WO2006021637A1 - Piece de jonction d'elements de conduites coaxiales et procede d'assemblage de conduites coaxiales - Google Patents

Piece de jonction d'elements de conduites coaxiales et procede d'assemblage de conduites coaxiales Download PDF

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pipe
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assembled
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François-Régis PIONETTI
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Saipem S.A.
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    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/02—Welded joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L39/00—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/18—Double-walled pipes; Multi-channel pipes or pipe assemblies

Definitions

  • the present invention relates to the field of double-wall pipes incorporating an insulation complex, in particular submarine pipes conveying hot or cold fluids.
  • the present invention particularly relates to underwater lines with reinforced insulation, installed on oilfields at great depths, as well as pipes suspended between the seabed and a surface vessel anchored on said oil field.
  • the present invention relates to a cylindrical connecting piece for joining two elements of a set of two coaxial pipes, comprising an outer pipe containing an inner pipe defining an annular space preferably containing an insulation material.
  • the present invention also relates to a method of assembling two elements each consisting of a set of two coaxial pipes comprising at their ends a connecting piece according to the invention.
  • PIP Peer In Pipe
  • an inner pipe conveys the fluid and an outer pipe coaxial with the previous is in contact with the environment, ie water.
  • the annular space between the two pipes can be filled with an insulating material or be emptied of any gas.
  • the annular space filled or not with an insulating material is generally at an absolute pressure less than atmospheric pressure, or even emptied of any gas, and one can, as a first approximation, consider radially, the inner pipe resists the burst pressure due to the internal fluid, while the outer shell resists the implosion created by the hydrostatic pressure at the bottom (pg h) which is about 1 MPa per slice of 100 m of water, that is to say 30MPa for a depth of 3000m.
  • the axial effect due to the pressure is exerted on the circular section of the pipes and parallel to the axis of said pipes and is distributed, as a first approximation on the two pipes (because connected to the ends), the proportion of the respective sections of materials, usually steel.
  • subsea pipelines and underwater coaxial pipe assemblies are assembled on land in units of unit length, of the order of 20 to 100 m depending on the holding capacity. of the installation system. Then they are transported thus at sea on a laying ship. During installation, the unit lengths of the various elements of coaxial pipe assemblies are connected to each other on board the vessel and as they are laid at sea. It is therefore important that this connection can be integrated. in the process of assembly and assembly of the pipe and laying thereof at the bottom of the sea by delaying it as little as possible, and can be realized quickly and easily.
  • junction pieces or forged connecting pieces made of steel assembled at the ends of said elements of sets of coaxial pipes to be assembled.
  • Patent GB 2 396 196 discloses connecting pieces whose function is to allow the thermal expansion of the internal pipe subjected to the fluid temperature, generally 60-100 ° C., with respect to the outer casing which it stays at the temperature of the bottom of the sea, generally 3-5 ° C, and which for this create a discontinuity of the inner pipe on the one hand and, on the other hand, a connection between the inner pipe and the outer pipe by a relatively thin and deformable radial wall.
  • the joining piece described in GB 2 396 196 therefore does not make it possible to create a rigid connection between the inner pipe and the outer shell at the ends, which makes it possible to correctly transfer the tensile, compressive and flexural stresses between the said pipes.
  • internal pipe and outer casing and to withstand the phenomena of fatigue during laying operations and throughout the life of the PiP, especially in the case of bottom-surface connections subject to the effects of swell and current, said duration of life exceeding 25 or 30 years.
  • Patent GB-2, 161, 565 and GB-2, 191, 842 are known which describe a PiP and its method of assembly, as well as two embodiments of junction or forged connection parts, the first patent GB- 2, 161, 565 describing a forging made in one piece, the second GB-2, 191, 842 describing a forged piece in two elements, the junction between the two elements of the two junction pieces being provided by a thread, said thread being glued to seal.
  • the forged part comprises two branches of revolution of which an external branch and an inner branch delimiting an annular space, that is to say forming a fork whose free cylindrical ends are joined to the cylindrical ends respectively of the external conduits and internal.
  • the problem posed is to provide a unitary length connection of an improved PiP-type coaxial pipe assembly so as to facilitate the implementation of connection means and connection operations, in particular by optimizing the laying machines, and whose Connection areas between two unit lengths are reinforced, so that the stresses generated during installation are minimized and the fatigue behavior in the case of the bottom-surface connections is radically improved.
  • the present invention provides a transition junction piece for joining two elements of an assembly of at least two coaxial pipes, comprising an outer pipe containing an inner pipe defining an annular space preferably containing a material insulation characterized in that said connecting piece is delimited as follows: In a radial direction with respect to a longitudinal axis XX 1 of revolution of said part, it is delimited by a cylindrical inner wall substantially of the same diameter as that of the running part of said inner pipe, and by a cylindrical outer wall of diameter substantially equal to the outer diameter of the running portion of said outer pipe, and
  • said connecting piece On the side of said connecting piece intended to be welded together at the end of said outer and inner conduits of a said element of an assembly of at least two coaxial pipes, said outer and inner walls of said connecting piece; in longitudinal section, form first and second outer and inner branches of substantially the same thickness as said outer and inner ducts to which they are intended to be assembled, said first outer and inner limbs delimiting a first annular cavity, and
  • said outer and inner walls form in longitudinal section of the second branches, respectively external and internal, delimiting a second annular cavity
  • a connecting piece according to the invention consists of a single forged metal part, that is to say made of a single piece, preferably steel, or even preferably alloy steel.
  • the present invention also provides an element of an assembly of at least two coaxial pipes consisting of an outer pipe and an inner pipe defining an annular space, preferably comprising an insulation material, characterized in that in that :
  • said first annular cavity being preferably filled with said insulating material.
  • the present invention also provides a method of assembling two elements of a set of at least two coaxial pipes according to the invention, characterized in that the steps are carried out in which:
  • the subject of the present invention is also an assembly of at least two coaxial ducts consisting in part of an external duct (2i) and an internal duct (2 2 ) delimiting an annular space (2 3 ), comprising preferably an insulation material (2-4) obtained by a method according to the invention, characterized in that it comprises at least two said coaxial pipe assembly elements each comprising at at least one end a said joining piece assembled to the joining piece of the other said coaxial pipe assembly element, the two said connecting pieces being welded to each other only at the end of said second outer branches (5- ⁇ ) , the ends of said two internal branches (O 2 ) not welded abutting contact with each other during assembly of said two joining pieces, so that said second internal cavities (6) are not sealed with respect to the inside of said inner wall and of said inner pipe,
  • first and second annular cavities makes it possible, on the one hand, to establish a continuity at the internal diameter of the inner pipe and, on the other hand, to provide a relative continuity and inertia identity of the cross-section, of the zone.
  • current PiP and the connection area, the thickness of the outer branch of the forged connecting piece being substantially equal to or slightly greater than the current thickness of the outer pipe.
  • the continuity of the diameter of the outer wall at said junction piece relative to that of the current portions of the outer pipes makes it possible to create a significant increase in the inertia of the cross section at the level of the two-piece connection zone. adjacent junction, and therefore strengthen the connection where precisely the constraints are maximum.
  • the inertia of the cross section of a pipe with respect to its center varies as the power 4 of the radius, which leads to a considerable necessary thickness in the case of the prior art as described in GB-2, 161, 565 GB-2, 191, 942.
  • the cross-section considered corresponds to that of the outer pipe of the PiP, the necessary thickness is greatly reduced, or even in some cases halved, which considerably simplifies the welding assembly operations carried out on board. installation vessels, in difficult conditions.
  • the solid solid zone between the bottoms of said first and second cavities makes it possible to transfer the compressive or tensile forces between the internal and external ducts.
  • connection of two adjacent junction pieces and the connection of a junction piece with the end of a set of junctions. at least two coaxial pipes.
  • said second cavity must not be sealed after connecting two connecting pieces, vis-à-vis the inside of said inner wall and said inner pipe because when starting the circulation of a fluid to the the interior, it will migrate to the second cavity, the seal being provided by the outer weld at the end of said second outer branches, the fluid being trapped during the lifetime of the installation at the level of this second cavity.
  • the free end of said second external branch has a shape, preferably a chamfer, making it suitable for being welded to the free end of another said second outer leg of another junction piece to which it is intended to be assembled, said other junction piece being itself assembled at the end of a second said assembly element of two coaxial pipes, and
  • the free end of said second internal branch has a shape intended to abut in contact without being welded to it with the free end of another said second internal branch of another said joining piece assembled at the end of a second said coaxial pipe assembly element;
  • the two said second outer branches of the two said joining pieces intended to be joined by welding being of the same thickness, and of greater thickness than the thickness of the outer pipe of the PiP, and preferably of greater thickness than the thickness of said second inner branch of said connecting piece, and
  • the end of said second outer leg has a chamfer turned outward, able to allow welding from the outside;
  • the free ends of said first outer and inner limb have a shape, preferably chamfer 8, making them weldable to the free ends respectively of said outer and inner pipes, preferably welded respectively from outside the said external conduct for said first external branches and since the interior of said inner pipe for said first internal branches;
  • said second inner leg comprises on its end face at its free end in the longitudinal direction ZZ ', a male or female centering element, adapted to cooperate with a female or male element of the front face respectively.
  • said male element is constituted by a protruding shape, preferably of revolution, of said end face at the end of said second inner branch, said male element being able to cooperate with a corresponding female element, constituted by a hollow form complementary, preferably of revolution, in the front face at the end of a said second inner branch of a said other joining piece to which it is intended to be assembled.
  • said protruding form of said male element is formed by an annular seal attached to said end face at the end of said second inner branch.
  • the thickness of said second inner branch decreases between the bottom of said second annular cavity and said front face of said second inner branch, the surface of said second inner branch thus entering for example in a conical envelope.
  • This internal wall thinned at said second internal branch allows it to act as a possible stop while allowing more easily its plastic deformation and its possible matting during bending movements or pressure or temperature variations, most of constraints being almost entirely transmitted at said second external branch.
  • the end of said first inner branch on the side of said connecting piece adapted to be directly assembled to a said element of a said set of coaxial pipes protrudes in said axial longitudinal direction XX 'with respect to the end of a said first outer leg, so that said connecting piece can be assembled to a said set of coaxial pipes whose end of said outer pipe substantially exceeds the same length relative to that of said inner pipe.
  • This embodiment is made necessary so that the realization of the connection welds of the junction piece forged with the inner and outer pipes can be performed from the outside.
  • first outer leg has an outwardly facing chamfer able to allow welding from the outside and the end of said first inner leg has an inwardly facing chamfer capable of allowing a weld from inside said inner pipe.
  • said first and second annular cavities have an oblong shape in longitudinal section, the bottoms and having a curved shape whose radii of curvature are preferably identical.
  • the bottoms of said first and second cavities are spaced from a length of 0.5 to 3 times the maximum thickness of said junction piece forged in said solid zone
  • the length of said first internal and external branches forms a said first cavity with a depth of 1 to 5 times the thickness of the inner and outer ducts
  • the length of said second outer and inner branches forms a said second cavity with a depth of 1 to 5 times the thickness of said second external branch
  • the thickness of said second external branches being greater than 5 to 100%, preferably 30 to 70%, of the thickness of the external pipe.
  • At least one of said second internal branches of said first and second joining pieces to be joined has a thickness decreasing from the bottom of said second cavity towards said end face at the end of said second internal branch
  • the length of protrusion of the end of said second inner and outer branches relative to each other of a said first connecting piece is adapted to adapt to the length of protrusion of the end of said second inner and outer legs relative to each other of a said second connecting piece to which said first connecting piece is assembled
  • said second outer and inner branches of each of said two connecting pieces are such that their ends are substantially at the same level in said axial longitudinal direction XX '.
  • FIG. 1a is an axial longitudinal section of a PI P comprising a first joining piece 1a welded at its end in a first welding mode
  • FIG. 1b is an axial longitudinal section of the second end of the PiP according to FIG. 1a, comprising a second joining piece 1b welded according to a second welding mode,
  • FIG. 2 is an axial longitudinal section of the connection of two lengths of PiP each equipped with a connecting piece 1a, 1b at their end,
  • Figures 2a to 2e show alternative embodiments of the ends of the connecting pieces at their connection.
  • 1 junction parts, 1b of revolution and substantially cylindrical according to the invention are intended for the joining of two elements of a set of at least two coaxial pipes comprising an outer pipe 2 ⁇ contains an inner pipe 2 2 delimiting an annular space 2 3 containing a material isolator 2 4 , the annular space being preferably under reduced gas pressure, said elements being hereinafter referred to as the unit length of PiP.
  • Said joining piece 1a, 1b is delimited as follows:
  • said outer and inner walls of said junction piece form in longitudinal section of the first branches respectively outer 3i and inner 3 2 of substantially the same thickness as said outer pipes 2i and 2 internal 2 2 to which they are intended to be assembled, said first outer branches 3i and inner 3 2 delimiting a first annular cavity 4, and
  • the first annular cavity 4 is open on the annular space 2z and can receive the insulating material 24 so as to continue isolating the pipe as far as possible.
  • the second annular cavity 6 of a first junction piece at the downstream end of a first length of PiP is opened on a second annular cavity of a second junction piece 1a at the upstream end of a second PiP length thereby forming a welded chamber at the ends of the second outer branches 5- t .
  • this chamber is not sealed, because the end of the second internal branches 5i of the two joining pieces 1a, 1b is not welded, the faces of said branches being simply in contact with each other .
  • the free ends of said first outer 3i and inner 3 2 branches have a chamfered shape.
  • the chamfers 8 are turned outwards at the end of said first external branch and inwardly at the end of said first internal branch, making them weldable respectively from the outside. said assembly for said first external branches and from inside said inner pipe for said first internal branches.
  • the various constituent elements have been shown welded at the bottom of the drawings, and in the upper part, positioned face-to-face before making said welds 9.
  • the free ends of said second outer leg 5i have a chamfered shape 8 facing outwards from a first joining piece 1, making it weldable from the outside to the free end another said second outer leg of another joining piece 1b to which it is intended to be assembled, said other connecting piece being itself at the end of a second set element of two coaxial pipes.
  • the end of said first inner leg 3 2 on the side of said junction piece adapted to be directly assembled to a said element of a said set of coaxial pipes protrudes in said axial longitudinal direction.
  • the forged junction pieces 1 a-1 b are made as explained in FIG. 2 and have a substantially equal outer diameter and wall thickness, preferably equal to that of the current portion. external envelope.
  • the pipe has a substantially constant inertia along its entire length, which avoids the accumulation of stresses at the connections between two unit lengths of PiP and considerably improves the bending and fatigue behavior of the pipe and then allows it to to resist, especially in the case of bottom-to-surface bonds subject to the effects of swell and current, throughout the lifetime of the facilities which reaches and exceeds 30 years.
  • the end face 7 of the forged end piece 1b has a male form of revolution which cooperates with the corresponding female shape of the end face of the forged junction piece 1a, thus ensuring not only automatic centering of the two forged end pieces during their approach for the final on-site assembly of the pipe within the J-laying tower, but also it makes it possible to adjust the spacing of the parallel faces of the two chamfer 8, spacing which must be extremely precise so that the weld can be performed in a known manner, in full penetration and thus have optimum strength.
  • the shape shown in FIG. 2b does not allow the two parts to be self-centering with respect to each other and requires an external or internal centering device during the welding, but it makes it possible to guarantee the spacing of the pieces in the area of the chamfer.
  • the forged junction piece 1b has a thinned wall, which allows it to act as a stop for the welding phase. But, because of its thinning, in case of minute movements of the face-to-face walls due to bending, pressure and temperature variations, said thinned wall will tend to deform plastically and to dry, because it does not present then not enough section, so the resistance sufficient to transfer the contact compression charges.
  • each of said second internal branches 5 2 of said first and second connecting pieces to be assembled has a thickness decreasing from the bottom 6 1 of said second cavity towards said front face 7 at the end of said second inner leg 5 2 , and said second outer 5i and inner 5 branches 2 of each of said two connecting pieces are such that their ends are substantially at the same level in said axial longitudinal direction of their second inner and outer legs 5 2 -
  • each of the forgings 1 a-1 b has the same conical shape leading to a reduced contact section to avoid the undesirable phenomena described above.
  • the two second internal branches have a decreasing thickness from the bottom of the second cavity to the end, but in this case they overlap one on top of the other, their end faces end not being then in opposite.
  • the thinned heel of the corresponding forged junction part 1b will advantageously be reduced to 3 mm to annihilate the undesirable phenomena previously described.
  • seal 7a preferably a metal seal, or rather a discontinuous or porous metal rod, which then plays a simple role of centraliser. This seal should not be sealed so as to let the fluid from the inside of the inner pipe to the chamber 6.
  • the second annular cavity 6 has an oblong shape, the radius of curvature of the circular base 6 1 being preferably identical to the radius of curvature 4i of the first annular cavity 4 at the zone of connection with the external envelope 2i and the pipe internal 2 2 of PiP.
  • This second annular cavity 6 must not be sealed vis-à-vis the inside of the inner pipe, but it must be in communication with the latter, because during the final test or at the start of production, the fluid migrates to this second cavity 6, the sealing of the pipe being provided by the outer weld bead 9, and said fluid is trapped during the life of the facilities, almost without being renewed.
  • the outer diameter of said first outer wall 1 i is generally from 150 mm to 750 mm, or more, the inner diameter of said inner wall 1 2 of said connecting piece being 50 mm to 700 mm.
  • a PiP consisting of an internal pipe 203.2 mm inside diameter, and 16.3 mm thick, and a outer pipe of 293.05mm inner diameter, and 15.4mm thick has an inertia of the cross section with respect to its center, of 245 984 742mm 4 .
  • a forged junction piece supplemented by a sleeve 10 mm thick reported by bonding, having a wall thickness at the connection weld between two unit lengths of PiP 16.3 mm
  • the thickness of the forged junction piece according to the invention remains reasonable and is substantially greater than the thickness of the external pipe, without the need to report an additional sleeve, the latter does not not guaranteeing reliability over time.
  • the method of assembly using forged junction pieces according to the invention thus constitutes a preferred mode for producing bottom-surface bonds to withstand fatigue over periods of 20 to 30 years or more, due to the absence of outer sleeve and the reasonable thickness of the second outer branch, which allows the implementation of conventional welding procedures and perfectly controlled.

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Abstract

La présente invention concerne une pièce de jonction (1) cylindrique destinée à la jonction de deux éléments (2) d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, comprenant une conduite externe (21) contenant une conduite interne (22) délimitant un espace annulaire (23) contenant de préférence un matériau d'isolation (24). Selon l'invention, la pièce de jonction forgée forme deux cavités annulaires (4) et (6) délimitées par des branches en fourche à chaque extrémité de ladite pièce qui permettent de minimiser les contraintes et fatigues au niveau des zones de raccordement entre deux pièces de jonction à l'extrémité de deux longueurs de conduites coaxiales à raccorder et entre chaque longueur de conduite et chaque pièce de jonction à leurs extrémités.

Description

Pièce de jonction d'éléments de conduites coaxiales et procédé d'assemblage de conduites coaxiales
La présente invention concerne le domaine des conduites à double paroi intégrant un complexe d'isolation , notamment des conduites sous-marines véhiculant des fluides chauds ou froids.
La présente invention concerne en particulier les conduites sous-marines à isolation renforcée, installées sur les champs pétroliers par grandes profondeurs, ainsi qu'aux conduites en suspension entre le fond de la mer et un navire de surface ancré sur ledit champ pétrolier.
Plus précisément, la présente invention concerne une pièce cylindrique de jonction destinée à la jonction de deux éléments d'un ensemble de deux conduites coaxiales, comprenant une conduite externe contenant une conduite interne délimitant un espace annulaire contenant de préférence un matériau d'isolation .
La présente invention concerne également un procédé d'assemblage de deux éléments constitué chacun d'un ensemble de deux conduites coaxiales comprenant à leurs extrémités une pièce de jonction selon l'invention.
Dans la majorité des domaines industriels on recherche des systèmes d'isolation performants pour maintenir les fluides véhiculés dans les tuyauteries à température constante, de manière à ce que les transferts entre équipements puissent être rendus possibles sur des distances importantes, atteignant par exemple plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres. De telles distances sont courantes dans les industries telles que les raffineries de pétrole, les installations de gaz naturel liquéfié (-1650C), les champs pétroliers sous-marins lesquels s'étendent sur plusieurs dizaines de kilomètres. De tels champs pétroliers sont développés par des profondeurs d'eau de plus en plus importantes laquelle peut largement dépasser 3000m.
De nombreux systèmes ont été développés pour atteindre un haut niveau de performance thermique et des versions spécifiques ont été développées pour répondre de manière plus adaptée aux grands fonds, c'est à dire pour résister à la pression du fond de la mer. Les technologies les plus performantes qui ont été développées pour atteindre cet objectif sont les technologies dites "Pipe In Pipe" ou PIP, c'est à dire "conduite dans une conduite", dans laquelle une conduite interne véhicule le fluide et une conduite externe coaxiale à la précédente est en contact avec le milieu ambiant, c'est à dire l'eau. L'espace annulaire entre les deux conduites peut être rempli d'un matériau isolant ou encore être vidé de tout gaz.
Dans ce type de conduite, l'espace annulaire rempli ou non d'un ' matériau isolant, est en général à une pression absolue inférieure à la pression atmosphérique, voire vidé de tout gaz, et l'on peut, en première approximation, considérer que radialement, la conduite interne résiste à la pression d'éclatement due au fluide interne, alors que l'enveloppe externe résiste à l'implosion créée par la pression hydrostatique au niveau du fond (p. g. h) qui est d'environ 1 MPa par tranche de 100 m d'eau, c'est-à-dire 30MPa pour une profondeur de 3000m. L'effet axial dû à la pression, appelé effet de fond, s'exerce sur la section circulaire des conduites et parallèlement à l'axe desdites conduites et se répartit, en première approximation sur les deux conduites (car liées aux extrémités), au prorata des sections respectives de matériaux, en général de l'acier.
Dans le cadre des installations par grande profondeur, les conduites sous-marines ainsi que les ensembles de conduites coaxiales sous-marines sont assemblés à terre en éléments de longueur unitaire, de l'ordre de 20 à 100 m selon la capacité de tenu du système de pose. Puis ils sont transportés ainsi en mer sur un navire de pose. Lors de la pose, les longueurs unitaires des divers éléments d'ensembles de conduites coaxiales sont raccordés les uns aux autres à bord du navire et au fur et à mesure de leur pose en mer. I l est donc important que ce raccordement puisse être intégré dans le procédé de montage et d'assemblage de la conduite et de pose de celle-ci au fond de la mer en le retardant le moins possible, et puisse donc être réalisé rapidement et aisément.
Lors de la pose par grand fond d'un PiP conventionnel, comparé ou tel que décrit dans ce brevet, ledit PiP est soumis à flexion, principalement dans la partie basse proche du fond de la mer. La flexion est maximale au point de contact avec le sol car le rayon de courbure décroît depuis la surface jusqu'au point de contact avec le sol, où il est alors minimal, puis le PiP reposant sensiblement à l'horizontale sur le fond de la mer, présente alors un rayon de courbure infini. La flexion engendrée au cours de la pose crée des contraintes importantes dans chacun des tubes du PiP et dans la zone de raccordement de deux longueurs successives de PiP.
Pour ce faire, on utilise des pièces de jonction ou pièces de raccordement forgées en acier, assemblées aux extrémités desdits éléments d'ensembles de conduites coaxiales à assembler. La pièce de jonction à l'extrémité aval d'un premier élément d'ensemble de conduites coaxiales non encore assemblées, étant raccordé à la pièce de jonction à l'extrémité libre amont d'un deuxième élément d'ensemble de conduites coaxiales déjà assemblées en aval.
On connaît le brevet GB 2 396 196 qui décrit des pièces de jonction dont la fonction est de permettre l'expansion thermique de la conduite interne soumise à la température du fluide, en général 60-1000C, par rapport à l'enveloppe externe qui elle reste à la température du fond de la mer, en général 3-5°C, et qui pour ce faire crée une discontinuité de la conduite interne d'une part et, d'autre part, une liaison entre la conduite interne et la conduite externe par une paroi radiale relativement fine et déformable. La pièce de jonction décrite dans GB 2 396 196 ne permet donc pas de créer une liaison rigide entre la conduite interne et l'enveloppe externe au niveau des extrémités, qui permette de transférer correctement les contraintes de traction, de compression et de flexion entre lesdites conduite interne et enveloppe externe, et de résister aux phénomènes de fatigue lors des opérations de pose et pendant toute la durée de vie du PiP, surtout dans le cas des liaisons fond-surface soumises aux effets de la houle et du courant, ladite durée de vie dépassant 25 ou 30 ans.
On connaît les brevets GB-2, 161 ,565 et GB-2, 191 ,842 qui décrivent un PiP et son mode d'assemblage, ainsi que deux modes de réalisation de pièces de jonction ou de raccordement forgées, le premier brevet GB-2, 161 ,565 décrivant une pièce forgée réalisée d'une seule pièce, le second GB-2, 191 ,842 décrivant une pièce forgée en deux éléments, la jonction entre les deux éléments des deux pièces de jonction étant assurée par un filetage, ledit filetage étant encollé pour assurer l'étanchéité.
Dans les deux cas, la pièce forgée comprend deux branches de révolution dont une branche externe et une branche interne délimitant un espace annulaire, c'est-à-dire formant une fourche dont les extrémités cylindriques libres sont assemblées aux extrémités cylindriques respectivement des conduites externes et internes.
Toutefois, dans les deux modes de réalisation, on constate des lacunes dans la fiabilité mécanique du raccordement de longueur unitaire d'ensemble de conduites coaxiales équipées à leurs extrémités de ces pièces de raccordement ou jonction. En effet, une des lacunes des pièces forgées de jonction proposées dans ces brevets antérieurs tient en ce que dans la zone de raccordement desdites pièces, le diamètre des pièces est réduit et correspond sensiblement à celui de la conduite interne. Il en résulte une variation très importante de l'inertie de. la section transversale du PiP entre la zone courante dudit PiP, et ladite zone de raccordement entre deux dites longueurs unitaires de PiP, ceci conduit à créer un point de faiblesse à chacun de ces raccordements par soudage entre deux pièces forgées, la zone dudit soudage étant alors particulièrement sensible aux phénomènes de fatigue, tant durant la pose que pendant la durée de vie de la conduite.
Pour éviter cette zone de faiblesse et conserver une inertie de section transversale sensiblement constante, on peut augmenter l'épaisseur de la paroi de la pièce forgée dans toute la zone située entre la partie massive de ladite pièce forgée et la zone du chanfrein où sera effectuée la soudure. Mais, il faut alors en général quasiment doubler ladite épaisseur. Et, dans le cas des conduites de fort diamètre et devant être posées par grandes profondeurs, le soudage devient alors problématique en raison de la très forte épaisseur d'acier, ladite épaisseur pouvant atteindre 40 à 50mm, ce qui nécessite des procédés de soudage très délicats, voire dans certains cas quasiment irréalisables sans défauts compte tenu des effets dynamiques en mer sur la masse d'acier en fusion. De plus, lesdites soudures étant réalisés à bord des navires de pose, ces derniers ayant un coût horaire extrêmement élevé, le coût d'installation devient prohibitif et les risques de défaillance sont considérables en raison de la complexité desdites opérations de soudage sur site.
On préfère alors la méthode décrite dans le brevet FR- 2,751 ,721 qui consiste en un mode de réalisation des extrémités d'un PiP, assorti d'un mode de renfort de la zone de raccordement entre deux longueurs unitaires de PiP par un manchon coulissant à jeu réduit sur l'enveloppe externe, ledit manchon coulissant étant solidarisé à ladite enveloppe externe par collage. Cette disposition permet d'augmenter localement l'inertie de la section transversale pour limiter les contraintes dans la zone de raccordement entre deux longueurs unitaires de PiP, mais nécessite la fabrication de plusieurs pièces mécaniques compliquées à monter et nécessite un raccordement relativement difficile à mettre en œuvre. De plus le collage proposé reste sujet à fluage et se dégrade lors des cycles thermiques dont sont sujet les conduites au cours de leur durée de vie de 20 à 30ans. Enfin , ce type de collage ne pourrait pas être envisagé de manière fiable dans le cas de liaisons fond surface, car les effets dynamiques de la houle et du courant sur la conduite en suspension entre le fond de la mer et le support flottant, dégraderaient rapidement le plan de collage induisant une fatigue rapide et excessive sur la zone de raccordement du PiP.
Ainsi le problème posé est de réaliser un raccordement de longueur unitaire d'ensemble de conduites coaxiales de type PiP amélioré de manière à faciliter la mise en œuvre des moyens de raccordement et opérations de raccordement, notamment en optimisant les engins de pose, et dont les zones de raccordement entre deux longueurs unitaires sont renforcées, de manière à ce que les contraintes engendrées lors de la pose soient minimisées et que le comportement en fatigue, dans le cas des liaisons fond-surface soit radicalement amélioré.
Pour ce faire, la présente invention fournit une pièce de jonction de révolution destinée à la jonction de deux éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, comprenant une conduite externe contenant une conduite interne délimitant un espace annulaire contenant de préférence un matériau d'isolation caractérisée en ce que ladite pièce de jonction est délimitée comme suit : • dans une direction radiale par rapport à un axe longitudinal XX1 de révolution de ladite pièce, elle est délimitée par une paroi interne cylindrique sensiblement de même diamètre que celui de la partie courante de ladite conduite interne, et par une paroi externe cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la partie courante de ladite conduite externe, et
« dans la direction axiale longitudinale XX1,
• du côté de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé par soudage à l'extrémité desdites conduites externe et interne d'un dit élément d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, lesdites parois externe et interne de ladite pièce de jonction forment en section longitudinale des premières branches respectivement externe et interne sensiblement de même épaisseur que lesdites conduites externe et interne auxquelles elles sont destinées à être assemblées, lesdites premières branches externe et interne délimitant une première cavité annulaire, et
• du côté opposé de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé à une autre dite pièce de jonction, elle-même assemblée par soudage à l'extrémité d'un autre élément d'ensemble de deux conduites coaxiales, lesdites parois externe et interne forment en section longitudinale des deuxièmes branches respectivement externe et interne, délimitant une deuxième cavité annulaire,
• Les deux dites pièces de jonction étant aptes à être soudées l'une à l'autre uniquement au niveau de l'extrémité desdites deuxièmes branches externes (5-ι), les extrémités desdites deux branches internes (52) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction, de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à-vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne, et • les fonds desdites première et deuxième cavités étant espacés dans ladite direction longitudinale XX', de manière à délimiter une zone pleine massive de ladite pièce de jonction dans laquelle lesd ites parois externe et interne forment les faces externe et interne d'une même paroi cylindrique.
Une pièce de jonction selon l'invention est constituée d'une unique pièce métallique forgée, c'est-à-dire constituée d'un seul tenant, de préférence en acier, ou bien encore de préférence en acier allié.
La présente invention fournit également un élément d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales constitué en partie courante d'une conduite externe et d'une cond uite interne, délimitant un espace annulaire, comprenant de préférence un matériau d'isolation , caractérisé en ce que :
- il comporte à au moins une de ses extrémités, une pièce de jonction selon l'invention , assemblée par soudage au niveau des extrémités desdites premières branches externe et interne et, respectivement des extrémités de même épaisseur desdites conduite externe et respectivement conduite interne,
- la longueur de dépassement de l'extrémité desdites premières branches interne (32) et externe (S1) l'une par rapport à l'autre de ladite pièce de jonction, étant aptes à s'adapter à la longueur de dépassement de l'extrémité correspondante desdites conduites externe (2-0 et interne (22) l'une par rapport à l'autre, et
- la dite première cavité annulaire étant de préférence remplie de dit matériau d'isolation .
La présente invention fournit également un procédé d'assemblage de deux éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales selon l'invention, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes dans lesquelles :
1 ) on assemble un dit premier élément d'ensemble de conduites coaxiales selon l'invention , comportant une première pièce de jonction , selon l'invention, à l'extrémité aval, et un deuxième dit élément d'ensemble de conduites coaxiale selon l'invention comportant une deuxième dite pièce de jonction selon l'invention, à l'extrémité amont, les deux dites deuxièmes branches externes des deux dites première et deuxième pièces de jonction étant de préférence de même épaisseur, et
2) on rapproche les unes des autres et on soude entre elles les extrémités libres des seules dites deuxièmes branches externe desdites première et deuxième pièces de jonction des deux dits éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales selon l'invention à assembler, les extrémités desdites deux branches internes (52) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction , de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à- vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne.
la présente invention a également pour objet un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales constitué en partie courante d'une conduite externe (2i) et d'une conduite interne (22), délimitant un espace annulaire (23), comprenant de préférence un matériau d'isolation (2-4) obtenu par un procédé selon l'invention , caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dits éléments d'ensemble de conduites coaxiales comprenant chacun à au moins une extrémité une dite pièce de jonction assemblée à la pièce de jonction de l'autre dit élément d'ensemble de conduites coaxiales, les deux dites pièces de jonction étant soudées l'une à l'autre uniquement au niveau de l'extrémité desdites deuxièmes branches externes (5-ι) , les extrémités desdites deux branches internes (O2) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction, de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à-vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne,
La formation desdites première et deuxième cavités annulaires permet d'une part d'établir une continuité au niveau du diamètre interne de la conduite interne et d'autre part de fournir une relative continuité et identité d'inertie de la section transversale, de la zone courante du PiP et de la zone de raccordement, l'épaisseur de la branche externe de la pièce de jonction forgée étant sensiblement égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur courante de la conduite externe.
L'éloignement des extrémités desdites premières branches externe et interne par rapport au fond de la première cavité et de l'extrémité de ladite deuxième branche externe par rapport au fond de ladite deuxième cavité, permet de réaliser les soudages dans les meilleures conditions, car la masse d'acier de part et d'autre de la zone de soudage est sensiblement égale et la zone de fusion ne se trouve alors pas perturbée par un « effet radiateur » provoqué par la zone pleine et massive située entre les fonds desdites première et deuxième cavités, ladite perturbation consistant en un refroidissement déséquilibré entre la gauche et la droite de ladite zone de soudure.
La continuité du diamètre de la paroi externe au niveau de la dite pièce de jonction par rapport à celui des parties courantes des conduites externes permet de créer une augmentation importante de l'inertie de la section transversale au niveau de la zone de raccordement de deux pièces de jonction adjacentes, et donc de renforcer le raccordement là ou précisément les contraintes sont maximales. En effet, l'inertie de la section transversale d'une conduite par rapport à son centre varie comme Ia puissance 4 du rayon, ce qui conduit à une épaisseur nécessaire considérable dans le cas de l'art antérieur tel que décrit dans GB-2, 161 ,565 GB- 2, 191 ,942. En revanche, si la section transversale considérée correspond à celle de la conduite externe du PiP, l'épaisseur nécessaire est fortement réduite, voire même dans certains cas divisée par deux, ce qui simplifie considérablement les opérations d'assemblage par soudage effectuées à bord des navires d'installation, dans des conditions difficiles.
D'autre part le fait que deux pièces de jonction adjacentes soient soudées, uniquement au niveau de l'extrémité desdites deuxième branches externes, permet que la totalité des phénomènes de transferts de charge et de contraintes soit localisée au niveau externe et n'implique pas lesdites parois internes, ce qui permet de mieux contrôler les risques de fissuration ou phénomènes de fatigue et d'éviter que le dispositif ne se ruine complètement au niveau de la paroi interne.
En outre, le fait que les deux extrémités desdites deuxièmes branches internes de deux pièces adjacentes selon l'invention, ne soient pas soudées entre elles, autorise des mouvements infimes desdites parois internes face à face dus à des éventuelles flexions ou variations de pression ou de température et autorise que lesdites parois internes puissent se déforment plastiquement et permettre un matage desdites deuxièmes branches internes sans risquer de transférer des charges de compression de contact, ce qui permet d'éviter de perturber la répartition des contraintes dans la zone d'assemblage et que l'essentiel des contraintes soit repris au niveau des parois externes desdites pièces.
La formation de ladite paroi interne cylindrique et la butée entre les extrémités libres desdites deuxièmes branches internes de deux pièces de jonction assemblées l'une à l'autre assure une continuité presque complète avec la conduite interne et permet d'éviter des phénomènes de turbulence du type vortex dans la circulation du fluide à l'intérieur du dispositif après assemblage, au niveau du raccordement de deux dites pièces de jonction de deux portions de PIP adjacentes.
Enfin, la zone pleine massive entre les fonds desdites première et deuxième cavités permet de transférer les efforts de compression ou de traction entre les conduites interne et externe.
Toutes ces caractéristiques contribuent à améliorer radicalement le comportement en flexion, ainsi qu'en fatigue, d'un dispositif impliquant deux éléments d'ensemble coaxial équipé de dites pièces de jonction et raccordées l'une à l'autre, à bord des navires d'installation.
Par ailleurs, la fabrication et l'assemblage desdites pièces de jonction sont relativement aisés et fiables en ce qui concerne le raccordement de deux pièces de jonction adjacentes et le raccordement d'une pièce de jonction avec l'extrémité d'un ensemble de d'au moins deux conduites coaxiales.
On notera que ladite deuxième cavité ne doit pas être étanche après raccordement de deux pièces de jonction, vis-à-vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne car lors du démarrage de la circulation d'un fluide à l'intérieur, celui-ci devra migrer vers cette deuxième cavité, l'étanchéité étant assurée par la soudure externe au niveau de l'extrémité desdites deuxièmes branches externes, le fluide se trouvant piégé durant toute la durée de vie de l'installation au niveau de cette deuxième cavité.
Selon des caractéristiques préférées et avantageuses de la présente invention :
- l'extrémité libre de ladite deuxième branche externe présente une forme, de préférence un chanfrein, la rendant apte à être soudée à l'extrémité libre d'une autre dite deuxième branche externe d'une autre pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée, ladite autre pièce de jonction étant, elle-même, assemblée à l'extrémité d'un deuxième dit élément d'ensemble de deux conduites coaxiales, et
- l'extrémité libre de ladite deuxième branche interne présente une forme la destinant à buter en contact sans lui être soudée avec l'extrémité libre d'une autre dite deuxième branche interne d'une autre dite pièce de jonction assemblée à l'extrémité d'un dit deuxième élément d'ensemble de conduites coaxiales ;
- les extrémités libres des dites deuxièmes branche externe (5-ι) et branche interne (52) d'une même pièce de jonction arrivent sensiblement au même niveau dans ladite direction longitudinale (X, X'), et
- les deux dites deuxièmes branches externes des deux dites pièces de jonction destinées à être assemblées par soudure étant de même épaisseur, et d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la conduite externe du PiP, et de préférence d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de ladite deuxième branche interne de ladite pièce de jonction, et
- l'extrémité de ladite deuxième branche externe présente un chanfrein tourné vers l'extérieur, apte à permettre une soudure depuis l'extérieur ;
- les extrémités libres desdites premières branche externe et interne présentent une forme, de préférence en chanfrein 8, les rendant aptes à être soudées aux extrémités libres respectivement desdites conduites externe et interne, de préférence aptes à être soudées respectivement depuis l'extérieur de la dite conduite externe pour lesdites premières branches externes et depuis l'intérieur de ladite conduite interne pour lesdites premières branches internes ;
Dans un mode de réalisation avantageux, ladite deuxième branche interne comporte sur sa face frontale à son extrémité libre dans la direction longitudinale ZZ', un élément de centrage mâle ou femelle, apte à coopérer avec un élément, respectivement femelle ou mâle de la face frontale de l'extrémité libre d'une dite autre deuxième branche interne d'une autre dite pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée, de manière à :
- assurer un effet de centrage des deux dites pièces de jonction lors de leur approche en vue de leur assemblage, et
- ajuster l'écartement des faces frontales d'extrémité des dites deuxièmes branches externes de dites pièces de jonction à assembler lors de leur approche en vue de leur assemblage pour que, de préférence, l'assemblage puisse se faire par soudure et que ladite soudure puisse être réalisée sur toute l'épaisseur desdites faces frontales des extrémités desdites deuxièmes branches externes destinées à être assemblées.
Plus particulièrement, ledit élément mâle est constitué par une forme protubérante, de préférence de révolution, de ladite face frontale à l'extrémité de ladite deuxième branche interne, ledit élément mâle étant apte à coopérer avec un élément femelle correspondant, constitué par une forme creuse complémentaire, de préférence de révolution, dans la face frontale à l'extrémité d'une dite deuxième branche interne d'une dite autre pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée.
Plus particulièrement encore, ladite forme protubérante dudit élément mâle est formée par un joint annulaire rapporté sur ladite face frontale à l'extrémité de ladite deuxième branche interne. Dans un mode de réalisation avantageux, l'épaisseur de ladite deuxième branche interne va en diminuant entre le fond de ladite deuxième cavité annulaire et ladite face frontale de ladite deuxième branche interne, la surface de ladite deuxième branche interne s'inscrivant ainsi par exemple dans une enveloppe conique.
Cette paroi interne amincie au niveau de ladite deuxième branche interne lui permet de jouer le rôle de butée éventuelle tout en autorisant plus facilement sa déformation plastique et son matage éventuel lors des mouvements de flexion ou des variations de pression ou de température, l'essentiel des contraintes étant quasi intégralement transmise au niveau de ladite deuxième branche externe.
Dans une variante de réalisation avantageuse l'extrémité de ladite première branche interne du côté de ladite pièce de jonction apte à être directement assemblée à un dit élément d'un dit ensemble de conduites coaxiales, dépasse dans ladite direction longitudinale axiale XX' par rapport à l'extrémité d'une dite première branche externe, de manière à ce que ladite pièce de jonction puisse être assemblée à un dit ensemble de conduites coaxiales dont l'extrémité de ladite conduite externe dépasse sensiblement d'une même longueur par rapport à celle de ladite conduite interne. Ce mode de réalisation est rendu nécessaire pour que la réalisation des soudures de raccordement de la pièce de jonction forgée avec les conduites interne et externe puisse être effectuée depuis l'extérieur.
Plus particulièrement, l'extrémité de ladite première branche externe présente un chanfrein tourné vers l'extérieur apte à permettre une soudure depuis l'extérieur et l'extrémité de ladite première branche interne présente un chanfrein tournée vers l'intérieur apte à permettre une soudure depuis l'intérieur de ladite conduite interne. Dans un mode de réalisation particulier, lesdites première et deuxième cavités annulaires présentent une forme oblongue en section longitudinale, les fonds et présentant une forme incurvée dont les rayons de courbure sont, de préférence, identiques.
Plus particulièrement encore :
- les fonds desdites première et deuxième cavités, sont espacés d'une longueur de 0.5 à 3 fois l'épaisseur maximale de ladite pièce de jonction forgée dans ladite zone pleine,
- la longueur desdites premières branches interne et externe forme une dite première cavité d'une profondeur de 1 fois à 5 fois l'épaisseur des conduites interne et respectivement externe, et
- la longueur desdites deuxièmes branches externe et interne forme une dite deuxième cavité d'une profondeur de 1 fois à 5 fois l'épaisseur de ladite deuxième branche externe, et
- l'épaisseur desdites deuxièmes branches externes étant supérieure de 5 à 100%, de préférence de 30 à 70% de l'épaisseur de la conduite externe.
Selon des caractéristiques particulières d'un procédé d'assemblage de deux éléments d'ensemble de deux conduites coaxiales selon l'invention :
- l'une au moins desdites deuxièmes branches internes desdites première et deuxième pièces de jonction à assembler, présente une épaisseur diminuant depuis le fond de ladite deuxième cavité vers ladite face frontale à l'extrémité de ladite deuxième branche interne, et
- la longueur de dépassement de l'extrémité desdites deuxièmes branches interne et externe l'une par rapport à l'autre d'une dite première pièce de jonction, est apte à s'adapter à la longueur de dépassement de l'extrémité desdites deuxièmes branches interne et externe l'une par rapport à l'autre d'une dite deuxième pièce de jonction à laquelle ladite première pièce de jonction est assemblée, et
- lesdites deuxièmes branches externe et interne de chacune des deux dites pièces de jonction sont telles que leurs extrémités sont sensiblement au même niveau dans ladite direction longitud inale axiale XX'.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée qui va suivre, en référence aux figures suivantes dans lesquelles :
• La figure 1 a est une coupe longitudinale axiale d'un PI P comportant une première pièce de jonction 1 a soudée à son extrémité selon un premier mode de soudage,
• La figure 1 b est une coupe longitudinale axiale de la seconde extrémité du PiP selon la figure 1 a, comportant une deuxième pièce de jonction 1 b soudée selon un second mode de soudage,
• La figure 2 est une coupe longitudinale axiale du raccordement de deux longueurs de PiP équipées chacune d'une pièce de jonction 1 a, 1 b à leur extrémité,
• Les figures 2a à 2e représentent des variantes de réalisation des extrémités des pièces de jonction au niveau de leur raccordement.
Les pièces de jonction 1 a, 1 b de révolution et sensiblement cylindriques selon l'invention, sont destinées à la jonction de deux éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, comprenant une conduite externe 2\ contenant une conduite interne 22 délimitant un espace annulaire 23 contenant un matériau d'isolation 24, l'espace annulaire étant de préférence sous pression réduite de gaz, lesdits éléments étant appelés ci-après longueur unitaire de PiP.
Ladite pièce de jonction 1 a, 1 b est délimitée comme suit :
• dans une direction radiale par rapport à un axe longitudinal
XX' de révolution de ladite pièce, elle est délimitée par une paroi interne cylindrique I 2 sensiblement de même diamètre que celui de la partie courante de ladite conduite interne 22, et par une paroi externe 1 i cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la partie courante de ladite conduite externe 2-ι , et
• dans la direction axiale longitudinale XX1,
• du côté de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé par soudage 9 à l'extrémité desdites conduites externe et interne d'un dit élément d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, lesdites parois externe ^ ^ et interne I 2 de ladite pièce de jonction forment en section longitudinale des premières branches respectivement externe 3i et interne 32 sensiblement de même épaisseur que lesdites conduites externe 2i et interne 22 auxquelles elles sont destinées à être assemblées, lesdites premières branches externe 3i et interne 32 délimitant une première cavité annulaire 4, et
• du côté opposé de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé à une autre dite pièce de jonction, elle-même assemblée par soudage 9 à l'extrémité d'un autre élément d'ensemble de deux conduites coaxiales, lesdites parois externe I 1 et interne 12 forment en section longitudinale des deuxièmes branches respectivement externe O1 et interne 52, délimitant une deuxième cavité annulaire 6,
• les fonds 4i , 61 desdites première et deuxième cavités 4, 6 étant espacés dans ladite direction longitudinale XX1, de manière à délimiter une zone pleine 10 de ladite pièce de jonction dans laquelle lesdites parois externe ^ ^ et interne I2 forment les faces externe et interne d' une même paroi cylindrique.
Comme montré sur la figure 2, la première cavité annulaire 4 est ouverte sur l'espace annulaire 2z et peut recevoir le matériel d'isolation 24 de façon à continuer l'isolation de la conduite le plus loin possible.
Après assemblage et raccordement de deux longueurs unitaires de PiP équipées de pièces de jonction forgées selon l'invention, la deuxième cavité annulaire 6 d'une première pièce de jonction à l'extrémité aval d'une première longueur de PiP est ouverte sur une deuxième cavité annulaire d'une deuxième pièce de jonction 1 a à l'extrémité amont d'une deuxième longueur de PiP formant ainsi une chambre formée par soudage au niveau des extrémités des deuxièmes branches externes 5-t . Mais cette chambre n'est pas étanche, car l'extrémité des deuxièmes branches internes 5i des deux pièces de jonction 1 a, 1 b, n'est pas soudée, les faces desdites branches étant simplement en contact l'une avec l'autre.
Selon l'invention, les extrémités libres desdites premières branches externe 3i et interne 32 présentent une forme, en chanfrein
8, ce qui permet d'effectuer de manière connue une première passe de soudage dite « de pleine pénétration », suivi d'un remplissage complet du chanfrein comme explicité en 9. Sur la figure 1 a, les chanfreins 8 sont tournés vers l'extérieur et sont donc aptes à être soudés depuis l'extérieur desdites conduites externe 3i et interne 32.
Sur la figure 1 b, les chanfreins 8 sont tournés vers l'extérieur à l'extrémité de ladite première branche externe et vers l'intérieur à l'extrémité de ladite première branche interne, les rendant aptes à être soudés respectivement depuis l'extérieur dudit ensemble pour lesdites premières branches externes et depuis l'intérieur de ladite conduite interne pour lesdites premières branches internes. Pour la clarté de la description sur les figures 1 a, 1 b et 2, les divers éléments constitutifs ont été représentés soudés en partie basse des dessins, et en partie haute, positionnés face-à-face avant réalisation desdites soudures 9.
Sur la figure 2, les extrémités libres de ladite deuxième branche externe 5i présentent une forme en chanfrein 8 tourné vers l'extérieur d'une première pièce de jonction 1 a la rendant apte à être soudée depuis l'extérieur à l'extrémité libre d'une autre dite deuxième branche externe d'une autre pièce de jonction 1 b à laquelle elle est destinée à être assemblée, ladite autre pièce de jonction étant, elle-même, à l'extrémité d'un deuxième élément d'ensemble de deux conduites coaxiales.
Dans la pièce de jonction forgée 1 a, l'extrémité de ladite première branche interne 32 du côté de ladite pièce de jonction apte à être directement assemblée à un dit élément d'un dit ensemble de conduites coaxiales, dépasse dans ladite direction longitudinale axiale XX' par rapport à l'extrémité d'une dite première branche externe 3i , de manière à ce que ladite pièce de jonction puisse être assemblée par soudage à un dit ensemble de conduites coaxiales dont l'extrémité de ladite conduite externe dépasse par rapport à celle de ladite conduite interne.
Dans une version préférée de l'invention, les pièces de jonction forgées 1 a-1 b sont réalisées comme explicité sur la figure 2 et présentent un diamètre externe et une épaisseur de paroi sensiblement égaux, de préférence égaux, à celui de la portion courante d'enveloppe externe. En procédant ainsi, la conduite présente sur toute sa longueur une inertie sensiblement constante, ce qui évite les accumulations de contraintes au niveau des raccordements entre deux longueurs unitaires de PiP et améliore considérablement le comportement en flexion et en fatigue de la conduite et lui permet alors de résister, surtout dans le cas des liaisons fond-surface soumises aux effets de la houle et du courant, pendant toute la durée de vie des installations qui atteint et dépasse 30 ans.
Pour éviter les phénomènes de vortex indésirables au niveau du raccordement de deux pièces de jonction forgées 1 a-1 b de deux portions de PiP adjacentes, lorsque le pétrole brut circule à l'intérieur de la conduite interne, le diamètre interne de la pièce de jonction forgée 1 a est prolongé jusqu'à la face de jonction avec son correspondant 1 b, mais la jonction n'est pas soudée, de manière à éviter les phénomènes de transfert de charge et de contraintes entre l'enveloppe externe et la conduite interne, ce qui risquerait de conduire à des fissurations ou des phénomènes de fatigue qui ne manqueraient pas de ruiner complètement la conduite. Les deux prolongations de la partie interne on donc un simple rôle de continuité du diamètre interne de la conduite interne et elles peuvent être usinées de multiples manières telles que représentées sur les figures 2a-2e.
En figure 2a, la face frontale 7 de la pièce d'extrémité forgée 1 b présente une forme mâle de révolution qui coopère avec la forme femelle correspondante de la face frontale de la pièce de jonction forgée 1 a, assurant ainsi non seulement un effet de centrage automatique des deux pièces d'extrémité forgées lors de leur approche en vue de l'assemblage final sur site de la conduite au sein de la tour de pose en J, mais aussi il permet d'ajuster l'écartement des faces parallèles des deux chanfreins 8, écartement qui doit être extrêmement précis pour que la soudure puisse être réalisée, de manière connue, en pleine pénétration et ainsi présenter une résistance optimale.
La forme représentée sur la figure 2b ne permet pas l'auto- centrage des deux pièces l'une par rapport à l'autre et nécessite un dispositif externe ou interne de centrage lors de la soudure, mais elle permet de garantir récartement des pièces dans la zone du chanfrein. On notera de plus, que la pièce de jonction forgée 1 b présente une paroi amincie, ce qui lui permet de jouer le rôle de butée pour la phase de soudage. Mais, du fait de son amincissement, en cas de mouvements infimes des parois face-à- face dus aux flexions, aux variations de pression et de température, ladite paroi amincie aura tendance à se déformer plastiquement et à se mater, car elle ne présente alors pas la section suffisante, donc la résistance suffisante pour transférer les charges de compression de contact. On évite ainsi de perturber la répartition des contraintes dans cette zone de l'assemblage et la quasi intégralité des contraintes sont reprises au niveau des branches externes 5-| . Le comportement en flexion lors de la pose s'en trouve grandement amélioré et dans le cas de liaisons fond-surface, le comportement en fatigue permet d'atteindre les objectifs de durée de vie, c'est-à- dire 30 ans voire plus, et ceci, même dans des mers réputées difficiles, telles la Mer du Nord ou le Golfe du Mexique.
Sur les figures 2a à 2d, l'une seulement desdites deuxièmes branches internes 52 desdites première et deuxième pièces de jonction à assembler, présente une épaisseur diminuant depuis le fond 61 de ladite deuxième cavité vers ladite face frontale 7 à l'extrémité de ladite deuxième branche interne 52, et lesdites deuxièmes branches externe 5i et interne 52 de chacune des deux dites pièces de jonction sont telles que leurs extrémités sont sensiblement au même niveau dans ladite direction longitudinale axiale de leurs deuxièmes branches interne 52 et externe 5-| . Mais on pourrait envisager que chacune des pièces forgées 1 a-1 b présente la même forme conique conduisant à une section de contact réduite pour éviter les phénomènes indésirables décrits précédemment.
Sur la figure 2e les deux deuxièmes branches internes présentent une épaisseur diminuant depuis le fond de la deuxième cavité jusque vers l'extrémité, mais dans ce cas elles se chevauchent l'une par-dessus l'autre, leurs faces frontales d'extrémité n'étant plus alors en vis à vis.
A titre d'exemple, pour une pièce de jonction forgée 1 a de 300mm de diamètre interne, et présentant une épaisseur de conduite interne de 19mm, le talon aminci de la pièce de jonction forgée 1 b correspondante sera avantageusement réduite à 3mm pour annihiler les phénomènes indésirables décrits précédemment.
Sur la figure 2c on a représenté un joint rapporté 7a, de préférence un joint métallique, ou plutôt un jonc métallique discontinu ou poreux, qui joue alors un simple rôle de centreur. Ce joint ne devra pas être étanche de manière à laisser passer le fluide depuis l'intérieur de la conduite interne vers la chambre 6.
La deuxième cavité annulaire 6 présente une forme oblongue, le rayon de courbure du fond 61 circulaire étant de préférence identique au rayon de courbure 4i de la première cavité annulaire 4 au niveau de la zone de raccordement avec l'enveloppe externe 2i et la conduite interne 22 du PiP. Cette deuxième cavité annulaire 6 ne doit pas être étanche vis-à-vis de l'intérieur de la conduite interne, mais elle doit être en communication avec cette dernière, car lors du test final ou lors du démarrage de la production, le fluide migre vers cette deuxième cavité 6, l'étanchéité de la conduite étant assurée par le cordon de soudure externe 9, et ledit fluide s'y trouve piégé pendant toute la durée de vie des installations, sans quasiment être renouvelé.
Le diamètre externe de ladite première paroi externe 1 i est en général de 150mm à 750mm, voire plus, le diamètre interne de ladite paroi interne 12 de ladite pièce de jonction étant de 50mm à 700mm.
A titre d'exemple, un PiP constituée d'une conduite interne de 203.2mm de diamètre intérieur, et de 16.3mm d'épaisseur, et d'une conduite externe de 293.05mm de diamètre intérieur, et de 15.4mm d'épaisseur présente une inertie de la section transversale par rapport à son centre, de 245 984 742mm4.
Pour assurer une inertie équivalente au niveau de l'assemblage entre deux longueurs unitaires, il faut :
- selon l'art antérieur du brevet GB 2, 161 ,565, une pièce de jonction forgée sans manchon additionnel rapporté, présentant une épaisseur de paroi au niveau de la soudure de raccordement entre deux longueurs unitaires de PiP de 41 .5 mm ,
- selon l'art antérieur du brevet FR 2 751 721 , une pièce de jonction forgée, complétée par un manchon de 10mm d'épaisseur rapporté par collage, présentant une épaisseur de paroi au niveau de la soudure de raccordement entre deux longueurs unitaires de PiP de 16.3 mm
- et selon l'invention, une pièce forgée, sans manchon additionnel , présentant une épaisseur de paroi au niveau de la soudure de raccordement entre deux longueurs unitaires de PiP de 22.83 mm, c'est-à-dire une épaisseur desdites deuxièmes branches externes de 22,83 mm.
Ainsi, l'épaisseur de la pièce de jonction forgée selon l'invention, au niveau de la deuxième branche externe, reste raisonnable et est sensiblement supérieure à l'épaisseur de la conduite externe, sans nécessiter de rapporter un manchon additionnel, ce dernier ne garantissant pas une fiabilité dans le temps.
Dans le cas de soudage de fortes épaisseurs d'acier, c'est-à- dire au-delà de 25-30mm, il est nécessaire d'appliquer des procédures de soudage très délicates, donc difficiles à réaliser dans des temps réduits. Et, dans les cas extrêmes d'épaisseurs de 40 à 50mm et plus, on peut être contraint d'effectuer des chanfreins en X, qui nécessitent alors une phase de soudage par l'extérieur et une autre phase de soudage par l'intérieur, ce qui complique considérablement l'installation des conduites à bord des navires de pose et augmente de manière significative les temps opérationnels, ainsi que les risques de rupture des soudures dans le temps, en raison de leur complexité d'exécution sur chantier.
Le mode d'assemblage utilisant les pièces de jonction forgées selon l'invention constitue ainsi un mode privilégié pour la réalisation de liaisons fond-surface devant résister en fatigue sur des périodes de 20 à 30 ans voire plus, en raison de l'absence de manchon externe rapporté et de l'épaisseur raisonnable de la deuxième branche externe, ce qui autorise la mise en œuvre de procédures de soudure classiques et parfaitement maîtrisées.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Pièce de jonction (1 ) de révolution destinée à la jonction de deux éléments (2) d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, comprenant une conduite externe (2i ) contenant une conduite interne (22) délimitant un espace annulaire (23) contenant de préférence un matériau d'isolation (24) caractérisée en ce que ladite pièce de jonction est délimitée comme suit :
• dans une direction radiale par rapport à un axe longitudinal XX' de révolution de ladite pièce, elle est délimitée par une paroi interne cylindrique (12) sensiblement de même diamètre que celui de la partie courante de ladite conduite interne (22), et par une paroi externe (1 i ) cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la partie courante de ladite conduite externe (2i), et
• dans la direction axiale longitudinale XX1,
• du côté de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé par soudage (9) à l'extrémité desdites conduites externe et interne d'un dit élément d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales, lesdites parois externe (I 1 ) et interne (12) de ladite pièce de jonction forment en section longitudinale des premières branches respectivement externe (3-i) et interne (32) sensiblement de même épaisseur que lesdites conduites externe (2-ι ) et interne (22) auxquelles elles sont destinées à être assemblées, lesdites premières branches externe (3-ι ) et interne (32) délimitant une première cavité annulaire (4), et
• du côté opposé de ladite pièce de jonction destiné à être assemblé à une autre dite pièce de jonction, elle-même assemblée par soudage (9) à l'extrémité d'un autre élément d'ensemble de deux conduites coaxiales, lesdites parois externe (I 1 ) et interne (12) forment en section longitudinale des deuxièmes branches respectivement externe (5i ) et interne (52), délimitant une deuxième cavité annulaire (6),
• Les deux dites pièces de jonction étant aptes à être soudées l'une à l'autre uniquement au niveau de l'extrémité desd ites deuxièmes branches externes (5i ) , les extrémités desdites deux branches internes (52) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction, de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à-vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de lad ite conduite interne, et
• les fonds (4i , 61 ) desdites première et deuxième cavités (4, 6) étant espacés dans ladite direction longitudinale XX', de manière à délimiter une zone pleine massive (10) de ladite pièce de jonction dans laquelle lesdites parois externe (1 -ι ) et interne (12) forment les faces externe et interne d' une même paroi cylind rique.
2. Pièce de jonction selon la revendication 1 , caractérisée en ce que :
- l'extrémité libre de ladite deuxième branche externe (5-t ) présente une forme, de préférence un chanfrein 8, la rendant apte à être soudée à l'extrémité libre d'une autre dite deuxième branche externe d'une autre pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée, ladite autre pièce de jonction étant, elle-même, assemblée à l'extrémité d'un deuxième dit élément d'ensemble de deux conduites coaxiales, et
- l'extrémité libre de ladite deuxième branche interne (52) présente une forme la destinant à buter en contact sans lui être soudée avec l'extrémité libre d'une autre dite deuxième branche interne d'une autre dite pièce de jonction assemblée à l'extrémité d'un dit deuxième élément d'ensemble de conduites coaxiales, et - les extrémités libres des dites deuxièmes branche externe (50 et branche interne (52) d'une même pièce de jonction arrivent sensiblement au même niveau dans ladite direction longitudinale (X, X'), et
- les deux d ites deuxièmes branches externes des deux dites pièces de jonction destinées à être assemblées par soudure étant de même épaisseur, supérieure à l'épaisseur de ladite conduite externe, et de préférence supérieure à l'épaisseur de ladite deuxième branche interne de ladite pièce de jonction.
3. Pièce de jonction selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que :
- les extrémités libres desdites premières branche externe (3i ) et interne (32) présentent une forme, de préférence en chanfrein 8, les rendant aptes à être soudées aux extrémités libres respectivement desdites conduites externe (2-ι) et interne (22), de préférence aptes à être soudées respectivement depuis l'extérieur de la d ite conduite externe pour lesdites premières branches externes et depuis l'intérieur de ladite conduite interne pour lesd ites premières branches internes.
4. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites première et deuxième cavités annulaires (4, 6) présentent une forme oblongue en section longitudinale, les fonds (4i ) et (61 ) présentant une forme incurvée dont les rayons de courbure sont, de préférence, identiques.
5. Pièce de jonction selon lune des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que :
-les fonds (4-t , 61 ) desdites première et deuxième cavités (4, 6), sont espacés d'une longueur de 0,5 à 3 fois l'épaisseur maximale de la paroi de ladite pièce de jonction dans ladite zone pleine (10), - la longueur desdites premières branches externe et interne (3i , 32) forme une dite première cavité (4) de 1 à 5 fois l'épaisseur des conduites externe et respectivement interne,
- la longueur desdites deuxièmes branches externe (5i) et interne (52) forme une dite deuxième cavité (6) de 1 à 5 fois l'épaisseur de ladite deuxième branche externe,
- l'épaisseur desdites deuxièmes branches externes (5-ι-52) étant supérieure de 5 à 100%, de préférence de 30 à 70% de l'épaisseur de ladite conduite externe, et
-de préférence l'épaisseur desdites premières branches externe et interne (3i , 32) étant sensiblement égale à celle desdites conduites externe et respectivement interne.
6. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite deuxième branche interne (52) comporte sur sa face frontale(7) à son extrémité libre dans la direction longitudinale ZZ', un élément de centrage (7a) mâle ou femelle, apte à coopérer avec un élément, respectivement femelle ou mâle (7b) de la face frontale de l'extrémité libre d'une dite autre deuxième branche interne d'une autre dite pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée, de manière à :
-assurer un effet de centrage des deux dites pièces de jonction lors de leur approche en vue de leur assemblage, et
- ajuster l'écartement des faces frontales d'extrémité des dites deuxièmes branches externes (5-ι) de dites pièces de jonction à assembler lors de leur approche en vue de leur assemblage pour que, de préférence, l'assemblage puisse se faire par soudure et que ladite soudure puisse être réalisée sur toute l'épaisseur desdites faces frontales des extrémités desdites deuxièmes branches externes (5-i) destinées à être assemblées.
7. Pièce de jonction selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit élément mâle (7a) est constitué par une forme protubérante, de préférence de révolution, de ladite face frontale à l'extrémité de ladite deuxième branche interne (52), ledit élément mâle étant apte à coopérer avec un élément femelle (7b) correspondant, constitué par une forme creuse complémentaire, de préférence de révolution, dans la face frontale à l'extrémité d'une dite deuxième branche interne d'une dite autre pièce de jonction à laquelle elle est destinée à être assemblée.
8. Pièce de jonction selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite forme protubérante dudit élément mâle est formée par un joint annulaire rapporté sur ladite face frontale à l'extrémité de ladite deuxième branche interne.
9. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'épaisseur de ladite deuxième branche interne (52) va en diminuant entre le fond (61) de ladite deuxième cavité annulaire (6) et ladite face frontale (7) de ladite deuxième branche interne (O2).
10. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'extrémité de ladite première branche interne (32) du côté de ladite pièce de jonction apte à être directement assemblée à un dit élément d'un dit ensemble de conduites coaxiales, dépasse dans ladite direction longitudinale axiale XX1 par rapport à l'extrémité d'une dite première branche externe (3i), de manière à ce que ladite pièce de jonction puisse être assemblée à un dit ensemble de conduites coaxiales dont l'extrémité de ladite conduite externe dépasse sensiblement d'une même longueur par rapport à celle de ladite conduite interne.
1 1. Pièce de jonction selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'extrémité de ladite première branche externe (3-ι) présente un chanfrein tourné vers l'extérieur apte à permettre une soudure depuis l'extérieur et l'extrémité de ladite première branche interne (32) présente un chanfrein tournée vers l'intérieur apte à permettre une soud ure depuis l'intérieur de lad ite conduite interne.
12. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que les extrémités desdites deuxièmes branches interne et externe arrivent sensiblement au même niveau dans ladite direction longitudinale axiale XX'.
13. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'extrémité de ladite deuxième branche externe (52) présente un chanfrein tourné vers l'extérieur , apte à permettre une soudure depuis l'extérieur.
14. Pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une pièce métallique forgée, de préférence en acier.
15. Elément d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales constitué en partie courante d'une conduite externe (2i ) et d'une conduite interne (22), délimitant un espace annulaire (23), comprenant de préférence un matériau d'isolation (2-4) , caractérisé en ce que :
- il comporte à au moins une de ses extrémités, une pièce de jonction selon l'une des revendications 1 à 14, assemblée par soudage, au niveau des extrémités desdites premières branches externe (3i) et interne (32) et, respectivement des extrémités de même épaisseur desdites conduite externe (2i) et respectivement conduite interne (22),
- la longueur de dépassement de l'extrémité desdites premières branches interne (32) et externe (S1) l'une par rapport à l'autre de ladite pièce de jonction , étant aptes à s'adapter à la longueur de dépassement de l'extrémité correspondante desdites conduites externe (2i) et interne (22) l'une par rapport à l'autre, et
- ladite première cavité annulaire étant de préférence remplie de dit matériaux d'isolation.
16. Procédé d'assemblage de deux éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes dans lesquelles :
1 ) on assemble un dit premier élément d'ensemble de conduites coaxiales comportant une première dite pièce de jonctionr à l'extrémité aval, et un deuxième dit élément d'ensemble de conduites coaxiale comportant une deuxième dite pièce de jonction à l'extrémité amont, les deux dites deuxièmes branches externes des deux dites première et deuxième pièces de jonction étant de préférence de même épaisseur, et
2) on rapproche les unes des autres et on soude entre elles les extrémités libres des seules dites deuxièmes branches externe (5-ι) desdites première et deuxième pièces de jonction des deux dits éléments d'un ensemble d'au moins deux conduites coaxiales à assembler, les extrémités desdites deux branches internes (52) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction, de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à- vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'une au moins desdites deuxièmes branches internes (52) desdites première et deuxième pièces de jonction à assembler, présente une épaisseur diminuant depuis le fond (61) de ladite deuxième cavité vers ladite face frontale (7) à l'extrémité de ladite deuxième branche interne (52).
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que Ia longueur de dépassement de l'extrémité desdites deuxièmes branches interne et externe l'une par rapport à l'autre d'une dite première pièce de jonction, est apte à s'adapter à la longueur de dépassement de l'extrémité desdites deuxièmes branches interne et externe l'une par rapport à l'autre d'une dite deuxième pièce de jonction à laquelle ladite première pièce de jonction est assemblée.
19. Procédé selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que lesdites deuxièmes branches externe (5i) et interne (52) de chacune des deux dites pièces de jonction sont telles que leurs extrémités sont sensiblement au même niveau dans ladite direction longitudinale axiale.
20. Ensemble d'au moins deux conduites coaxiales constitué en partie courante d'une conduite externe (2-i) et d'une conduite interne (22), délimitant un espace annulaire (23), comprenant de préférence un matériau d'isolation (2-4) obtenu par un procédé selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dits éléments d'ensemble de conduites coaxiales , comprenant chacun à au moins une extrémité une dite pièce de jonction assemblée à la pièce de jonction de l'autre dit élément d'ensemble de conduites coaxiales, les deux dites pièces de jonction étant soudées l'une à l'autre uniquement au niveau de l'extrémité desdites deuxièmes branches externes (5i), les extrémités desdites deux branches internes (52) non soudées venant buter en contact l'une avec l'autre lors de l'assemblage des deux dites pièces de jonction, de sorte que lesdites deuxièmes cavités internes (6) ne sont pas étanches vis-à-vis de l'intérieur de ladite paroi interne et de ladite conduite interne,
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