d’un réseau de canalisations subaquatiques permettant une communication fluidique pour le transfert du fluide entre le fond de la mer et le navire, et d’un dispositif joint tournant assurant l’étanchéité entre le navire et la tourelle et l’intégrité du transfert de fluides.
La est une vue de dessus du dispositif joint tournant de l’installation illustrée sur la .
La est une vue partielle en coupe du dispositif joint tournant, repérée III-III sur la .
La est un schéma-blocs illustrant un procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant tel que celui des figures 1 à 3.
La illustre schématiquement en perspective un système de soudage pour la fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique selon le procédé de la .
La illustre, en coupe, un détail du système de soudage de la .
La est un schéma-blocs illustrant plus en détail le procédé de fabrication par soudage de la , mis en œuvre à l’aide du système de soudage des figures 5 et 6.
Description détaillée
La illustre une installation d’exploitation de fluides 1 sur une plateforme offshore, permettant l'exploitation de champs d'hydrocarbures en mer 2.
Cette installation 1, aussi appelée unité flottante de production, de stockage et de déchargement, peut être pourvue d’un navire 3 qui est mobile, du fait de son environnement formé par la mer 2, et d’une tourelle d'amarrage 4 qui est géostationnaire et autour duquel le navire 3 est mobile.
La tourelle d’amarrage 4 peut par exemple être assujettie mécaniquement au fond de la mer 2 via des ancres sous-marines 5.
Le navire 3 peut être mobile vis-à-vis de la tourelle d’amarrage 4 par le biais d’un mécanisme à roulements 7.
L’installation 1 peut être pourvue de conduits 6 qui forment un réseau de canalisations subaquatiques permettant une communication fluidique pour le transfert du fluide entre le fond de la mer et le navire 3.
Le fluide circulant dans les conduits 6 provient du fond de la mer 2.
L’installation 1 comporte un dispositif joint tournant 10 assurant l’étanchéité entre le navire 3 et la tourelle d’amarrage 4 et l’intégrité du transfert de fluides.
Le dispositif joint tournant 10 peut être formé d’un joint tournant («swivel device» en terminologie anglo-saxonne) ou d’un empilement de tels joints («swivel stack device» en terminologie anglo-saxonne).
Ainsi qu’illustré sur la , un tel dispositif joint tournant 10 est globalement annulaire et comporte une première partie annulaire 11, dite fixe, qui est configurée pour être assujettie à la tourelle d’amarrage 4, ainsi qu’une deuxième partie annulaire 12, dite mobile, qui est configurée pour être assujettie au navire 3.
Dans l’exemple décrit, la deuxième partie annulaire 12 est mobile en rotation par rapport à la première partie annulaire 11, par l’intermédiaire d’un organe à roulements 13 au moins partiellement interposé entre les première et deuxième parties annulaires 11 et 12.
Le dispositif joint tournant 10 présente un espace interne 14 défini ici par une surface interne 15 de la première partie annulaire 11.
L’installation 1 comporte en outre un conduit de transfert 16 raccordé, directement ou indirectement, à au moins un des conduits subaquatiques 6.
Le conduit de transfert 16 entre dans le dispositif joint tournant 10 par son espace interne 14 et débouche à l’extérieur du dispositif joint tournant 10 par un raccord de sortie 17.
Le conduit de transfert 16 traverse ainsi le dispositif joint tournant 10 en entrant dans la première partie annulaire 11 et en sortant par la deuxième partie annulaire 12.
La montre en coupe le dispositif joint tournant 10 de la et illustre plus en détail le chemin fluidique au travers du dispositif joint tournant 10 et la coopération entre les première et deuxième parties annulaires 11 et 12.
Le dispositif joint tournant 10 est pourvu d’une chambre de transfert 18 formée partiellement par un premier orifice 19 ménagé dans la première partie annulaire 11 et par un deuxième orifice 20 ménagé dans la deuxième partie annulaire 12 et au moins partiellement en regard du premier orifice 19.
La chambre de transfert 18 est ici annulaire, ou toroïdale.
Le premier orifice 19 débouche au niveau de la surface interne 15 de la première partie annulaire 11 dans une première portion du conduit de transfert 16 située dans l’espace interne 14 du dispositif joint tournant 10 et qui est raccordée aux conduits subaquatiques 6.
Le deuxième orifice 20 débouche au niveau d’une surface externe 21 de la deuxième partie annulaire 12 dans une deuxième portion du conduit de transfert 16 située à l’extérieur du dispositif joint tournant 10 et qui comporte le raccord de sortie 17.
Une flèche illustrée sur la montre le chemin fluidique emprunté par le fluide venant des conduits 6 et acheminé par le conduit de transfert 16 en traversant les première et deuxième parties annulaire 11 et 12 du dispositif joint tournant 10, jusqu’au raccord de sortie 17.
Le dispositif joint tournant 10 est en outre pourvu d’un espace d’écartement 22 situé entre la première partie annulaire 11 et la deuxième partie annulaire 12.
L’espace d’écartement 22 est prévu pour permettre la rotation de la deuxième partie annulaire 12 par rapport à la première partie annulaire 11.
Dans l’exemple décrit, l’espace d’écartement 22 est interrompu par la chambre de transfert 18.
Ainsi, sur une portion supérieure 23 du dispositif joint tournant 10, l’espace d’écartement 22 s’étend depuis l’organe à roulement 13 jusqu’à déboucher dans la chambre de transfert 18 ; tandis que sur une portion inférieure 24 du dispositif joint tournant 10, l’espace d’écartement 22 débouche à une extrémité dans la chambre de transfert 18 et débouche à une extrémité opposée à l’extérieur du dispositif joint tournant 10.
La chambre de transfert 18 est ici interposée entre les portions supérieure et inférieure 23 et 24.
En particulier, l’espace d’écartement 22 est ménagé entre une surface externe de la première partie annulaire 11, laquelle surface externe est opposée à sa surface interne 15, et une surface interne de la deuxième partie annulaire 12, laquelle surface interne est opposée à sa surface externe 21.
Le dispositif joint tournant 10 comporte des organes d’étanchéité dynamique 30 logés au moins partiellement à l’intérieur de l’espace d’écartement 22, dans les portions supérieure et inférieure 23 et 24 du dispositif joint tournant 10.
Ces organes d’étanchéité dynamique 30 sont prévus pour étancher l’espace d’écartement 22.
Ces organes d’étanchéité dynamique 30 peuvent comporter par exemple des lèvres ayant pour fonction d’assurer l’étanchéité face au fluide.
Dans l’exemple décrit, trois organes d’étanchéité dynamique 30 sont logés au moins partiellement à l’intérieur de l’espace d’écartement 22 dans la portion supérieure 23 du dispositif joint tournant 10 et trois organes d’étanchéité dynamique 30 sont logés au moins partiellement à l’intérieur de l’espace d’écartement 22 dans la portion inférieure 24 du dispositif joint tournant 10.
Le dispositif joint tournant 10 comporte ici en outre plusieurs dispositifs de protection 35 des organes d’étanchéité dynamique 30.
En variante, il pourrait y en avoir plus ou moins et pas nécessairement le même nombre dans les portions supérieure et inférieure.
Dans l’exemple décrit, un dispositif de protection 35 est logé au moins partiellement à l’intérieur de l’espace d’écartement 22 dans la portion supérieure 23 du dispositif joint tournant 10 et deux dispositifs de protection 35 sont logés au moins partiellement à l’intérieur de l’espace d’écartement 22 dans la portion inférieure 24 du dispositif joint tournant 10.
Le dispositif joint tournant 10 peut aussi comporter un dispositif de nettoyage 50 configuré pour évacuer des débris que peut comporter ledit fluide et qui est ici formé par un canal formé dans la deuxième partie annulaire 12 et qui débouche dans l’espace d’écartement 22 au niveau d’un dispositif de protection 35.
En variante, il pourrait y avoir plus ou moins de dispositifs de protection et/ou de dispositif de nettoyage, ou ne pas en avoir.
Dans une telle installation 1, les organes d’étanchéité dynamique 30 peuvent nécessiter d’être remplacés. Pour des questions économiques, il n’est pas envisageable de démonter le dispositif joint tournant 10 équipant l’installation 1 en production. Par conséquent, le remplacement ou la réparation d’un organe d’étanchéité dynamique 30 doit se faire in situ, c’est-à-dire sur la plateforme et en particulier directement sur le dispositif joint tournant 10.
A cet effet, les figures 4 à 7 montrent un système de soudage 60 pour la mise en œuvre d’un procédé de fabrication par soudage d’un tel organe d’étanchéité dynamique 30 ainsi que les étapes de ce procédé.
En référence à la , le procédé de fabrication par soudage comporte globalement l’étape 100 de fournir l’organe d’étanchéité dynamique 30 de remplacement ou des segments d’un tel organe s’il s’agit par exemple d’une réparation, l’étape 110 de fournir un système de soudage 60 et l’étape 120 de raccorder par soudage une première extrémité 55 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 avec une deuxième extrémité 56 opposée à la première extrémité 55 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 et de les raccorder pour obtenir l’organe d’étanchéité dynamique 30 annulaire.
En référence aux figures 5 et 6, le système de soudage 60 comporte un moule 65 pourvu d’une enveloppe 68 définissant un espace interne 64 et des ouvertures latérales 69 configurées pour recevoir une première extrémité 55 et une deuxième extrémité 56 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 en regard et à distance l’une de l’autre.
Le système de soudage 60 comporte un dispositif d’injection 70 d’un volume de matériau prédéterminé en communication fluidique avec l’espace interne 64 de l’enveloppe 68 du moule 65.
Le matériau prédéterminé peut par exemple être fourni sous la forme d’un fil 75.
Le moule 65 peut être un moule à usage unique et/ou un moule présentant au moins deux parties de moule mobiles l’une par rapport l’autre.
L’enveloppe 68 du moule 65 présente une face interne conformée comme l’organe d’étanchéité dynamique 30, de sorte que l’espace interne 64 définit globalement une section identique à celle de cet organe.
Dans l’exemple illustré, le système de soudage 60 comporte des chariots 67 configurés pour assujettir mécaniquement des portions 58 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités 55 et 56.
Au moins un des chariots 67 est mobile pour faire passer les première et deuxième extrémités 55 et 56 par exemple d’un premier écartement correspondant à une première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à une deuxième distance prédéterminée non nulle (voir ci-après).
On notera que dans la première position d’écartement des première et deuxième extrémités 55 et 56, la zone les séparant dans l’espace interne 64 de l’enveloppe 68 peut être définie comme un espace de remplissage 66.
Les chariots 67 sont ici chacun pourvus d’un socle 72 sur lequel est monté une bague 73 formant une pince autour des portions 58 de l’organe d’étanchéité dynamique 30.
Le système de soudage 60 comporte ici un premier contrôleur 74 assujetti mécaniquement à l’un au moins des socles 72 et configuré pour mettre en mouvement le ou les chariots 67.
Le premier contrôleur 74 peut en outre être configuré pour contrôler le positionnement des première et deuxième extrémités 55 et 56 de l’organe d’étanchéité dynamique 30, grâce à des capteurs de position.
Le dispositif d’injection 70 peut être configuré pour mettre sous pression le volume de matériau prédéterminé et l’enveloppe 68 du moule 65 peut comporter un orifice d’entrée 71 en communication fluidique avec le dispositif d’injection 70 et débouchant dans l’espace interne 64 du moule 65 pour l’injection sous pression du volume de matériau prédéterminé.
L’enveloppe 68 du moule 65 peut en outre comporter un orifice d’évacuation 78 en communication fluidique avec un réservoir de recueil 77 et débouchant aussi dans l’espace interne 64 du moule 65.
L’orifice d’évacuation 78 permet la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace interne 64 du moule et donc au travers de l’espace de remplissage 66.
On notera que le système de soudage comporte des conduits et peut aussi comporter des vannes et/ou clapets pour permettre l’ouverture et/ou la fermeture de ces conduits.
Dans l’exemple illustré, le moule 65 comporte également un premier organe de chauffage 76 de l’enveloppe 68 configuré pour chauffer l’enveloppe 68 avant d’injecter le volume de matériau prédéterminé.
En outre, le dispositif d’injection 70 peut comporter un deuxième organe de chauffage (non illustré) du volume de matériau prédéterminé configuré pour chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage 66.
Dans l’exemple illustré, le système de soudage 60 peut comporter un deuxième contrôleur (non représenté) configuré pour contrôler une jonction de soudure 57 formée entre les première et deuxième extrémités 55 et 56 de l’organe d’étanchéité dynamique.
Ce deuxième contrôleur peut être placé in situ dans le moule 65.
On va décrire plus en détail le procédé de fabrication par soudage de l’organe d’étanchéité à l’aide du système de soudage 60 décrit ci-dessus.
En particulier, en référence à la et aussi à la , le procédé de fabrication par soudage comporte l’étape 140 de positionner la première extrémité 55 et la deuxième extrémité 56 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 dans le moule 65 du système de soudage 60, en regard l’une de l’autre et à une première distance prédéterminée non nulle de sorte à ménager un espace de remplissage 66 entre elles dans le moule 65.
Dans l’exemple illustré, le procédé de fabrication par soudage peut optionnellement comporter l’étape 150 d’assujettir mécaniquement des portions 58 et 59 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités 55 et 56 sur des chariots 67 dont l’au moins un est mobile.
Le procédé de fabrication par soudage peut optionnellement comporter l’étape 160 de contrôler in situ le premier écartement grâce au premier capteur de position.
Le procédé de fabrication par soudage comporte l’étape 170 d’injecter un volume d’un matériau prédéterminé dans l’espace de remplissage 66 ménagé dans le moule 65 du système de soudage 60 entre la première extrémité 55 et la deuxième extrémité 56 de l’organe d’étanchéité dynamique 30.
Dans l’exemple illustré, l’étape 170 d’injecter le volume de matériau prédéterminé dans l’espace de remplissage 66 est réalisé sous pression par l’orifice d’entrée 71 du moule et grâce au dispositif d’injection 70.
L’orifice d’évacuation 78 du moule 65 permet la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace de remplissage 66.
Le procédé de fabrication par soudage peut optionnellement comporter l’étape 180 de chauffer le moule 65 avant l’étape 170 d’injecter le volume de matériau prédéterminé.
Le procédé de fabrication par soudage peut aussi optionnellement comporter l’étape 190 de chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage 66.
Le procédé de fabrication par soudage comporte l’étape 200 de rapprocher la première extrémité 55 et la deuxième extrémité 56 de l’organe d’étanchéité dynamique 30 en les maintenant en regard l’une de l’autre et avec un écartement d’une deuxième distance prédéterminée non nulle, de sorte à réduire l’espace de remplissage 66 dans le moule 65 du système de soudage 60 et ainsi presser chacune de la première extrémité 55 et de la deuxième extrémité 56 contre le matériau prédéterminé injecté dans l’espace de remplissage 66.
Dans l’exemple, l’étape 200 de rapprochement peut être réalisée en déplaçant l’un au moins des chariots 67, qui est mobile, ou les deux chariots 67 s’ils sont mobiles, de sorte à faire passer les première et deuxième extrémités 55 et 56 d’un premier écartement correspondant à la première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à la deuxième distance prédéterminée non nulle.
Le procédé de fabrication par soudage peut optionnellement comporter l’étape 210 de contrôler in situ le deuxième écartement grâce au deuxième capteur de position.
Le procédé de fabrication par soudage peut comporter l’étape 220 de contrôler in situ la jonction de soudure 57.
Le procédé de fabrication par soudage comporte l’étape 230 de retirer le moule 60 disposé autour d’une jonction de soudure 57 ainsi formée sur l’organe d’étanchéité dynamique 30 annulaire.
Le procédé de fabrication par soudage peut comporter l’étape 240 d’ébavurer la jonction de soudure 57.
On notera que l’organe d’étanchéité dynamique 30 peut être réalisé en un matériau identique au volume de matériau prédéterminé injecté dans l’espace de remplissage 65.
On notera aussi que le matériau prédéterminé peut être formé d’au moins un thermoplastique, de préférence composé d’au moins du polyétheréthercétone, dénommé PEEK, voire optionnellement aussi d’au moins du polytétrafluoroéthylène, dénommé PTFE.
Un exemple d’un procédé tel que décrit ci-dessus peut être mis en œuvre selon une séquence déterminée comme suit :
- assemblage des extrémités dans le moule selon le premier écartement ;
- contrôle de la position des extrémités et ajustement d’un jeu d’extrusion et donc du diamètre souhaité de l’organe d’étanchéité dynamique ;
- chauffage du matériau prédéterminé dans le dispositif d’injection ;
- chauffage progressif de l’espace interne du moule par exemple par circulation d’un gaz jusqu’à l’approche d’une température de transition vitreuse du matériau ;
- mise en dépression de l’espace de remplissage ;
- injection sous pression du matériau dans l’espace de remplissage et récupération du surplus de matériau dans le réservoir de recueil ;
- rapprochement progressif des extrémités jusqu’au deuxième écartement ;
- contrôle du positionnement puis contrôle de la jonction de soudure ;
- démoulage et retrait de l’organe d’étanchéité dynamique : et
- ébavurage de la jonction de soudure.
Dans le procédé décrit ci-dessus les extrémités de l’organe d’étanchéité dynamique ne sont pas directement aboutées. L’injection d’un volume d’un matériau prédéterminé dans l’espace non nul ménagé dans le moule du système de soudage entre la première extrémité et la deuxième extrémité permet un apport de matière entre ces extrémités.
Un tel apport de matière dans l’espace de remplissage délimité par le moule et chacune des première et deuxième extrémités, combiné à une réduction de l’écartement entre ces extrémités par rapport au moment où l’apport de matière est réalisé, permet de générer une jonction de soudure, ou des bords de soudure, sans ou quasiment sans boursouflure.
Ce procédé permet ainsi de réaliser une soudure, notamment in situ, d’un organe d’étanchéité dynamique ou de segments formant cet organe d’étanchéité dynamique de manière simple et commode et particulièrement précise.
Plus généralement, l’invention trouve une application dans les navires ou unités flottantes du domaine de l’offshore permettant la production et/ou la transformation et/ou le traitement et/ou le stockage et/ou le déchargement de fluides et/ou d’énergie notamment électrique et/ou de signaux.
Plus généralement, l’invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.

Claims (15)

  1. Procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique (30) configuré pour équiper un dispositif joint tournant (10) d’une installation (1) d’exploitation de fluides, notamment sur une plateforme offshore, comportant les étapes de fournir (100) un organe d’étanchéité dynamique présentant une première extrémité (55) et une deuxième extrémité (56) opposée à sa première extrémité, de fournir (110) un système de soudage (60) configuré pour raccorder la première extrémité avec la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique et de les raccorder (120) pour obtenir l’organe d’étanchéité dynamique annulaire ; caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de :
    - positionner (140) la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique dans un moule (65) du système de soudage, en regard l’une de l’autre et à une première distance prédéterminée non nulle de sorte à ménager un espace de remplissage (66) entre elles dans le moule du système de soudage ;
    - injecter (170) un volume d’un matériau prédéterminé dans l’espace ménagé dans le moule du système de soudage entre la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique ;
    - rapprocher (200) la première extrémité et la deuxième extrémité de l’organe d’étanchéité dynamique en les maintenant en regard l’une de l’autre et avec un écartement d’une deuxième distance prédéterminée non nulle, de sorte à réduire l’espace de remplissage dans le moule du système de soudage et ainsi presser chacune de la première extrémité et de la deuxième extrémité contre le matériau prédéterminé injecté dans l’espace de remplissage ; et
    - retirer (230) le moule disposé autour d’une jonction de soudure ainsi formée sur l’organe d’étanchéité dynamique.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (150) d’assujettir mécaniquement des portions (58) de l’organe d’étanchéité dynamique (30) situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités (55, 56) sur des chariots (67) dont l’au moins un est mobile pour faire passer les première et deuxième extrémités d’un premier écartement correspondant à la première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à la deuxième distance prédéterminée non nulle.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (160, 210) de contrôler in situ le premier écartement et/ou le deuxième écartement.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte l’étape d’injecter (170) sous pression le volume de matériau prédéterminé dans l’espace de remplissage (66) et le moule (65) est pourvu d’un orifice d’évacuation (78) permettant la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace de remplissage.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de chauffer (180) le moule (65) avant l’étape d’injecter le volume de matériau prédéterminé et/ou une étape (190) de chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage (66).
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (220) de contrôler in situ la jonction de soudure (57).
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (240) d’ébavurer la jonction de soudure (57).
  8. Système de soudage pour la mise en œuvre du procédé de fabrication par soudage d’un organe d’étanchéité dynamique, selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un moule (65) pourvu d’une enveloppe (68) définissant un espace interne (64) et des ouvertures latérales (69) configurées pour recevoir une première extrémité (55) et une deuxième extrémité (56) de l’organe d’étanchéité dynamique (30) en regard et à distance l’une de l’autre, et un dispositif d’injection (70) d’un volume de matériau prédéterminé en communication fluidique avec l’espace interne de l’enveloppe du moule.
  9. Système de soudage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moule (65) est un moule à usage unique ou un moule présentant au moins deux parties de moule mobiles l’une par rapport l’autre.
  10. Système de soudage selon l’une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu’il comporte des chariots (67) configurés pour assujettir mécaniquement des portions (58) de l’organe d’étanchéité dynamique (30) situées à proximité de chacune des première et deuxième extrémités (55, 56), avec au moins un des chariots qui est mobile pour faire passer les première et deuxième extrémités d’un premier écartement correspondant à une première distance prédéterminée non nulle à un deuxième écartement correspondant à une deuxième distance prédéterminée non nulle.
  11. Système de soudage selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le dispositif d’injection (70) est configuré pour mettre sous pression le volume de matériau prédéterminé et le moule (65) comporte un orifice d’entrée (71) pour l’injection sous pression du volume de matériau prédéterminé et un orifice d’évacuation (78) pour la circulation du volume de matériau prédéterminé au travers de l’espace de remplissage (66).
  12. Système de soudage selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le moule (65) comporte un premier organe de chauffage (76) de l’enveloppe (68) configuré pour chauffer l’enveloppe avant d’injecter le volume de matériau prédéterminé et/ou le dispositif d’injection (70) comporte un deuxième organe de chauffage du volume de matériau prédéterminé configuré pour chauffer le volume de matériau prédéterminé avant son injection dans l’espace de remplissage (66).
  13. Système de soudage selon l’une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu’il comporte un premier contrôleur (74) configuré pour contrôler un positionnement des première et deuxième extrémités de l’organe d’étanchéité dynamique (30) et/ou un deuxième contrôleur configuré pour contrôler une jonction de soudure (57) formée entre les première et deuxième extrémités (55, 56) de l’organe d’étanchéité dynamique.
  14. Organe d’étanchéité dynamique configuré pour équiper un dispositif joint tournant (10) d’une installation (1) d’exploitation de fluides, ledit organe d’étanchéité dynamique étant obtenu par la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
  15. Installation d’exploitation de fluides, par exemple un hydrocarbure et notamment sur une plateforme offshore, comportant au moins un dispositif joint tournant (10) ayant au moins un organe d’étanchéité dynamique (30) selon la revendication 14 et qui est logé à l’intérieur d’un espace d’écartement (22) situé entre une première partie annulaire (11) qui est assujettie à une tourelle d’amarrage (4) fixe de ladite installation (1) et une deuxième partie annulaire (12) mobile en rotation par rapport à ladite première partie annulaire et qui est assujettie à un navire (3) mobile de ladite installation.
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