OA21230A - Method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe and device for implementing such a method. - Google Patents

Method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe and device for implementing such a method. Download PDF

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OA21230A
OA21230A OA1202300158 OA21230A OA 21230 A OA21230 A OA 21230A OA 1202300158 OA1202300158 OA 1202300158 OA 21230 A OA21230 A OA 21230A
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OA
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pipe
induction coil
magnetic field
electrical resistance
alternating
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OA1202300158
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French (fr)
Inventor
Raymond Hallot
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Saipem S.A.
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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier, comprenant les étapes de génération dans une portion (4) de la conduite d'un courant induit au moyen d'une bobine d'induction (6) centrée sur un axe longitudinal (X-X) de la conduite et parcourue par un courant alternatif, la bobine étant logée dans une culasse (8) en matériau ferromagnétique afin de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite, mesure de la puissance active dissipée par la portion de conduite soumise au champ magnétique, mesure de l'amplitude du champ magnétique produit, et détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite à partir des mesures de la puissance active dissipée et de l'amplitude du champ magnétique induit. L'invention concerne aussi un dispositif (2) de mise en œuvre d'un tel procédé.
The invention relates to a method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe, comprising the steps of generating in a portion (4) of the pipe an induced current by means of a coil of induction (6) centered on a longitudinal axis (XX) of the pipe and carried by an alternating current, the coil being housed in a yoke (8) of ferromagnetic material in order to confine the magnetic field on a predefined surface of the pipe portion , measurement of the active power dissipated by the portion of pipe subjected to the magnetic field, measurement of the amplitude of the magnetic field produced, and determination of the linear electrical resistance in alternating conditions of the portion of pipe from measurements of the active power dissipated and the amplitude of the induced magnetic field. The invention also relates to a device (2) for implementing such a method.

Description

Description „ Titre de l'invention : Procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier et dispositif de mise en œuvre d'un tel procédéDescription „ Title of the invention: Method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe and device for implementing such a method

Domaine TechniqueTechnical area

L'invention se rapporte au domaine général de la caractérisation de conduites en acier utilisées pour le transport de fluides, notamment de pétrole et de gaz. Elle concerne plus précisément un procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier.The invention relates to the general field of the characterization of steel pipes used for the transport of fluids, in particular oil and gas. It concerns more precisely a method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe.

Technique antérieurePrior art

Dans un même champ de production d'hydrocarbures offshore, il est courant d'exploiter plusieurs puits qui peuvent être séparés les uns des autres de plusiêurs kilomètres, voire dizaines de kilomètres. Les fluides issus de ces différents puits doivent être collectés par des conduites sous-marines métalliques (typiquement en acier) posées au fond de la mer et transférés par des conduites de liaison fond/surface vers une installation de surface, par exemple une plateforme, un navire ou un point de collecte terrestre, qui va les recueillir pour les stocker (et éventuellement les traiter).In the same offshore hydrocarbon production field, it is common to exploit several wells which can be separated from each other by several kilometers, or even tens of kilometers. The fluids from these different wells must be collected by metallic underwater pipes (typically steel) placed at the bottom of the sea and transferred by bottom/surface connection pipes to a surface installation, for example a platform, a ship or a land collection point, which will collect them for storage (and possibly processing).

Les fluides issus des puits de production ont tendance à se refroidir rapidement en parcourant les nombreux kilomètres de conduites sous-marines ou lors d'arrêts de production. Or, si aucune disposition n'est prise pour conserver une température de seuil minimale à l'intérieur de ces conduites, le risque est important que les molécules de gaz, notamment le méthane, contenus dans les fluides transportés se combinent aux molécules d'eau pour former, à basse température, des cristaux d'hydrates. Ces derniers peuvent coller aux parois, s'y agglomérer et conduire à la formation de bouchons capables de bloquer la circulation des fluides à l'intérieur des conduites. De même, la solubilité dans le pétrole des composés à haut poids moléculaires, comme les paraffines ou les asphaltènes, diminue lorsque la température baisse, ce qui donne naissance à des dépôts solides capables eux-aussi de bloquer la circulation.Fluids from production wells tend to cool quickly while traveling through the many kilometers of subsea pipelines or during production shutdowns. However, if no provision is made to maintain a minimum threshold temperature inside these pipes, there is a significant risk that the gas molecules, particularly methane, contained in the transported fluids will combine with the water molecules. to form, at low temperature, hydrate crystals. These can stick to the walls, clump together and lead to the formation of blockages capable of blocking the circulation of fluids inside the pipes. Likewise, the solubility in oil of high molecular weight compounds, such as paraffins or asphaltenes, decreases when the temperature drops, which gives rise to solid deposits which are also capable of blocking circulation.

Dans le cas de conduites sous-marines dites « à simple enveloppe », il est connu de recourir à une solution active de chauffage. La solution la plus répandue consiste à chauffer la conduite sous-marine par l'application d'un courant électrique alternatif directement sur l'enveloppe interne en acier de la conduite, cette enveloppe étant 5 reliée à chaque extrémité de la conduite à un câble électrique. L'enveloppe interne n'est pas isolée électriquement de l'eau de mer dans laquelle la conduite est immergée, conduisant à de forts courants circulant dans cette eau de mer et réduisant fortement l'efficacité de la solution.In the case of so-called “single-envelope” underwater pipes, it is known to use an active heating solution. The most widespread solution consists of heating the underwater pipe by applying an alternating electric current directly to the internal steel casing of the pipe, this casing being connected at each end of the pipe to an electric cable. . The internal casing is not electrically isolated from the seawater in which the pipe is immersed, leading to strong currents circulating in this seawater and greatly reducing the effectiveness of the solution.

Dans le cas de conduites sous-marines dites « à double enveloppe » de type « Pipe ίο In Pipe » ou PIP dans lesquelles une enveloppe interne transporte les fluides et une enveloppe externe coaxiale à l'enveloppe interne est en contact avec l'eau de mer, il est également connu de chauffer l'enveloppe interne de la conduite par application d'un courant électrique alternatif directement sur l'enveloppe interne en acier de la conduite, l'enveloppe externe également réalisée en acier étant utilisée comme un is conducteur pour le chemin retour du courant électrique.In the case of so-called “double-envelope” underwater pipes of the “Pipe ίο In Pipe” or PIP type in which an internal envelope transports the fluids and an external envelope coaxial with the internal envelope is in contact with the water sea, it is also known to heat the internal envelope of the pipe by applying an alternating electric current directly to the internal steel envelope of the pipe, the external envelope also made of steel being used as a conductor for the return path of the electric current.

Le courant électrique alternatif qui parcourt l'enveloppe interne permet ainsi de chauffer celle-ci par effet de Joule. Plus précisément, le chauffage de l'enveloppe interne est produit par effet Joule par le courant qui la traverse ; la chaleur produite est en grande partie transmise aux fluides dans l'enveloppe interne, les pertes thermiques au travers de l'isolant remplissant l'espace annulaire entre l'enveloppe interne et l'enveloppe externe étant relativement réduites. Cette solution de chauffage électrique est appelée en anglais « Direct Electrical Heating » (ou DEH) pour chauffage électrique direct.The alternating electric current which passes through the internal envelope thus allows it to be heated by the Joule effect. More precisely, the heating of the internal envelope is produced by the Joule effect by the current passing through it; the heat produced is largely transmitted to the fluids in the internal envelope, the thermal losses through the insulation filling the annular space between the internal envelope and the external envelope being relatively reduced. This electric heating solution is called “Direct Electrical Heating” (or DEH) for direct electric heating.

Quelle que soit le type de conduite (à simple ou à double enveloppe), il est 25 nécessaire de s'assurer avant la mise en service que la puissance de chauffe linéique en fonctionnement sera suffisamment homogène tout le long de la conduite. En effet, la puissance de chauffe d'un tronçon de conduite étant égale à sa résistance électrique en régime alternatif multipliée par le carré du courant efficace qui le traverse, une résistance électrique linéique en régime alternatif hors tolérance sur 30 l'un des tronçons de la conduite conduira à une puissance de chauffe hors tolérance en conditions de fonctionnement.Whatever the type of pipe (single or double jacket), it is necessary to ensure before commissioning that the linear heating power in operation will be sufficiently uniform throughout the pipe. Indeed, the heating power of a section of pipe being equal to its electrical resistance in alternating regime multiplied by the square of the effective current which passes through it, a linear electrical resistance in alternating regime outside tolerance on one of the sections of driving will lead to a heating power out of tolerance in operating conditions.

La résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier dépend de nombreux facteurs et elle peut varier d'un tronçon de conduite à un autre, en particulier au sein d'un même lot de fabrication. Aussi, il est apparu crucial de pouvoir déterminer la résistance électrique linéique en régime alternatif à réception des lots de tronçons de conduites.The linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe depends on many factors and it can vary from one section of pipe to another, in particular within the same manufacturing batch. Also, it appeared crucial to be able to determine the linear electrical resistance in alternating mode upon receipt of batches of pipe sections.

A cet effet, l'une des méthodes connues pour mesurer la résistance électrique linéique en régime alternatif des tronçons de conduite est basée sur l'alimentation électrique directe aux deux extrémités de chaque tronçon de conduite au moyen d'une source électronique de puissance dédiée. On pourra se référer notamment à la publication intitulée « Electromagnetic Modelling for Electrical Heating of Pipelines » et publiée en 2007 par « International Society of Offshore and Polar Engineers » (ISOPE-I-07-378).For this purpose, one of the known methods for measuring the linear electrical resistance in alternating conditions of the pipe sections is based on the direct electrical supply at the two ends of each pipe section by means of a dedicated electronic power source. Reference may be made in particular to the publication entitled “Electromagnetic Modeling for Electrical Heating of Pipelines” and published in 2007 by the “International Society of Offshore and Polar Engineers” (ISOPE-I-07-378).

Cette méthode présente cependant de nombreux inconvénients, dont un temps de cycle de mesure qui est relativement long (environ 15 min pour un tronçon de conduite d'une longueur de 12 m). Par ailleurs, cette méthode nécessite un meulage du tronçon de conduite au niveau des points de raccordement à la source électronique de puissance. En outre, le matériel nécessaire à cette mesure (en particulier la source de puissance) est assez volumineux.However, this method has numerous drawbacks, including a relatively long measurement cycle time (around 15 min for a section of pipe 12 m long). Furthermore, this method requires grinding of the pipe section at the connection points to the electronic power source. Additionally, the hardware required for this measurement (especially the power source) is quite bulky.

Exposé de l'inventionPresentation of the invention

L'invention a donc pour objet de proposer un procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier qui ne présente pas les inconvénients précités.The object of the invention is therefore to propose a method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe which does not present the aforementioned drawbacks.

Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier, comprenant les étapes de :In accordance with the invention, this goal is achieved thanks to a method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe, comprising the steps of:

a) génération dans une portion de la conduite d'un courant induit résultant de la production d'un champ magnétique à une fréquence prédéfinie au moyen d'une bobine d'induction centrée sur un axe longitudinal de la conduite et parcourue par un courant alternatif, la bobine d'induction étant logée dans une culasse en matériau ferromagnétique afin de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite ;a) generation in a portion of the pipe of an induced current resulting from the production of a magnetic field at a predefined frequency by means of an induction coil centered on a longitudinal axis of the pipe and traversed by an alternating current , the induction coil being housed in a yoke made of ferromagnetic material in order to confine the magnetic field to a predefined surface of the pipe portion;

b) mesure de la puissance active dissipée par la portion de conduite soumise au champ magnétique ;b) measurement of the active power dissipated by the portion of pipe subjected to the magnetic field;

c) détermination de l'amplitude du champ magnétique produit ; etc) determination of the amplitude of the magnetic field produced; And

d) détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite à partir des mesures de la puissance active dissipée et de l'amplitude du champ magnétique induit.d) determination of the linear electrical resistance in alternating conditions of the pipe portion from measurements of the active power dissipated and the amplitude of the induced magnetic field.

Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il prévoit de déterminer la ίο résistance électrique linéique en régime alternatif (AC) d'une portion de conduite en générant un champ magnétique à fréquence prédéterminée capable d'induire un courant dans l'épaisseur de la conduite. Il est notamment possible de réaliser une mesure locale de la résistance électrique linéique AC ou bien de balayer l'ensembie de la conduite en déplaçant la bobine d'induction le long de la conduite. Dans ce cas, 15 le temps nécessaire à la détermination de la résistance électrique linéique AC peut être considérablement réduit par rapport à la méthode connue de l'art antérieur (typiquement 5 min pour une conduite d'une longueur de 12 m).The method according to the invention is remarkable in that it provides for determining the linear electrical resistance in alternating regime (AC) of a portion of pipe by generating a magnetic field at predetermined frequency capable of inducing a current in the thickness of the pipe. It is notably possible to carry out a local measurement of the AC linear electrical resistance or to scan the entire pipe by moving the induction coil along the pipe. In this case, the time necessary for determining the AC linear electrical resistance can be considerably reduced compared to the method known from the prior art (typically 5 min for a pipe with a length of 12 m).

De plus, le procédé selon l'invention ne nécessite aucun meulage (ou autre opération) de la conduite et l'équipement nécessaire à sa mise en œuvre est très 20 peu encombrant. En outre, le procédé selon l'invention permet de réaliser une mesure de la résistance électrique linéique AC aussi bien sur la face externe de la conduite que sur sa face interne.Furthermore, the method according to the invention does not require any grinding (or other operation) of the pipe and the equipment necessary for its implementation is very space-saving. Furthermore, the method according to the invention makes it possible to measure the linear electrical resistance AC both on the external face of the pipe and on its internal face.

De façon avantageuse, la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite est déterminée à l'étape d) par l'équation : Rac.deh = (2 x flheatjiMp) / (π x OD x Hjimp]2 ; dans laquelle Rac_deh est la résistance électrique linéique en régime alternatif, flheatjiMp est la puissance active dissipée par unité de longueur de la conduite, OD est le diamètre de la conduite, et Hjimp est l'amplitude du champ magnétique produit.Advantageously, the linear electrical resistance in alternating mode of the pipe portion is determined in step d) by the equation: Rac.deh = (2 x flheatjiMp) / (π x OD x Hjimp] 2 ; in which Rac_deh is the linear electrical resistance in alternating conditions, flheatjiMp is the active power dissipated per unit length of the pipe, OD is the diameter of the pipe, and Hjimp is the amplitude of the magnetic field produced.

De façon avantageuse également, la fréquence du champ magnétique produit à l'étape a) peut être variée en continu afin de déterminer la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite à différentes fréquences.Also advantageously, the frequency of the magnetic field produced in step a) can be varied continuously in order to determine the linear electrical resistance in alternating conditions of the pipe portion at different frequencies.

Selon une application, les étapes a) à d) sont répétées sur toute la longueur de la conduite en déplaçant la bobine d'induction le long de la conduite.According to one application, steps a) to d) are repeated over the entire length of the pipe by moving the induction coil along the pipe.

La bobine d'induction de l'étape a) peut être disposée à l'intérieur de la conduite afin de déterminer la résistance électrique linéique AC de la face interne de la conduite. Alternativement, elle peut être disposée à l'extérieur de la conduite afin de déterminer la résistance électrique linéique AC de la face externe de la conduite.The induction coil of step a) can be placed inside the pipe in order to determine the linear electrical resistance AC of the internal face of the pipe. Alternatively, it can be placed outside the pipe in order to determine the AC linear electrical resistance of the external face of the pipe.

La fréquence du champ magnétique produit à l'étape a) peut être comprise entre 5 Hz et 10 kHz.The frequency of the magnetic field produced in step a) can be between 5 Hz and 10 kHz.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé tel que défini précédemment, comprenant une bobine d'induction destinée à être centrée sur un axe longitudinal de la conduite et à être parcourue par un courant alternatif, et une culasse en matériau ferromagnétique à l'intérieur de laquelle est montée la bobine d'induction afin de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite.The invention also relates to a device for implementing the method as defined above, comprising an induction coil intended to be centered on a longitudinal axis of the pipe and to be traversed by an alternating current, and a cylinder head made of ferromagnetic material inside which the induction coil is mounted in order to confine the magnetic field to a predefined surface of the pipe portion.

La culasse peut comprendre un corps tubulaire concentrique à la bobine d'induction qui se termine à chaque extrémité par une collerette annulaire délimitant un entrefer avec la portion de la conduite.The cylinder head may comprise a tubular body concentric with the induction coil which ends at each end in an annular collar delimiting an air gap with the portion of the pipe.

La bobine d'induction peut être réalisée par un enroulement d'un fil conducteur avec un pas variable sur la longueur de ladite bobine d'induction afin de compenser les effets de bord. Alternativement, la bobine d’induction peut être réalisée par un enroulement en plusieurs couches de fils conducteurs sur tout ou partie de sa longueur. .The induction coil can be produced by winding a conductive wire with a variable pitch over the length of said induction coil in order to compensate for edge effects. Alternatively, the induction coil can be made by winding several layers of conductive wires over all or part of its length. .

De préférence, le dispositif comprend en outre des moyens pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité des mesures. Dans ce cas, le dispositif peut ainsi comprendre des plaquettes en matériau ferromagnétique qui sont aptes à glisser radialement sur chaque collerette de la culasse afin de venir en contact de la surface de la portion de conduite pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité des mesures. Alternativement, le dispositif peut comprendre des lames flexibles feuilletées en matériau ferromagnétique qui sont positionnées en étoile autour de la conduite et à chaque extrémité du corps tubulaire de la bobine d’induction afin de venir en contact de la surface de la portion de conduite pour minimiser l’influence des effets de bord sur la qualité des mesures.Preferably, the device further comprises means for minimizing the influence of edge effects on the quality of the measurements. In this case, the device can thus include plates made of ferromagnetic material which are able to slide radially on each flange of the cylinder head in order to come into contact with the surface of the pipe portion to minimize the influence of edge effects on the quality of measurements. Alternatively, the device may comprise laminated flexible blades of ferromagnetic material which are positioned in a star pattern around the pipe and at each end of the tubular body of the induction coil in order to come into contact with the surface of the pipe portion to minimize the influence of side effects on the quality of measurements.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de dispositif pour la mise en œuyre du procédé selon l'invention. ·[Fig. 1] Figure 1 is a schematic view of an example of a device for implementing the method according to the invention. ·

[Fig. 2] La figure 2 est une vue schématique d'un autre exemple de dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.[Fig. 2] Figure 2 is a schematic view of another example of a device for implementing the method according to the invention.

[Fig. 3] La figure 3 représente un exemple de distribution du champ magnétique produit au cours du procédé selon l'invention dans la bobine d'induction et dans une portion de conduite. '[Fig. 3] Figure 3 represents an example of distribution of the magnetic field produced during the process according to the invention in the induction coil and in a portion of pipe. '

[Fig. 4] La figure 4 représente un exemple de distribution de la puissance active volumique dissipée dans la bobine d'induction et dans une portion de conduite soumise au procédé selon l'invention.[Fig. 4] Figure 4 represents an example of distribution of the active power volume dissipated in the induction coil and in a portion of pipe subjected to the process according to the invention.

[Fig. 5] La figure 5 est une courbe montrant un exemple de résistance électrique linéique en régime alternatif en fonction de l'amplitude du champ magnétique de la face externe d'une portion de conduite soumise au procédé selon l'invention.[Fig. 5] Figure 5 is a curve showing an example of linear electrical resistance in alternating mode as a function of the amplitude of the magnetic field of the external face of a portion of pipe subjected to the method according to the invention.

[Fig. 6] La figure 6 est une courbe montrant un exemple de résistance électrique linéique en régime alternatif en fonction de l'amplitude du champ magnétique de la face interne d'une portion de conduite soumise au procédé selon l'invention.[Fig. 6] Figure 6 is a curve showing an example of linear electrical resistance in alternating mode as a function of the amplitude of the magnetic field of the internal face of a portion of pipe subjected to the method according to the invention.

[Fig. 7A] La figure 7A représente en coupe longitudinale une variante du dispositif selon l'invention muni d'un exemple de système pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 7A] Figure 7A represents in longitudinal section a variant of the device according to the invention provided with an example of a system for minimizing the influence of edge effects on the quality of the measurement.

[Fig. 7B] La figure 7B est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 7A.[Fig. 7B] Figure 7B is a cross-sectional view of the device of Figure 7A.

[Fig. 8A] La figure 8A représente eh coupe longitudinale une autre variante du dispositif selon l'invention muni d'un autre exemple de système pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 8A] Figure 8A represents in longitudinal section another variant of the device according to the invention provided with another example of a system for minimizing the influence of edge effects on the quality of the measurement.

[Fig. 8B] La figure 8B est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 8A.[Fig. 8B] Figure 8B is a cross-sectional view of the device of Figure 8A.

[Fig. 9] La figure 9 représente une variante du système des figures 8A et 8B pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 9] Figure 9 represents a variant of the system of Figures 8A and 8B to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurement.

[Fig. 10] La figure 10 représente une autre variante du système des figures· 8A et 8B pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 10] Figure 10 represents another variation of the system of Figures 8A and 8B to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurement.

[Fig. 11] La figure 11 représente encore une autre variante du système des figures 8A et 8B pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 11] Figure 11 represents yet another variation of the system of Figures 8A and 8B to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurement.

[Fig. 12] La figure 12 représente encore une autre variante du système des figures 8A et 8B pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure.[Fig. 12] Figure 12 represents yet another variation of the system of Figures 8A and 8B to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurement.

Description des modes de réalisationDescription of embodiments

Le procédé selon l'invention s'applique à toute conduite sous-marine (à simple ou double enveloppe) réalisée en acier et destinée à transporter des fluides tels que du pétrole et du gaz.The method according to the invention applies to any underwater pipe (single or double jacket) made of steel and intended to transport fluids such as oil and gas.

Le procédé selon l'invention s'applique plus particulièrement aux conduites sousmarines en acier (notamment mais non exclusivement en acier au carbone) qui sont soumises à un chauffage électrique de type « Direct Electrical Heating » (ou DEH).The method according to the invention applies more particularly to underwater steel pipes (in particular but not exclusively carbon steel) which are subjected to electrical heating of the “Direct Electrical Heating” (or DEH) type.

Ce type de chauffage électrique consiste à appliquer un courant électrique alternatif sur l'enveloppe à chauffer. Le chauffage de l'enveloppe est produit par effet Joule par le courant qui la traverse, la chaleur produite étant en grande partie transmise aux fluides circulant dans l'enveloppe.This type of electric heating consists of applying an alternating electric current to the envelope to be heated. Heating of the envelope is produced by the Joule effect by the current passing through it, the heat produced being largely transmitted to the fluids circulating in the envelope.

Le procédé selon l'invention vise à déterminer la résistance électrique linéique en régime alternatif (AC) d'une telle conduite au moyen d'un dispositif tel que celui représenté sur les figures 1 et 2.The method according to the invention aims to determine the linear electrical resistance in alternating state (AC) of such a pipe by means of a device such as that represented in Figures 1 and 2.

Dans ces deuxmodes de réalisation, le dispositif est formé par un assemblage d'une bobine d'induction (ou solénoïde) destinée à être alimentée par un courant alternatif et d'une culasse en matériau ferromagnétique.In these two embodiments, the device is formed by an assembly of an induction coil (or solenoid) intended to be powered by an alternating current and a yoke made of ferromagnetic material.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif 2 selon l'invention est disposé 5 autour d'une portion de conduite 4 (pouvant être l'enveloppe interne d'une conduite à double enveloppe ou l'enveloppe dans le cas d'une conduite à simple enveloppe) de façon à déterminer la résistance électrique linéique AC de la face externe de la portion de conduite.In the embodiment of Figure 1, the device 2 according to the invention is arranged around a portion of pipe 4 (which may be the internal envelope of a double-jacketed pipe or the envelope in the case of 'a single-envelope pipe) so as to determine the linear electrical resistance AC of the external face of the pipe portion.

Le dispositif comprend une-bobine d'induction 6 qui centrée sur l'axe longitudinal X-X ίο de la conduite 4, et une culasse 8 en matériau ferromagnétique à l'intérieur de laquelle est montée la bobine d'induction 6 et qui permet de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite.The device comprises an induction coil 6 which is centered on the longitudinal axis the magnetic field on a predefined surface of the pipe portion.

Plus précisément, la culasse 8 comprend un corps tubulaire 8a qui est centré sur l'axe longitudinal X-X de la conduite 4 et qui se termine à chaque extrémité longitudinale par une collerette (ou joue) annulaire 8b tournée vers l'intérieur. Ces collerettes 8b sont positionnées en regard de la face externe de la portion de conduite afin de confiner le champ magnétique produit par la bobine d'induction dans un espace annulaire délimité et prédéfini, en particulier sur une longueur précise de la conduite.More precisely, the cylinder head 8 comprises a tubular body 8a which is centered on the longitudinal axis X-X of the pipe 4 and which ends at each longitudinal end with an annular flange (or cheek) 8b facing inwards. These flanges 8b are positioned facing the external face of the pipe portion in order to confine the magnetic field produced by the induction coil in a delimited and predefined annular space, in particular over a precise length of the pipe.

La culasse 8 est réalisée dans un matériau ferromagnétique, tel que par exemple du ferrite ou en acier électrique feuilleté.The cylinder head 8 is made of a ferromagnetic material, such as for example ferrite or laminated electrical steel.

Quant à la bobine d'induction 6, elle est réalisée par un enroulement d'un fil conducteur, par exemple en cuivre ou en aluminium, cet enroulement pouvant être monocouche ou multicouches.As for the induction coil 6, it is produced by a winding of a conductive wire, for example made of copper or aluminum, this winding being able to be single-layer or multi-layer.

Par ailleurs, afin de .minimiser les effets de bord, l'enroulement du fil conducteur peut présenter un pas qui.-varie sur la longueur de ladite bobine d'induction avec une densité de fil conducteur plus importante aux deux extrémités longitudinales du corps tubulaire-8a de .la.culasse qu'au centre de celui-ci. Alternativement, pour obtenir le même· effet, ^enroulement de fil conducteur pourra se faire en plusieurs couches à ces.deux.extrémités longitudinales et être monocouche au centre.Furthermore, in order to minimize edge effects, the winding of the conductive wire can have a pitch which varies over the length of said induction coil with a greater density of conductive wire at the two longitudinal ends of the tubular body. -8a of the cylinder head only in the center of it. Alternatively, to obtain the same effect, the conductive wire winding could be done in several layers at these two longitudinal ends and be single layer in the center.

De plus, la bobine d'induction 6 est raccordée à une source de courant alternatif (non représentée sur les figures).In addition, the induction coil 6 is connected to an alternating current source (not shown in the figures).

Enfin, le dispositif 2 selon l'invention pourra comporter des moyens pour se déplacer sur toute la longueur de la conduite afin de réaliser une mesure de la résistance électrique AC de toute la conduite. Ces moyens, non représentés sur la figure, peuvent comprendre des patins en matière plastique ou bien des galets disposés sur la face extérieure des deux collerettes 8b dans le but de centrer le dispositif sur la conduite tout en permettant une translation axiale sans friction excessive.Finally, the device 2 according to the invention may include means for moving over the entire length of the pipe in order to measure the AC electrical resistance of the entire pipe. These means, not shown in the figure, may include plastic pads or rollers arranged on the exterior face of the two flanges 8b in order to center the device on the pipe while allowing axial translation without excessive friction.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, le dispositif 2' selon l'invention est disposé à l'intérieur d'une portion de conduite 4 (pouvant être l'enveloppe externe d'une conduite à double enveloppe) de façon à déterminer la résistance électrique AC de la face interne de la portion de conduite.In the embodiment of Figure 2, the device 2' according to the invention is arranged inside a portion of pipe 4 (which may be the external envelope of a double-envelope pipe) so as to determine the AC electrical resistance of the internal face of the pipe portion.

Par rapport au mode de réalisation de la figure 1, il résulte de cette disposition que la culasse 8' comprend un corps tubulaire 8'a qui se termine à chaque extrémité longitudinale par des collerettes 8'b tournées vers l'extérieur. Ces collerettes 8b sont positionnées en regard de la face interne de la portion de conduite et confinent le champ magnétique produit par la bobine d'induction dans un espace annulaire délimité et prédéfini, en particulier sur une longueur précise de la conduite.Compared to the embodiment of Figure 1, it results from this arrangement that the cylinder head 8' comprises a tubular body 8'a which ends at each longitudinal end in flanges 8'b facing outwards. These flanges 8b are positioned facing the internal face of the pipe portion and confine the magnetic field produced by the induction coil in a delimited and predefined annular space, in particular over a precise length of the pipe.

Quant à la bobine d'induction 6', elle est semblable à celle du mode de réalisation de la figure 1.As for the induction coil 6', it is similar to that of the embodiment of Figure 1.

Le procédé selon l'invention est mis en œuvre par un tel dispositif 2, 2' et prévoit les étapes suivantes.The method according to the invention is implemented by such a device 2, 2' and provides for the following steps.

La bobine d'induction 6, 6' du dispositif est alimentée en courant alternatif à une fréquence f prédéterminée. L'alimentation de la bobine d'induction génère un champ magnétique à une fréquence prédéfinie, ce champ magnétique induisant un courant dans l'épaisseur de la portion de conduite soumise au dispositif selon l'invention (sur sa face interne ou sa face externe).The induction coil 6, 6' of the device is supplied with alternating current at a predetermined frequency f. Powering the induction coil generates a magnetic field at a predefined frequency, this magnetic field inducing a current in the thickness of the portion of pipe subjected to the device according to the invention (on its internal face or its external face) .

Plus précisément, lorsque la conduite est excitée par une bobine d'induction JIMP de longueur IgjiMP et comportant n spires parcourues chacune par un courant i, un courant orbital Ijimp se développe par induction à la surface de la conduite dans une portion de conduite de longueur IgjîMP et d'épaisseur de peau Ôjimp donnée par l'équation suivante :More precisely, when the pipe is excited by an induction coil JIMP of length IgjiMP and comprising n turns each traversed by a current i, an orbital current Ijimp develops by induction on the surface of the pipe in a portion of pipe of length IgjîMP and skin thickness Ôjimp given by the following equation:

[Math. 1][Math. 1]

Dans cette équation, f est la fréquence du courant alternatif, p est la résistivité électrique du matériau de la conduite, et μ est la perméabilité magnétique du matériau de la conduite.In this equation, f is the frequency of alternating current, p is the electrical resistivity of the pipe material, and μ is the magnetic permeability of the pipe material.

L'amplitude du champ magnétique Hjimp sous la bobine d'induction est théoriquement constante et est donnée par l'équation suivante :The amplitude of the magnetic field Hjimp under the induction coil is theoretically constant and is given by the following equation:

[Math. 2] hJIMP = . ‘ = ^JIMP ^JIMP[Math. 2] h JIMP = . ' = ^JIMP ^JIMP

La puissance active Pheatjiwp dissipée par la portion de conduite soumise au champ magnétique est donnée par l'équation suivante :The active power Pheatjiwp dissipated by the portion of pipe subjected to the magnetic field is given by the following equation:

[Math. 3] _ π-OD 2_ π-OD ( ^JIMpV ^heat JIMP P’TZ χ IjIM ~ P' 7Ξ 7 HJIMP-“ ^JIMP^JIMP V V2 7[Math. 3] _ π-OD 2_ π-OD ( ^JIMpV ^heat JIMP P'TZ χ IjIM ~ P' 7Ξ 7 H JIMP-“ ^JIMP^JIMP VV 2 7

Dans cette équation, OD est le diamètre de la conduite (à savoir le diamètre extérieur de la conduite si le dispositif est disposé autour de la conduite ou le diamètre intérieur de la conduite si le dispositif est disposé à l'intérieur de la conduite).In this equation, OD is the diameter of the pipe (i.e. the outer diameter of the pipe if the device is arranged around the pipe or the inner diameter of the pipe if the device is arranged inside the pipe).

On en déduit que l'épaisseur de peau ôjimp du courant orbital à la surface de la conduite est donnée par l'équation :We deduce from this that the skin thickness ôjimp of the orbital current at the surface of the pipe is given by the equation:

[Math. 4] _ _ ~’OD'P HJIMP2 5jimp “ “755 2nheat JIMP[Math. 4] _ _ ~' OD 'P H JIMP 2 5 jimp “ “755 2n heat JIMP

Dans cette équation, nhéàtjiMP est la puissance active linéique dans la conduite.In this equation, nhéàtjiMP is the linear active power in the pipe.

Par ailleurs, les inventeurs ont constaté que, dans le cas de matériaux homogènes et linéaires comme dans le cas de matériaux ferromagnétiques non linéaires (comme l'acier au carbone), pour des champs magnétiques de même amplitude, la profondeur de peau du courant orbital qui se développe par la bobine d'induction est la même que celle d'un courant alternatif axial utilisé pour chauffer une conduite selon le procédé DEH (ou chauffage électrique direct).Furthermore, the inventors have noted that, in the case of homogeneous and linear materials as in the case of non-linear ferromagnetic materials (such as carbon steel), for magnetic fields of the same amplitude, the skin depth of the orbital current which develops by the induction coil is the same as that of an axial alternating current used to heat a pipe using the DEH (or direct electric heating) process.

Or, pour une conduite chauffée par le procédé DEH, il a été établi que la résistance ίο électrique linéique en courant alternatif Rac_deh est donnée par l'équation suivante :However, for a pipe heated by the DEH process, it has been established that the linear electrical resistance ίο in alternating current Rac_deh is given by the following equation:

[Math. 5] '[Math. 5]'

R - P . Rac-deh-k.0D.6deh ; Aussi, en substituant la valeur d'épaisseur de peau ôjimp calculée précédemment 15 dans l'expression ci-dessus de la valeur de la résistance électrique linéique en courant alternatif Rac_deh, on obtient l'équation suivante :R- P . Rac - deh -k.0D.6 deh ; Also, by substituting the skin thickness value ôjimp calculated previously 15 into the above expression of the value of the linear electrical resistance in alternating current Rac_deh, we obtain the following equation:

[Math. 6] _ P___P___Z-HheatJIMP ac_deh tî.0D.5DEu n.0D.ôJIMP (n.0D.Hj!MP)2 . 20 La résistance électrique linéique en courant alternatif Rac_deh de la portion de > conduite soumise au champ magnétique Hjimp est alors donnée par l'équation suivante :[Math. 6] _ P___P___Z-HheatJIMP ac_deh tî.0D.5 DE u n.0D.ô JIMP (n.0D.Hj !MP ) 2 . 20 The linear electrical resistance in alternating current Rac_deh of the portion of > pipe subjected to the magnetic field Hjimp is then given by the following equation:

[Math. 7] „ ' 2- üheatJIMP (n.OD.H]mPy[Math. 7] „ ' 2 - üheatJIMP (n.OD.H ]mP y

Dans cette équation, flheatjiwp est la puissance active linéique dans la conduite et Hjimp est l'amplitude du champ magnétique dans l'espace annulaire compris entre la bobine d'induction et la conduite.In this equation, flheatjiwp is the linear active power in the pipe and Hjimp is the amplitude of the magnetic field in the annular space between the induction coil and the pipe.

La figure 3 montre un exemple de distribution de l'amplitude du champ magnétique H (mesurée en Weber) produit au cours du procédé selon l'invention dans une portion de conduite 4 et dans la bobine d'induction 6 du dispositif selon l'invention, ce champ magnétique ayant été généré au moyen d'un dispositif selon l'invention tel que décrit précédemment.Figure 3 shows an example of distribution of the amplitude of the magnetic field H (measured in Weber) produced during the process according to the invention in a portion of pipe 4 and in the induction coil 6 of the device according to the invention , this magnetic field having been generated by means of a device according to the invention as described previously.

îo Les inventeurs ont constaté que plus la distance entre les collerettes 8b de la culasse 8 et la face (interne ou externe) de la portion de conduite 4 est faible, plus le confinement du champ magnétique sur la surface de la portion de conduite est efficace. Ainsi, sur l'exemple de la figure 3 dans lequel l'entrefer est proche de 0, l'amplitude du champ magnétique H est relativement homogène sur toute la surface de la portion de conduite comprise entre les deux collerettes de la culasse du dispositif.îo The inventors have noted that the smaller the distance between the flanges 8b of the cylinder head 8 and the face (internal or external) of the pipe portion 4, the more effective the confinement of the magnetic field on the surface of the pipe portion is. . Thus, in the example of Figure 3 in which the air gap is close to 0, the amplitude of the magnetic field H is relatively homogeneous over the entire surface of the pipe portion between the two flanges of the cylinder head of the device.

Comme décrit précédemment, afin de minimiser d'éventuels effets de bord dus au jeu entre les collerettes de la culasse et la portion de conduite, l'enroulement du fil conducteur composant la bobine d'induction du dispositif pourra présenter une densité plus importante au niveau des deux collerettes de la culasse du dispositif.As described previously, in order to minimize possible edge effects due to the clearance between the flanges of the cylinder head and the pipe portion, the winding of the conductive wire composing the induction coil of the device may have a greater density at the level of the two flanges of the cylinder head of the device.

La figure 4 représente un exemple de distribution de la puissance active volumique Pheat dissipée (mesurée en W/m3) dans la bobine d'induction et dans une portion de conduite soumise au procédé selon l'invention. Cette puissance active peut être mesurée au moyen d'un un appareil de mesure de la puissance active, par exemple 25 d’un analyseur de réseau branché aux bornes de la bobine d'induction.Figure 4 represents an example of distribution of the active power volume Pheat dissipated (measured in W/m 3 ) in the induction coil and in a portion of pipe subjected to the process according to the invention. This active power can be measured by means of an active power measuring device, for example a network analyzer connected to the terminals of the induction coil.

Ici également on constate que la puissance active dissipée est essentiellement concentrée dans la portion de conduite soumise au dispositif selon l'invention.Here also we see that the active power dissipated is essentially concentrated in the portion of pipe subjected to the device according to the invention.

A partir de ces mesures, le procédé selon l'invention prévoit de déterminer par calcul (voir l'équation 6) la résistance électrique linéique en régime alternatif Racjimp de la portion de conduite.From these measurements, the method according to the invention provides for determining by calculation (see equation 6) the linear electrical resistance in alternating regime Racjimp of the pipe portion.

Les figures 5 et 6 sont des exemples de courbes représentant des résistances électriques linéiques en régime alternatif (en μΩ/m) en fonction de l'amplitude du champ magnétique (en A/m), d'une part pour un dispositif positionné à l'extérieur de la conduite (figure 5 - correspondant à la configuration du mode de réalisation de la figure 2), et d'autre part pour un dispositif positionné à l'intérieur de la conduite (figure 6 - correspondant à la configuration du mode de réalisation de la figure 1).Figures 5 and 6 are examples of curves representing linear electrical resistances in alternating regime (in μΩ/m) as a function of the amplitude of the magnetic field (in A/m), on the one hand for a device positioned at outside the pipe (figure 5 - corresponding to the configuration of the embodiment of figure 2), and on the other hand for a device positioned inside the pipe (figure 6 - corresponding to the configuration of the mode of realization of figure 1).

On notera que la détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif selon le procédé conforme à l'invention pourra être réalisée sur toute la longueur d'une conduite en déplaçant le dispositif le long de l'axe longitudinal de la conduite et en réitérant les étapes précédemment décrites.It will be noted that the determination of the linear electrical resistance in alternating conditions according to the method according to the invention can be carried out over the entire length of a pipe by moving the device along the longitudinal axis of the pipe and by repeating the steps previously described.

On notera également que la résistance électrique linéique en régime alternatif pourra être déterminée en fonction de la profondeur de peau en faisant varier la fréquence du courant électrique alimentant la bobine d'induction. Par exemple, en faisant varier cette fréquence de 5 Hz à 10 kHz, il est possible de déterminer la résistance électrique linéique de la conduite de 0,1 mm à 20 mm de profondeur de peau.It should also be noted that the linear electrical resistance in alternating conditions can be determined as a function of the skin depth by varying the frequency of the electric current supplying the induction coil. For example, by varying this frequency from 5 Hz to 10 kHz, it is possible to determine the linear electrical resistance of the pipe from 0.1 mm to 20 mm skin depth.

On notera encore que l'amplitude du champ magnétique Hjimp sous la bobine d'induction qui est nécessaire pour déterminer la résistance électrique linéique en régime alternatif Racjimp de la portion de conduite pourra être mesurée par une sonde ou bien être déduite d'une mesure du courant i dans la bobine d'induction à l'aide de l'équation suivante : Hjimp = n x i / Ig dans laquelle n est le nombre de spires de la bobine d'induction et Ig est sa longueur.It will also be noted that the amplitude of the magnetic field Hjimp under the induction coil which is necessary to determine the linear electrical resistance in alternating regime Racjimp of the pipe portion could be measured by a probe or else be deduced from a measurement of the current i in the induction coil using the following equation: Hjimp = n x i / Ig in which n is the number of turns of the induction coil and Ig is its length.

Par ailleurs, pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure, les inventeurs ont proposé plusieurs systèmes possibles pour refermer le jeu qui existe nécessairement entre les collerettes de la culasse et la portion de conduite dont les tolérances dimensionnelles peuvent être larges. En effet, ce jeu dégrade le confinement du champ magnétique dans l'entrefer, et perturbe le flux magnétique circulant dans la culasse et la conduite.Furthermore, to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurement, the inventors have proposed several possible systems for closing the clearance which necessarily exists between the flanges of the cylinder head and the portion of pipe whose dimensional tolerances can be wide. In fact, this play degrades the confinement of the magnetic field in the air gap, and disrupts the magnetic flux circulating in the cylinder head and the pipe.

Les figures 7A et 7B représentent un exemple de réalisation d'un système pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité de la mesure. Dans cet exemple, ce système est basé sur l'utilisation de plaquettes 10 en matériau ferromagnétique qui sont aptes à glisser radialement sur chaque collerette 8b de la culasse 8 afin de venir en contact de la surface (ici extérieure) de la portion de conduite. De la sorte, ces plaquettes 10 forment un pontage de champ au-dessus du jeu existant entre les collerettes de la culasse et la portion de conduite.Figures 7A and 7B represent an example of a system for minimizing the influence of edge effects on the quality of the measurement. In this example, this system is based on the use of plates 10 made of ferromagnetic material which are able to slide radially on each flange 8b of the cylinder head 8 in order to come into contact with the surface (here exterior) of the pipe portion. In this way, these pads 10 form a field bridge above the clearance existing between the flanges of the cylinder head and the pipe portion.

Plus précisément, les plaquettes 10, par exemple au nombre de douze, forment un anneau lorsqu'elles sont mises bout à bout autour de l'axe X-X de la conduite (voir la figure 7B). Ces plaquettes sont logées dans une rainure annulaire 12 délimitée entre les collerettes 8b respectives de la culasse et des brides annulaires ,14 (par exemple en plastique) qui sont assemblées contre ces collerettes. Un joint torique 16 positionné autour des plaquettes 12 permet de mettre sous tension ces dernières pour les mettre en appui radial contre la surface de la conduite.More precisely, the plates 10, for example twelve in number, form a ring when they are placed end to end around the axis XX of the pipe (see Figure 7B). These plates are housed in an annular groove 12 delimited between the respective flanges 8b of the cylinder head and the annular flanges 14 (for example in plastic) which are assembled against these flanges. An O-ring 16 positioned around the plates 12 makes it possible to put the latter under tension to place them in radial support against the surface of the pipe.

Un autre exemple de réalisation de ce système pour minimiser l'influence des effets de bord représenté par les figures 8A et 8B consiste en l'utilisation de lames flexibles feuilletées 18 en matériau ferromagnétique qui remplacent les collerettes de la culasse.Another example of implementation of this system to minimize the influence of edge effects represented by Figures 8A and 8B consists of the use of flexible laminated blades 18 of ferromagnetic material which replace the flanges of the cylinder head.

Comme représenté sur les figures 8A et 8B, ces lames flexibles 18 sont positionnées à chaque extrémité du corps tubulaire 8a de la bobine d'induction et en étoile autour de la conduite afin de prendre appui radialement sur la surface de celle-ci. La flexion plus ou moins importante des lames permet d'absorber le jeu variable en fonction des tolérances de la conduite.As shown in Figures 8A and 8B, these flexible blades 18 are positioned at each end of the tubular body 8a of the induction coil and in a star shape around the pipe in order to bear radially on the surface thereof. The more or less significant bending of the blades makes it possible to absorb the variable play depending on the tolerances of the pipe.

Dans une variante de ce système représentée par la figure 9, les lames peuvent être remplacées par un anneau 20 (ou des segments d'anneau) en matériau ferromagnétique qui est gonflable. Plus précisément, comme représenté dans la partie inférieure de la figure 9, l'anneau 20 est apte à se gonfler pour venir en appui radial contre la surface de la conduite 4.In a variant of this system shown in Figure 9, the blades can be replaced by a ring 20 (or ring segments) made of ferromagnetic material which is inflatable. More precisely, as shown in the lower part of Figure 9, the ring 20 is capable of inflating to come into radial support against the surface of the pipe 4.

Dans une autre variante de ce système représentée par la figure 10z les lames sont remplacées par un anneau 22 (ou des segments d'anneau) en matériau ferromagnétique qui est expansible. Comme représenté dans la partie inférieure de la figure 10, l'anneau 22 est apte à s'expanser pour venir en appui radial contre la 5 surface de la conduite 4.In another variant of this system represented by Figure 10 z the blades are replaced by a ring 22 (or ring segments) made of ferromagnetic material which is expandable. As shown in the lower part of Figure 10, the ring 22 is capable of expanding to come into radial support against the surface of the pipe 4.

Dans encore une autre variante de ce système représentée par la figure 11, les lames sont remplacées par un anneau 24 (ou des segments d'anneau) en matériau ferromagnétique qui est creux et flexible. Comme représenté dans la partie inférieure de la figure 11, l'anneau 24 est apte à se déployer pour venir en appui îo radial contre la surface de la conduite 4.In yet another variation of this system shown in Figure 11, the blades are replaced by a ring 24 (or ring segments) of ferromagnetic material which is hollow and flexible. As shown in the lower part of Figure 11, the ring 24 is able to deploy to come into radial support against the surface of the pipe 4.

Dans encore une autre variante de ce système représentée par la figure 12, les lames sont remplacées par un anneau 26 (ou des segments d'anneau) en matériau ferromagnétique qui est on,dulé et flexible. Comme représenté dans la partie inférieure de la figure 12, l'anneau 26 est apte à se déployer pour venir en appui 15 radial contre la surface de la conduite 4.In yet another variation of this system shown in Figure 12, the blades are replaced by a ring 26 (or ring segments) of ferromagnetic material which is undulated and flexible. As shown in the lower part of Figure 12, the ring 26 is able to deploy to come into radial support against the surface of the pipe 4.

Claims (13)

[Revendication 1] Procédé de détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif d'une conduite en acier, comprenant les étapes de :[Claim 1] Method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe, comprising the steps of: a) génération dans une portion (4) de la conduite d'un courant induit résultant de la production d'un champ magnétique à une fréquence prédéfinie au moyen d'une bobine d'induction (6) centrée sur un axe longitudinal (X-X) de la conduite et parcourue par un courant alternatif, la bobine d'induction étant logée dans une culasse (8) en matériau ferromagnétique afin de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite ;a) generation in a portion (4) of the pipe of an induced current resulting from the production of a magnetic field at a predefined frequency by means of an induction coil (6) centered on a longitudinal axis (X-X) of the pipe and carried by an alternating current, the induction coil being housed in a yoke (8) made of ferromagnetic material in order to confine the magnetic field to a predefined surface of the pipe portion; b) mesure de la puissance active (Pheat) dissipée par la portion de conduite soumise au champ magnétique ;b) measurement of the active power (Pheat) dissipated by the portion of pipe subjected to the magnetic field; c) détermination de l'amplitude (H) du champ magnétique produit ; et d) détermination de la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite à partir des mesures de la puissance active dissipée et de l'amplitude du champ magnétique induit, la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite étant déterminée à l'étape d) par l'équation : Rac_deh = (2 x IlheatjiMp] / (π x OD x Hjimp)2 ; dans laquelle Rac_deh est la résistance électrique en régime alternatif, IlheatjiMp est la puissance active dissipée par unité de longueur de la conduite, OD est le diamètre de la conduite, et Hjimp est l'amplitude du champ magnétique produit.c) determination of the amplitude (H) of the magnetic field produced; and d) determination of the linear electrical resistance in alternating regime of the pipe portion from measurements of the active power dissipated and the amplitude of the induced magnetic field, the linear electrical resistance in alternating regime of the pipe portion being determined in step d) by the equation: Rac_deh = (2 x IlheatjiMp] / (π x OD x Hjimp) 2 ; in which Rac_deh is the electrical resistance in alternating mode, IlheatjiMp is the active power dissipated per unit length of the pipe, OD is the diameter of the pipe, and Hjimp is the amplitude of the magnetic field produced. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fréquence du champ magnétique produit à l'étape a) varie afin de déterminer la résistance électrique linéique en régime alternatif de la portion de conduite à différentes fréquences.[Claim 2] Method according to claim 1, in which the frequency of the magnetic field produced in step a) varies in order to determine the linear electrical resistance in alternating conditions of the pipe portion at different frequencies. [Revendication 3] Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les étapes a) à d) sont répétées sur toute la longueur de la conduite en déplaçant la bobine d'induction le long de la conduite.[Claim 3] Method according to one of claims 1 and 2, in which steps a) to d) are repeated over the entire length of the pipe by moving the induction coil along the pipe. [Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la bobine d'induction de l'étape a) est disposée à l'intérieur de la conduite.[Claim 4] Method according to any one of claims 1 to 3, in which the induction coil of step a) is arranged inside the pipe. [Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la bobine d'induction de l'étape a) est disposée à l'extérieur de la conduite.[Claim 5] Method according to any one of claims 1 to 3, in which the induction coil of step a) is arranged outside the pipe. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la fréquence du champ magnétique produit à l'étape a) est comprise entre 5 Hz et 10 kHz.[Claim 6] Method according to any one of claims 1 to 5, in which the frequency of the magnetic field produced in step a) is between 5 Hz and 10 kHz. [Revendication 7] Dispositif (2 ; 29 pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une conduite sousmarine (4) réalisée en acier et destinée à transporter des fluides tels que du pétrole et du gaz, une bobine d'induction (6 ; 69 destinée à être centrée sur un axe longitudinal (X-X) de la conduite (4) et à être parcourue par un courant alternatif, une culasse (8 ; 89 en matériau ferromagnétique à l'intérieur de laquelle est montée la bobine d'induction afin de confiner le champ magnétique sur une surface prédéfinie de la portion de conduite, et un appareil de mesure de la puissance active branché aux bornes de la bobine d'induction pour mesurer la puissance active (Pheat) dissipée par la portion de conduite soumise au champ magnétique.[Claim 7] Device (2; 29 for implementing the method according to any one of claims 1 to 6, comprising an underwater pipe (4) made of steel and intended to transport fluids such as oil and gas , an induction coil (6; 69 intended to be centered on a longitudinal axis (X-X) of the pipe (4) and to be traversed by an alternating current, a yoke (8; 89 made of ferromagnetic material inside which is mounted the induction coil in order to confine the magnetic field on a predefined surface of the pipe portion, and an active power measuring device connected to the terminals of the induction coil to measure the active power (Pheat) dissipated by the portion of pipe subjected to the magnetic field. [Revendication 8] Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la culasse (8 ; 89 comprend un corps tubulaire (8a ; 8'a) concentrique à la bobine d'induction qui se termine à chaque extrémité par une collerette (8b ; 8¾) annulaire délimitant un entrefer avec la portion de la conduite.[Claim 8] Device according to claim 7, in which the yoke (8; 89 comprises a tubular body (8a; 8'a) concentric with the induction coil which ends at each end with a collar (8b; 8¾) annular delimiting an air gap with the portion of the pipe. [Revendication 9] Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la bobine d'induction est réalisée par un enroulement d'un fil conducteur avec un pas variable sur la longueur de ladite bobine d'induction.[Claim 9] Device according to one of claims 7 and 8, in which the induction coil is produced by winding a conductive wire with a variable pitch over the length of said induction coil. [Revendication 10] Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la bobine d'induction est réalisée par un enroulement en plusieurs couches de fils conducteurs sur tout ou partie de sa longueur.[Claim 10] Device according to one of claims 7 and 8, in which the induction coil is produced by winding several layers of conductive wires over all or part of its length. [Revendication 11] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, comprenant en outre des moyens (10 ; 18 ; 20 ; 22 ; 24 ; 26) pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité des mesures.[Claim 11] Device according to any one of claims 7 to 10, further comprising means (10; 18; 20; 22; 24; 26) for minimizing the influence of edge effects on the quality of the measurements. [Revendication 12] Dispositif selon la revendication 11, comprenant des 5 plaquettes (10) en matériau ferromagnétique qui sont aptes à glisser radialement sur chaque collerette (8b) de la culasse (8) afin de venir en contact de la surface de la portion de conduite pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité des mesures.[Claim 12] Device according to claim 11, comprising 5 plates (10) of ferromagnetic material which are able to slide radially on each flange (8b) of the cylinder head (8) in order to come into contact with the surface of the portion of conducted to minimize the influence of edge effects on the quality of measurements. [Revendication 13] Dispositif selon la revendication 11, comprenant des îo lames flexibles feuilletées (18) en matériau ferromagnétique qui sont positionnées en étoile autour de la conduite et à chaque extrémité du corps tubulaire de la bobine d'induction afin de venir en contact de la surface de la portion de conduite pour minimiser l'influence des effets de bord sur la qualité des mesures. '[Claim 13] Device according to claim 11, comprising laminated flexible blades (18) of ferromagnetic material which are positioned in a star shape around the pipe and at each end of the tubular body of the induction coil in order to come into contact with the surface of the pipe portion to minimize the influence of edge effects on the quality of the measurements. '
OA1202300158 2020-10-09 2021-10-07 Method for determining the linear electrical resistance in alternating conditions of a steel pipe and device for implementing such a method. OA21230A (en)

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