WO2015097246A1 - Embout de connexion d'une conduite flexible, conduite flexible et procédé associés - Google Patents

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WO2015097246A1
WO2015097246A1 PCT/EP2014/079241 EP2014079241W WO2015097246A1 WO 2015097246 A1 WO2015097246 A1 WO 2015097246A1 EP 2014079241 W EP2014079241 W EP 2014079241W WO 2015097246 A1 WO2015097246 A1 WO 2015097246A1
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WO
WIPO (PCT)
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armor
ring
tip
layer
adhesive layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/079241
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Christophe BOURGET
Frédéric DEMANZE
Jean-Yves GRAMOND
Original Assignee
Technip France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technip France filed Critical Technip France
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Priority to DKPA201670448A priority patent/DK179633B1/en
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Classifications

    • 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
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
    • F16L33/01—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses adapted for hoses having a multi-layer wall

Definitions

  • the present invention relates to a connecting end of a flexible fluid transport pipe, the flexible pipe comprising at least one tubular sheath and at least one layer of tensile armor disposed externally with respect to the tubular sheath, the layer of armor comprising a plurality of threadlike armor elements, the tip comprising:
  • the pipe is in particular an unbonded flexible pipe for the transport of hydrocarbons through an expanse of water, such as an ocean, a sea, a lake or a river.
  • Such a flexible pipe is for example made according to the normative documents API 17J (Specification for Unbounded Flexible Pipe) and API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) established by the American Petroleum Institute.
  • the pipe is generally formed of a set of concentric and superimposed layers. It is considered as "unbound" in the sense of the present invention since at least one of the layers of the pipe is able to move longitudinally relative to the adjacent layers during bending of the pipe.
  • an unbonded pipe is a pipe devoid of binding materials connecting layers forming the pipe.
  • the pipe is generally disposed across an expanse of water, between a bottom assembly, for collecting the fluid operated in the bottom of the body of water, and a set of floating or stationary surface for collecting and distribute the fluid.
  • the surface assembly may be a semi-submersible platform, an FPSO or other floating assembly.
  • the flexible pipe has a length greater than 800 m.
  • the ends of the pipe have tips for connection to the bottom assembly and the entire surface, as well as for intermediate connections.
  • the axial tension has not only a high average value, but also permanent variations as a function of the vertical movements of the surface assembly and the pipe, under the effect of the agitation of the body of water caused by the swell or waves.
  • the axial tension variations can reach several tens of tons and be repeated continuously during the service life of the pipe. In 20 years, the number of cycles can reach more than 20 million.
  • the anchoring of the armor is generally ensured by the friction between the armor son and an epoxy resin cast in the chamber defined by the vault and the hood.
  • capstan effect associated with the helical trajectory of the armor wires also contributes to the anchoring of the armor, this effect being able to be increased by modifying the diameter of the helix described by the wires in the endpiece relative to to the diameter of this helix in current length, for example by progressively increasing this diameter by following an ascending cone, then decreasing it along a descending cone.
  • deformations in the form of hook, wave or twist can be formed at the end of each armor wire to be engaged in the epoxy resin, in order to achieve a mechanical blocking against the voltage applied. These deformations initiate the effort necessary to implement the capstan effect.
  • WO 2004/051 131 proposes to securely fix each end portion in grooves in the rear portion of the front arch attachment of the tip.
  • the rear portion further has a flared shape to increase the capstan effect.
  • An object of the invention is to obtain a tip of a flexible pipe having an effective axial tension recovery, in which the risk of fatigue failure is greatly reduced, the tip being easy to manufacture and compact.
  • the invention relates to a tip of the aforementioned type, characterized in that the tip comprises:
  • the tip according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the adhesive layer has a radial thickness less than the radial thickness of the ring
  • the adhesive layer has a maximum thickness of less than 5 mm and advantageously of between 0.1 mm and 3 mm;
  • the ring is keyed axially on the cover and / or on an intermediate element seated on the cover;
  • the armor elements extend in a cylindrical envelope in the reception chamber
  • the end sections are arranged in a cylindrical envelope defined between a first cylinder of revolution about the central axis and a second cylinder of revolution about the central axis, the radial distance separating the first cylinder from the second cylinder being lower; at 120% of the thickness of each end section.
  • the ring is clamped radially on the layer of adhesive and on the armor elements, the ring advantageously comprising a plurality of circumferential segments assembled one on the other;
  • the inner peripheral surface of the ring has a first axial region located at a first distance from each armor element and a second axial region located at a second distance from each armor element, the first distance being different from the second distance.
  • the adhesive layer having at least a first axial portion disposed facing the first axial region and a second axial portion disposed facing the second axial region, the radial thickness of the adhesive layer being different in the first part; axial and in the second axial part.
  • each armor member comprises a cannula arranged radially inside each armor element facing the ring, and an inner layer of adhesive, advantageously of less radial thickness than that of the cannula, the inner layer of adhesive being interposed between an outer surface of the cannula and an inner surface of each armor member;
  • the adhesive layer comprises a first axial portion formed based on a relatively more rigid first adhesive and a second axial portion formed based on a second adhesive which is relatively more flexible than the first adhesive;
  • each armor element is pretreated mechanically, physically or chemically;
  • the inner peripheral surface of the or each ring defines at least one annular or helical groove opening facing the armor elements and partially receiving the layer of adhesive;
  • the or each ring delimits, in the receiving chamber, an intermediate space before and / or a rear intermediate space, the end piece comprising a flexible filling material filling the front intermediate space and / or the rear intermediate space;
  • each ring defines in the receiving chamber an intermediate space before and / or a rear intermediate space, the nozzle comprising a watertight seal filling the intermediate space before and / or the rear intermediate space;
  • the adhesive layer being interposed between an inner annular surface of each of the first ring of the second ring and the outer surface of each armor member, the layer of adhesive securing each armor member respectively to the first ring and on the second ring;
  • the ring is fixed in axial translation relative to the cap and / or with respect to the end vault independently of the concentric layers of the flexible pipe.
  • the invention also relates to a flexible fluid transport pipe, preferably unbound, comprising: at least one tubular sheath;
  • At least one tensile armor layer disposed externally with respect to the tubular sheath, the armor layer comprising a plurality of filiform armor elements;
  • the invention also relates to a method of mounting a tip of a flexible fluid transport pipe, the flexible pipe comprising at least one tubular sheath and at least one layer of tensile armor disposed externally relative to the tubular sheath, the armor layer comprising a plurality of filamentary armor elements, the tip comprising the following steps:
  • FIG. 1 is a partially cut away perspective view of a central section of a first flexible pipe according to the invention
  • FIG. 2 is a view, taken in partial section along a median axial plane, of a nozzle of the pipe of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view similar to Figure 2 of the nozzle of a second flexible pipe according to the invention.
  • - Figure 4 is a view similar to Figure 2 of the nozzle of a third flexible pipe according to the invention
  • - Figure 5 is a view similar to Figure 2 of the tip of a fourth flexible pipe according to the invention
  • FIG. 6 is a view similar to Figure 2 of the tip of a fifth flexible pipe according to the invention.
  • FIG. 7 is a view similar to Figure 2 of the tip of a sixth flexible pipe according to the invention.
  • FIG. 8 is a view similar to Figure 2 of the tip of a seventh flexible pipe according to the invention.
  • Figure 9 is a view similar to Figure 2 of a subassembly of the nozzle of an eighth flexible pipe according to the invention.
  • FIG. 10 is a view similar to Figure 2 of a subassembly of the tip of a ninth flexible pipe according to the invention.
  • the terms “outside” and “inside” generally mean radially with respect to an axis AA 'of the pipe, the term “outside” meaning relatively more radially distant from the axis. AA 'and the term “inner” extending as relatively closer radially to the axis AA' of the pipe.
  • forward and “rear” are axially related to an AA 'axis of the line, with the word “before” meaning relatively farther from the middle of the line and closer to one of its extremities, the term “rear” meaning relatively closer to the middle of the pipe and further away from one of its ends.
  • the middle of the pipe is the point of the pipe situated equidistant from the two extremities of the latter.
  • a first flexible pipe 10 according to the invention is partially illustrated by FIG. 1
  • the flexible pipe 10 comprises a central section 12 illustrated in part in FIG. It comprises, at each of the axial ends of the central section 12, an end tip 14 (not visible in FIG. 1), the relevant parts of which are shown in FIG.
  • the pipe 10 defines a central passage 16 for circulation of a fluid, preferably a petroleum fluid.
  • the central passage 16 extends along an axis A-A 'between the upstream end and the downstream end of the pipe 10. It opens through the endpieces 14.
  • the flexible pipe 10 is intended to be disposed through a body of water (not shown) in a fluid operating installation, in particular hydrocarbons.
  • the body of water is, for example, a sea, a lake or an ocean.
  • the depth of the water extent to the right of the fluid operating installation is for example between 500 m and 3000 m.
  • the fluid exploitation installation comprises a set of surfaces, in particular floating surfaces, and a bottom assembly (not shown) which are generally connected to one another by the flexible pipe 10.
  • the flexible pipe 10 is preferably an "unbonded” pipe (referred to as "unbonded”).
  • At least two adjacent layers of the flexible pipe 10 are free to move longitudinally with respect to each other during bending of the pipe.
  • all the layers of the flexible pipe are free to move relative to each other.
  • Such conduct is for example described in the normative documents published by the American Petroleum Institute (API), API 17J, and API RP17B.
  • the pipe 10 defines a plurality of concentric layers around the axis A-A ', which extend continuously along the central section 12 to the ends 14 at the ends of the pipe.
  • the pipe 10 comprises at least a first tubular sheath 20 based on polymeric material advantageously constituting a pressure sheath.
  • the pipe 10 further comprises at least one layer of tensile armor 24,
  • the pipe 10 further comprises an internal carcass 26 disposed inside the pressure sheath 20, a pressure vault 28 interposed between the pressure sheath 20 and the layer or layers of pressure.
  • the pressure sheath 20 is intended to seal the fluid transported in the passage 16. It is formed of a polymer material, for example based on a polyolefin such as polyethylene, based on a polyamide such as PA1 1 or PA12, or based on a fluorinated polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • a polyolefin such as polyethylene
  • a polyamide such as PA1 1 or PA12
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the thickness of the pressure sheath 20 is for example between 5 mm and 20 mm.
  • the carcass 26, when present, is formed for example of a profiled metal strip, wound in a spiral.
  • the turns of the strip are advantageously stapled to each other, which makes it possible to take up the radial forces of crushing.
  • the carcass 26 is disposed inside the pressure sheath 20.
  • the pipe is then designated by the term "rough bore" because of the geometry of the carcass 26
  • the flexible pipe 10 is devoid of internal carcass 26, it is then designated by the term "smooth bore".
  • the helical winding of the profiled metal strip forming the carcass 26 is short pitch, that is to say it has a helix angle of absolute value close to 90 °, typically between 75 ° and 90 °.
  • the pressure vault 28 is intended to take up the forces related to the pressure prevailing inside the pressure sheath 20. It is for example formed of a metallic profiled wire surrounded in a helix around the sheath 20 The profiled wire generally has a complex geometry, especially in the form of Z, T, U, K, X or I.
  • the pressure vault 28 is helically wound in a short pitch around the pressure sheath 20, that is to say with a helix angle of absolute value close to 90 °, typically between 75 ° and 90 °.
  • the flexible pipe 10 according to the invention comprises at least one layer of armor
  • 24, 25 formed of a helical winding of at least one elongate armor member 29.
  • the flexible pipe 10 comprises a plurality of armor layers 24, 25, in particular an inner armor layer 24, applied to the pressure vault 28 (or to the sheath 20 when the vault 28 is absent) and an outer armor layer 25 around which outer sheath 30 is disposed.
  • Each layer of armor 24, 25 comprises longitudinal armor elements 29 wound with a long pitch around the axis A-A 'of the pipe. These elements 29 are visible in FIG.
  • wrapped with a long pitch is meant that the absolute value of the helix angle is less than 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
  • the armor elements 29 of a first layer 24 are generally wound at an opposite angle to the armor elements 29 of a second layer.
  • the winding angle of the armor elements 29 of the first layer 24 is equal to + a, a being between 25 ° and 55 °
  • the winding angle of the armor elements 29 the second layer of armor 25 disposed in contact with the first layer of armor 24 is for example equal to - a 0 .
  • the armor elements 29 are for example formed by metal wires, in particular steel wires, or by ribbons made of composite material, for example ribbons reinforced with carbon fibers. In the example shown in the figures, the armor elements 29 are formed by metal wires.
  • the armor elements 29 each have an end section 34 inserted into the endpiece 14.
  • the end portion 34 extends to a free end disposed in the tip 14. It advantageously has a helical path A-axis A 'in the tip 14, the helix winding on a cylindrical envelope.
  • the cylindrical envelope is defined between a first cylinder of revolution about the central axis and a second cylinder of revolution about the central axis, the radial distance separating the first cylinder from the second cylinder being less than 120% of the thickness. of each end section.
  • the end sections 34 of the armor elements 29 extend at a substantially constant distance from the axis AA 'towards one end before free 36.
  • This distance is similar to that present in the central section 12 of the pipe 10.
  • the end sections 34 of the armor elements 29 have been pretreated during the assembly of the tip 14.
  • the outer surface of the end sections 34 of each armor element 29 has been stripped and has been treated. mechanically, physically and / or chemically.
  • a degreasing of the outer surface of each end section 34 is carried out, for example by solvent wiping, by solvent degreasing in the vapor phase, or by cleaning with detergents (alkaline, neutral or acidic products). ) followed by rinsing.
  • a coating is applied on each end portion 34 to provide the end portion 34 with a primer layer having a high chemical reactivity.
  • the primer layer is for example formed from organofunctional silanes, for example those sold under the trade name Dynasylan® by the company Evonik.
  • a plasma treatment is performed on the outer surface of the end section 34.
  • a mechanical ablation such as sanding or shot blasting, is performed.
  • This mechanical treatment eliminates the layer present on the surface and modifies the morphology of the surface by increasing its roughness and introducing compressive residual stresses favorable to fatigue resistance.
  • the outer sheath 30 is intended to prevent the permeation of fluid from outside the flexible pipe 10 inwardly. It is advantageously made of a polymer material, in particular based on a polyolefin, such as polyethylene, or based on a polyamide.
  • the thickness of the outer sheath 30 is for example between 5 mm and 15 mm.
  • each end piece 14 has an end vault 50 and an outer connecting cover 51 projecting axially rearwards from the end vault 50.
  • hood 51 delimits, with the end vault 50, a central chamber 52 for receiving the end sections 34 of the armor elements 29.
  • the tip 14 further comprises a front assembly 54 sealing around the tubular sheath 20, shown schematically in Figure 2, and a rear assembly 56 sealing around the outer sheath 30.
  • the tip 14 further comprises, for each armor layer 24, 25, a ring 57, 58 fixed axially with respect to the end vault 50 and / or with respect to the cover 51, and a internal adhesive layer 59 adhering each ring 57, 58 on the end sections 34 of the armor elements 29 of the armor layer 24, 25.
  • the end vault 50 is intended to connect the pipe 10 to another connection end 14 or to terminal equipment, advantageously via an end flange (not shown).
  • the end vault 50 has a central bore intended to receive the end of the first sheath 20 and to allow the flow of the fluid flowing through the central passage 16 towards the outside of the pipe 10.
  • the cover 51 has a tubular peripheral wall 70 extending around the axis A-A '.
  • the peripheral wall 70 has a leading edge 71 fixed to the end vault 50, radially spaced from the armor layers 24, 25 and a rear edge 72 extending axially rearward beyond the arch. 50 end.
  • the cover 51 delimits the chamber 52 radially outwardly.
  • a rear face 73 of the end vault 50 axially defines the chamber 52 forwards.
  • the cover 51 delimits in this example an internal shoulder 68 for wedging at least one retaining ring 57, 58.
  • the internal shoulder 68 is advantageously located in the vicinity of the rear edge 72, opposite the rear sealing assembly 56.
  • the front sealing assembly 54 is located at the front of the nozzle 14, in contact with the end vault 50. In the embodiment of FIG. 2, the front seal assembly 54 is offset axially forward with respect to each ring 57, 58.
  • crimping front ring 74 (not visible in FIG. 2, but visible in FIG. 4) intended to engage the pressure sheath 20, and a clamping collar 76.
  • the front assembly 54 further comprises an intermediate stop ring 78 of the pressure vault 28 (visible in FIG. 4). .
  • the intermediate stop ring is interposed between the front ring 74 crimping and the clamping collar 76.
  • the rear sealing assembly 56 is disposed at the rear of each ring 57, 58,. It comprises at least one crimping rear ring 80 crimping the outer sheath 30, and a rear clamping collar 82 for clamping the rear ring 80, fixed on the cover 51, advantageously at the rear edge 72 of the peripheral wall 70.
  • Each retaining ring 57, 58 extends radially outside the end sections 34 of the armor elements 29 of a weave layer 24, 25. It advantageously comes into radial contact with an internal surface of the cover. 51.
  • the rear ring 58 is axially wedged against the shoulder 68, which prevents it from moving axially backwards.
  • the front ring 57 is wedged axially against the rear ring 58, which also prevents it from moving axially backwards.
  • the length of the rear ring 58, taken parallel to the axis A-A ', corresponds substantially to the axial length of the end sections 34 of the outer armor layer 25 in the endpiece 14, taken parallel to the axis A-A '.
  • the length of the front ring 57, taken parallel to the axis A-A ', substantially corresponds to the axial length of the end sections 34 of the inner armor layer 24 which protrudes beyond the end sections. 34 of the outer armor layer 25.
  • each armor layer 24, 25 retain the cylindrical configuration that they have in the central section 12 of the flexible pipe 10.
  • the tip 14 thus has a reduced radial size. This promotes heat exchange with the external environment and limits the temperatures at the tip 14, which is beneficial for the aging resistance of the adhesive layer 59, even when the fluid transported in the flexible pipe 10 is present. a high temperature, for example greater than or equal to 130 ° C.
  • the end sections 34 do not protrude axially beyond the ring 57, 58 in which they are located.
  • the end sections 34 are therefore free of hooking member such as a hook or a wave at their end. They do not go back on the end vault 50. They must not be deformed during assembly of the tip 14, which is favorable in terms of resistance to fatigue.
  • each ring 57, 58 is disposed completely at the rear axially of the front sealing assembly 54.
  • Each ring 57, 58 has an inner peripheral surface 90 of cylindrical shape, on which the adhesive layer 59 is applied, and an outer peripheral surface 92 disposed opposite the cover 51.
  • each ring 57, 58 for example formed by a metal ring. This ring has been machined to the desired dimensions.
  • the adhesive layer 59 is interposed between each ring 57, 58 and the end sections 34 of an armor layer 24, 25.
  • the adhesive layer 59 sticks each end portion 34 in the ring 57, 58 to secure the ring 57, 58 to the end portion 34.
  • the thickness of the adhesive layer 59 is low. This thickness is advantageously less than the thickness of each end section 34, and the thickness of each ring 57, 58, these thicknesses being taken radially relative to the axis A-A '.
  • the thickness of the adhesive layer 59 is for example less than 5 mm, in particular less than 3 mm, preferably greater than 0.1 mm and for example between 0.1 mm and 2 mm.
  • the adhesive layer 59 has a shear strength greater than 1
  • MPa especially greater than 4 MPa, for example between 4 MPa and 20 MPa.
  • This shear strength is for example measured according to EN 1465 (Determination of the tensile shear strength of single lap bonded joints).
  • the test pieces for carrying out the tensile test are chosen from the materials respectively constituting an end section 34 and the ring 57, 58.
  • the adhesive layer 59 is for example formed from one or two-component epoxy type glue, one or two component polyurethane, one or two component thermosetting material, one or two component cyanoacrylate, glue anaerobic, one- or two-component acrylic glue, polyurethane hot melt glue, and / or plastisol.
  • no filler material other than the adhesive layer 59 is disposed in the chamber 52.
  • front and rear intermediate spaces in the chamber at the front and rear of the ring or rings 57, 58 are devoid of filler material.
  • Each ring 57, 58 bonded to the end portions 34 takes up the entire tension supported by the end piece 14, without significantly increasing the anchoring length.
  • the thickness of the adhesive layer 59 is low, the formation of bubbles or cracks which result in water infiltration and armor corrosion is minimized.
  • the assembly of the tip 14 according to the invention is carried out as follows.
  • the various layers of the pipe 10 are cut to the right length to reveal, on the roof 28, a free end section 34 of each armor element 29 of the armor layers 24, 25.
  • Each free end section 34 is free from radial deformation, in particular wave-shaped deformation or hook deformation.
  • the free end sections 34 are held in the cylindrical configuration which they occupy in the central section 12 of the flexible pipe 10.
  • each end section 34 is stripped and undergoes a mechanical, physical and / or chemical treatment, as described above.
  • This treatment comprises in particular a degreasing, a phosphoric acid anodization, the deposition of a primary coating, a plasma treatment, and / or a mechanical ablation such as sanding or shot blasting.
  • the adhesive layer 59 is applied on the outer radial surface of each end section 34 and / or on the inner surface of each ring 57, 58.
  • the adhesive layer 59 has a small thickness, less than of each end section 34, as described above.
  • the rings 58, 57 are then successively inserted from the front to respectively surround the end sections 34 of the armor elements 29 of the second armor layer 25 and the end sections 34 of the armor elements 29 of the armor 29. the first layer of armor 24. Then, the end vault 50 and the front sealing assembly 54 are put in place. The cover 51 is then fixed to the end vault 50. The rear sealing assembly 56 is then put in place and is fixed to the cover 51.
  • the tip 14 according to the invention therefore very robustly resumes the entire voltage supported, with a relatively small anchorage length.
  • each ring 57, 58 being glued only on the outer surface of the end sections 34, with a thin layer of adhesive of the order of 1 mm d
  • the thickness having a shear strength of 4.5 MPa, resumes a tension of 200 t on a structure 145 mm in diameter and 420 t on a structure 300 mm in diameter.
  • the recovery tension is 420 t on a 300 mm diameter structure, with an anchor 300 mm long.
  • a radial crimping is performed around each ring 57, 58, after the establishment of the ring 57, 58, to apply a radial pressure on the end sections 34 of the elements.
  • the radial pressure is for example greater than 2 MPa.
  • the radial crimping precisely controls the thickness of the adhesive layer 59 applied to compensate for the ovalization of the end sections 34 of the armor layers 24, 25.
  • the tip 14 of a second flexible pipe 100 according to the invention is illustrated in FIG.
  • each ring 57, 58 has a plurality of distinct circumferential segments 102 assembled on top of each other to form a ring, and assembly and radial clamping of the circumferential segments 102.
  • the number of circumferential segments 102 is for example between 2 and 5, advantageously 3 or 4
  • the assembly and radial clamping members 104 are for example formed by screw / nut systems.
  • the radial clamping of the circumferential segments 102 is regulated by means of the assembly and radial clamping members 104 to apply a radial pressure directed towards the axis AA 'on the end sections 34 of the armor elements 29. each layer of armor 24, 25.
  • the radial pressure is for example greater than 2 MPa.
  • the radial clamping makes it possible to precisely control the thickness of the adhesive layer 59 applied to compensate for the ovalization of the end sections 34 of the armor layers 24, 25.
  • the adhesive forming the adhesive layer 59 is easily applied on the inner surface of each circumferential segment 102 and / or on the outer surface of each end portion 34, without creating significant discomfort during assembly.
  • the tip 14 of a third flexible pipe 1 10 according to the invention is illustrated in FIG. 4.
  • this tip 14 comprises, for each ring 57, 58, a support cannula 1 12 disposed inside each end section 34, opposite the ring 57, 58.
  • the tip 14 further comprises an additional layer of adhesive 1 14 interposed between the inner surface of each end section 34 and the outer surface of the cannula 1 12.
  • all the faces of the end sections 34 of the armor elements 29, including the inner face, have advantageously been pretreated during the assembly of the endpiece 14.
  • the inner and outer surfaces of the sections end 34 of each weave element 29 were stripped and mechanically, physically and / or chemically treated according to the surface preparation methods described above.
  • the cannula 1 12 comprises a cylindrical body 1 16 advantageously having a rear free edge 1 18 beveled. It comprises a front collar 120, placed in abutment against a front surface of the ring 57, 58. Thanks to the front collar 120, the cannula 1 12 is fixed axially on the ring 57, 58, which prevents it from moving axially rearwardly.
  • the cylindrical body 1 16 of the cannula 1 12 defines with the ring 57, 58 an intermediate space for receiving each end portion 34, and layers of adhesive 59, 1 14, the intermediate space being closed towards the before by the flange 120.
  • the cylindrical body 1 16 has a small radial thickness, advantageously less than the radial thickness of each end section 34 and advantageously less than the radial thickness of each ring 57, 58.
  • the additional layer of adhesive 114 is thin. Its radial thickness and advantageously less than the radial thickness of each end portion 34 and advantageously less than the radial thickness of each ring 57, 58.
  • This radial thickness is similar to that of the adhesive layer 59.
  • the front ring 57 further defines in its inner surface 90 a rear receiving housing 122 receiving the flange 120 of the rear cannula 1 12 disposed opposite the rear ring 58.
  • the mounting of the nozzle 14 shown in Figure 4 differs from that of the tip 14 illustrated in Figure 3 in that the cannulas 1 12 are inserted under the end sections 34 of the armor elements 29, before the placing rings 57, 58.
  • the presence of the cannulas January 12 increases the bonding surface of the end portions 34, without increasing the length of the tip 14.
  • the bonding surface is substantially doubled due to the presence of the cannulas January 12, which doubles the axial tensile strength of the tip 14.
  • the axial tensile forces taken by each cannula 1 12 via the layer additional adhesive 1 14 are transmitted to the rings 57, 58 through the front collars 1 12 which are arranged in abutment on the rings 57, 58.
  • the tip 14 of a fourth flexible pipe 130 is illustrated in FIG.
  • the inner peripheral surface 90 of at least one ring 57, 58 has a first axial region 132 located at a first radial distance D1 of each armor element 29 and a second axial region 134 located at a second radial distance D2 of each armor element 29, the first radial distance D1 being different from the second radial distance D2.
  • the first radial distance D1 of the first axial region 132 located further forward is less than the second radial distance D2 of the second axial region 134 located further back.
  • the inner peripheral surface 90 furthermore has a third axial region 136 situated behind the second axial region 132.
  • the third axial region 136 is situated at a third radial distance D3 of each armor element 29.
  • the third radial distance D3 is greater than the second radial distance D2.
  • the inner peripheral surface 90 defines a step whose radial spacing with the end portions 34 of the armor members 29 increases by moving axially from front to back.
  • the adhesive layer 59 thus has a first axial portion 138 disposed facing the first axial region 132, a second axial portion 140 disposed opposite the second axial region 134, and advantageously, a third axial portion 142 disposed facing the third axial region 136.
  • the radial thickness of the adhesive layer 59 is different and increasing from one axial portion 138, 140, 142 to the other from the front to the back.
  • the adhesive layer 59 thus has increased shear flexibility and provides more freedom of movement to the end sections 34 of the armor elements 29, relative to the front of the ring 57, 58 where the end sections 34 are completely blocked.
  • Figure 6 illustrates the tip 14 of a fifth flexible pipe 150 according to the invention.
  • the adhesive layer 59 disposed opposite each ring 57, 58 comprises a first axial portion 138 formed from a relatively stronger first adhesive and a second rear axial portion 140 formed from a second adhesive relatively more flexible than the first adhesive.
  • the rigidity of the adhesive is characterized by its elastic modulus, as measured on a tensile test of a bonded assembly made according to EN 1465.
  • Examples of relatively more rigid adhesives are one- or two-component epoxies, thermosets, one- or two-component cyanoacrylates.
  • Examples of relatively more flexible adhesives are one- or two-component polyurethanes, one- and two-component acrylics, polyurethane hot melt adhesives, and plastisols.
  • the thickness of the adhesive layer 59 is constant along the ring 57, 58. In a variant, this thickness varies, as illustrated by FIG.
  • the tip 14 of a sixth flexible pipe 160 according to the invention is illustrated in FIG.
  • the intermediate spaces 162, 164 of the receiving chamber 52 located respectively axially at the front and at the rear of each ring 57, 58 are filled with a material filling.
  • This filling material is preferably more flexible than the adhesive forming the adhesive layer 59.
  • the filling material blocks the armor elements 29 progressively in the rear intermediate space 164 and wedges the rings 57, 58 in the housing. intermediate space before 162.
  • At least the rear intermediate space 164 is filled with a polyurethane.
  • This material seals, limits the lateral movements of the end sections 34 and promotes their embedding.
  • the tip 14 of a seventh flexible pipe 170 according to the invention is illustrated in FIG. 8.
  • the intermediate space before 162 and / or the rear intermediate space 164 are filled by a seal delimiting the migration of water.
  • This seal is for example formed by an oil bath, a silicone, or / and a polyurethane.
  • the seal is furthermore advantageously disposed in an annular space 172 inside the end sections 34 of the armor elements 29, between the pressure vault 28 and the armor elements 29.
  • the seal prevents water from entering the chamber 52 and reaching the adhesive layer 59. This increases the resistance to aging and fatigue of the nozzle 14.
  • FIG. 9 illustrates a subassembly of a nozzle of an eighth flexible pipe according to the invention, and constitutes a variant of the second pipe shown in FIG.
  • the inner peripheral surface 90 of the ring 57, 58 is not cylindrical, the inner surface of the ring 57, 58 defines a central groove 203.
  • the inner peripheral surface 90 has three axial cylindrical regions, namely two lateral axial regions 200, 202 located at a first radial distance from the longitudinal axis of the ring 57, 58, and a central axial region 201 located at a second radial distance greater than the first radial distance.
  • the difference E between the second and the first radial distance defines the depth of the central groove 203.
  • the depth E of the central groove 203 is advantageously between 1 mm and 2 mm.
  • the adhesive layer 59 disposed between the end sections 34 and the inner peripheral surface 90 thus has a greater radial thickness with respect to the central groove 90 than with respect to the two lateral axial regions 200, 202.
  • the thickness of the adhesive layer 59 with respect to the central groove 203 always remains greater than E, which guarantees a thickness of the Adhesive layer 59 adequate to obtain a good quality of bonding with respect to the central groove 203.
  • This embodiment can be generalized by using several grooves of the same depth instead of just one, or by using a helical groove of constant depth.
  • the helical shape of the groove 203 facilitates the introduction of the adhesive into the groove 203, especially when the ring 57 is engaged around the end sections 34 of the armor elements 29 by pivoting it about its axis. 'front to back.
  • FIG. 10 illustrates a subassembly of a tip of a ninth flexible pipe according to the invention, and constitutes a variant of the fourth pipe shown in FIG.
  • the inner face of the ring 57, 58 has three grooves, namely a front groove 205 of depth E1, a central groove 209 of depth E2 and a rear groove 212 of depth E3.
  • the 58 has four cylindrical axial regions 204, 207, 210, 21 1 coaxial and of the same radius.
  • the depth E1 is less than the depth E2 which is itself less than the depth E3.
  • This embodiment can be generalized by increasing the number of grooves, or by using a helical groove whose depth increases progressively from front to rear of the ring 57, 58.
  • the endpiece is equipped with a ring cooling system 57, 58 whose function is to lower the temperature of the adhesive layer 59.
  • a ring cooling system 57, 58 whose function is to lower the temperature of the adhesive layer 59. This allows the layer of adhesive to keep durably its mechanical properties, and this, even when the fluid transported by the flexible pipe 10 has a high temperature, for example greater than or equal to 130 ° C.
  • the pretreatment of the surface prior to the bonding step is carried out not only on the faces of the end sections 34 of the armor elements 29, but also on the inner face of the rings 57, 58 and optionally on the outer face of the cannulas 1 12.
  • the axial tension force exerted by the pipe 10 is first transmitted from the armor elements 29 of the armor layers 24, 25 to the rings 57, 58 via the adhesive layer 59.
  • the axial tension force is then transmitted from the rings 57, 58 to the hood 51 and / or the end vault 50 via fastening means completely independent of the flexible pipe, for example , an adhesive layer and / or by axial wedging on a mechanical stop formed on the cover 51, or by another ring 58.
  • the rings 57, 58 are fixed in axial translation relative to the cover 51 and / or by relative to the end vault 50 independently of the concentric layers of the flexible pipe 10.

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Abstract

Cet embout (14) comporte au moins un tronçon d'extrémité (34) de chaque élément d'armure (29), une voûte d'extrémité (50) d'axe central (Α-Α') et un capot (51) fixé sur la voûte d'extrémité (50). L'embout (14) comporte au moins une bague (57, 58) couvrant circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure (29) de chaque couche d'armures et une couche d'adhésif (59) interposée entre une surface périphérique intérieure de la bague (57, 58) et la surface extérieure de chaque élément d'armure (29). La couche d'adhésif (59) fixe chaque élément d'armure (29) sur la bague (57, 58).

Description

Embout de connexion d'une conduite flexible, conduite flexible et procédé associés
La présente invention concerne un embout de connexion d'une conduite flexible de transport de fluide, la conduite flexible comprenant au moins une gaine tubulaire et au moins une couche d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d'armures comprenant une pluralité d'éléments d'armure filiformes, l'embout comportant :
- au moins un tronçon d'extrémité de chaque élément d'armure,
- une voûte d'extrémité d'axe central et un capot fixé sur la voûte d'extrémité, la voûte d'extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception de chaque tronçon d'extrémité.
La conduite est en particulier une conduite flexible de type non liée (« unbonded ») destinée au transport d'hydrocarbures à travers une étendue d'eau, tel qu'un océan, une mer, un lac ou une rivière.
Une telle conduite flexible est par exemple réalisée suivant les documents normatifs API 17J (Spécification for Unbonded Flexible Pipe) et API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) établis par l'American Petroleum Institute.
La conduite est généralement formée d'un ensemble de couches concentriques et superposées. Elle est considérée comme « non liée » au sens de la présente invention dès lors qu'au moins une des couches de la conduite est apte à se déplacer longitudinalement par rapport aux couches adjacentes lors d'une flexion de la conduite. En particulier, une conduite non liée est une conduite dépourvue de matériaux liants raccordant des couches formant la conduite.
La conduite est généralement disposée à travers une étendue d'eau, entre un ensemble de fond, destiné à recueillir le fluide exploité dans le fond de l'étendue d'eau, et un ensemble de surface flottant ou fixe, destiné à collecter et à distribuer le fluide. L'ensemble de surface peut être une plateforme semi-submersible, un FPSO ou un autre ensemble flottant.
Dans certains cas, pour l'exploitation de fluides en eaux profondes, la conduite flexible présente une longueur supérieure à 800 m. Les extrémités de la conduite présentent des embouts pour le raccordement à l'ensemble de fond et à l'ensemble de surface, ainsi que pour des raccordements intermédiaires.
Ces conduites subissent des efforts très élevés en traction axiale, notamment lorsque l'étendue d'eau dans laquelle est disposée la conduite est très profonde.
Dans ce cas, l'embout supérieur reliant la conduite à l'ensemble de surface doit reprendre une tension axiale très importante, qui peut atteindre plusieurs centaines de tonnes. Ces efforts sont transmis à l'embout par l'intermédiaire des couches d'armures de traction s'étendant le long de la conduite.
La tension axiale présente non seulement une valeur moyenne élevée, mais aussi des variations permanentes en fonction des mouvements verticaux de l'ensemble de surface et de la conduite, sous l'effet de l'agitation de l'étendue d'eau provoquée par la houle ou par les vagues.
Les variations de tension axiale peuvent atteindre plusieurs dizaines de tonnes et se répéter continuellement durant la durée de service de la conduite. En 20 ans, le nombre de cycles peut ainsi atteindre plus de 20 millions.
II est donc nécessaire d'assurer une fixation particulièrement robuste entre les couches d'armures de traction et le corps de l'embout.
À cet effet, dans les embouts connus, l'ancrage des armures est assuré généralement par les frottements entre les fils d'armure et une résine époxy coulée dans la chambre délimitée par la voûte et le capot.
Par ailleurs, l'effet cabestan lié à la trajectoire en hélice des fils d'armure contribue également à l'ancrage des armures, cet effet pouvant être augmenté en modifiant le diamètre de l'hélice décrite par les fils dans l'embout par rapport au diamètre de cette hélice en longueur courante, par exemple en augmentant progressivement ce diamètre en suivant un cône ascendant, puis en le diminuant le long d'un cône descendant.
En outre, des déformations en forme de crochet, de vague ou de torsade peuvent être formées à l'extrémité de chaque fil d'armure pour être mises en prise dans la résine époxy, afin de réaliser un blocage mécanique s'opposant à la tension appliquée. Ces déformations initient l'effort nécessaire à la mise en place de l'effet cabestan.
Un tel embout ne donne pas entière satisfaction. Parfois, au cours du temps, l'ancrage des armures de traction devient défaillant en fatigue.
Pour pallier ce problème, WO 2004/051 131 propose de fixer robustement chaque tronçon d'extrémité dans des rainures ménagées dans la partie arrière de la voûte avant de fixation de l'embout.
La partie arrière présente en outre une forme évasée permettant d'augmenter l'effet cabestan.
Un tel embout est cependant très fastidieux à réaliser et est très encombrant radialement.
Un but de l'invention est d'obtenir un embout d'une conduite flexible présentant une reprise en tension axiale efficace, dans lequel le risque de défaillance en fatigue est fortement diminué, l'embout étant facile à fabriquer et peu encombrant. A cet effet, l'invention a pour objet un embout du type précité, caractérisé en ce que l'embout comporte :
- au moins une bague couvrant circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure de chaque couche d'armures, la bague étant au moins partiellement fixée en translation axiale par rapport au capot et/ou par rapport à la voûte d'extrémité ;
- une couche d'adhésif interposée entre une surface périphérique intérieure de la bague et la surface extérieure de chaque élément d'armure, la couche d'adhésif fixant chaque élément d'armure sur la bague.
L'embout selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible:
- la couche d'adhésif présente une épaisseur radiale inférieure à l'épaisseur radiale de la bague ;
- la couche d'adhésif présente une épaisseur maximale inférieure à 5 mm et avantageusement comprise entre 0,1 mm et 3 mm ;
- la bague est calée axialement sur le capot et/ou sur un élément intermédiaire calé sur le capot ;
- les éléments d'armure s'étendent suivant une enveloppe cylindrique dans la chambre de réception ;
- les tronçons d'extrémité sont disposés dans une enveloppe cylindrique définie entre un premier cylindre de révolution autour de l'axe central et un deuxième cylindre de révolution autour de l'axe central, la distance radiale séparant le premier cylindre du deuxième cylindre étant inférieure à 120% de l'épaisseur de chaque tronçon d'extrémité.
- la bague est serrée radialement sur la couche d'adhésif et sur les éléments d'armure, la bague comportant avantageusement une pluralité de segments circonférentiels assemblés les uns sur les autres ;
- la surface périphérique interne de la bague présente une première région axiale située à une première distance de chaque élément d'armure et une deuxième région axiale située à une deuxième distance de chaque élément d'armure, la première distance étant différente de la deuxième distance,
la couche d'adhésif présentant au moins une première partie axiale disposée en regard de la première région axiale et une deuxième partie axiale disposée en regard de la deuxième région axiale, l'épaisseur radiale de la couche d'adhésif étant différente dans la première partie axiale et dans la deuxième partie axiale.
- il comporte une canule disposée radialement à l'intérieur de chaque élément d'armure en regard de la bague, et une couche interne d'adhésif, avantageusement d'épaisseur radiale inférieure à celle de la canule, la couche interne d'adhésif étant interposée entre une surface externe de la canule et une surface interne de chaque élément d'armure ;
- la couche d'adhésif comporte une première partie axiale formée à base d'un premier adhésif relativement plus rigide et une deuxième partie axiale formée à base d'un deuxième adhésif relativement plus flexible que le premier adhésif ;
- la surface extérieure de chaque élément d'armure est prétraitée mécaniquement, physiquement ou chimiquement ;
- la surface périphérique intérieure de la ou de chaque bague définit au moins une rainure annulaire ou hélicoïdale s'ouvrant en regard des éléments d'armure et recevant en partie la couche d'adhésif ;
- il comporte un ensemble avant d'étanchéité destiné à réaliser une étanchéité autour de la gaine tubulaire, l'ensemble avant d'étanchéité étant décalé axialement vers l'avant par rapport à chaque bague ;
- la ou chaque bague délimite dans la chambre de réception un espace intermédiaire avant et/ ou un espace intermédiaire arrière, l'embout comprenant un matériau de remplissage flexible remplissant l'espace intermédiaire avant et/ ou l'espace intermédiaire arrière ;
- la ou chaque bague délimite dans la chambre de réception un espace intermédiaire avant et/ ou un espace intermédiaire arrière, l'embout comprenant un joint étanche à l'eau remplissant l'espace intermédiaire avant et/ ou l'espace intermédiaire arrière ;
- il comporte une premier groupe de tronçons d'extrémité d'éléments d'armure d'une première couche d'armures et un deuxième groupe de tronçons d'extrémités d'éléments d'armure d'une deuxième couche d'armures, l'embout comportant une première bague couvrant circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure du premier groupe, et une deuxième bague couvrant circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure du deuxième groupe, la deuxième bague étant décalée axialement par rapport à la première bague,
la couche d'adhésif étant interposée entre une surface annulaire intérieure de chacune de la première bague de la deuxième bague et la surface extérieure de chaque élément d'armure, la couche d'adhésif fixant chaque élément d'armure respectivement sur la première bague et sur la deuxième bague ;
- la bague est fixée en translation axiale par rapport au capot et/ou par rapport à la voûte d'extrémité indépendamment des couches concentriques de la conduite flexible.
L'invention a également pour objet une conduite flexible de transport de fluide, avantageusement non liée, comprenant : - au moins une gaine tubulaire ;
- au moins une couche d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d'armures comprenant une pluralité d'éléments d'armure filiformes ; et
- un embout tel que défini plus haut.
L'invention a aussi pour objet un procédé de montage d'un embout d'une conduite flexible de transport de fluide, la conduite flexible comprenant au moins une gaine tubulaire et au moins une couche d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d'armures comprenant une pluralité d'éléments d'armure filiformes, l'embout comprenant les étapes suivantes :
- dégagement d'au moins un tronçon d'extrémité de chaque élément d'armure,
- disposition d'une voûte d'extrémité d'axe central et fixation d'un capot sur la voûte d'extrémité, la voûte d'extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception de chaque tronçon d'extrémité ;
caractérisé en ce que le procédé comporte :
- placement d'une couche d'adhésif sur la surface extérieure de chaque élément d'armure,
- disposition d'au moins une bague pour couvrir circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure de chaque couche d'armures, la bague étant ensuite au moins partiellement fixée en translation axiale par rapport au capot et/ou par rapport à la voûte d'extrémité ;
- interposition de la couche d'adhésif entre une surface annulaire intérieure de la bague et la surface extérieure de chaque élément d'armure, la couche d'adhésif fixant chaque élément d'armure sur la bague.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective partiellement écorchée d'un tronçon central d'une première conduite flexible selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue, prise en coupe partielle suivant un plan axial médian, d'un embout de la conduite de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une deuxième conduite flexible selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une troisième conduite flexible selon l'invention ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une quatrième conduite flexible selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une cinquième conduite flexible selon l'invention ;
- la figure 7 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une sixième conduite flexible selon l'invention ; et
- la figure 8 est une vue analogue à la figure 2 de l'embout d'une septième conduite flexible selon l'invention ; et
- la figure 9 est une vue analogue à la figure 2 d'un sous-ensemble de l'embout d'une huitième conduite flexible selon l'invention ; et
- la figure 10 est une vue analogue à la figure 2 d'un sous-ensemble de l'embout d'une neuvième conduite flexible selon l'invention.
Dans tout ce qui suit, les termes « extérieur » et « intérieur » s'entendent généralement de manière radiale par rapport à un axe A-A' de la conduite, le terme « extérieur » s'entendant comme relativement plus éloigné radialement de l'axe A-A' et le terme « intérieur » s'étendant comme relativement plus proche radialement de l'axe A-A' de la conduite.
Les termes « avant » et « arrière » s'entendent de manière axiale par rapport à un axe A-A' de la conduite, le terme « avant » s'entendant comme relativement plus éloigné du milieu de la conduite et plus proche d'une de ses extrémités, le terme « arrière » s'entendant comme relativement plus proche du milieu de la conduite et plus éloigné d'une de ses extrémités. Le milieu de la conduite est le point de la conduite situé à égale distance des deux extrémités de cette dernière.
Une première conduite flexible 10 selon l'invention est illustrée partiellement par la figure 1 .
La conduite flexible 10 comporte un tronçon central 12 illustré en partie sur la figure 1 . Elle comporte, à chacune des extrémités axiales du tronçon central 12, un embout d'extrémité 14 (non visible sur la figure 1 ) dont les parties pertinentes sont représentées sur la figure 2.
En référence à la figure 1 , la conduite 10 délimite un passage central 16 de circulation d'un fluide, avantageusement d'un fluide pétrolier. Le passage central 16 s'étend suivant un axe A-A', entre l'extrémité amont et l'extrémité aval de la conduite 10. Il débouche à travers les embouts 14.
La conduite flexible 10 est destinée à être disposée à travers une étendue d'eau (non représentée) dans une installation d'exploitation de fluide, notamment d'hydrocarbures. L'étendue d'eau est par exemple, une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l'étendue d'eau au droit de l'installation d'exploitation de fluide est par exemple comprise entre 500 m et 3000 m.
L'installation d'exploitation de fluide comporte un ensemble de surface, notamment flottant, et un ensemble de fond (non représentés) qui sont généralement raccordés entre eux par la conduite flexible 10.
La conduite flexible 10 est de préférence une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »).
Au moins deux couches adjacentes de la conduite flexible 10 sont libres de se déplacer longitudinalement l'une par rapport à l'autre lors d'une flexion de la conduite.
Avantageusement, toutes les couches de la conduite flexible sont libres de se déplacer l'une par rapport à l'autre. Une telle conduite est par exemple décrite dans les documents normatifs publiés par l'American Petroleum Institute (API), API 17J, et API RP17B.
Comme illustré par la figure 1 , la conduite 10 délimite une pluralité de couches concentriques autour de l'axe A-A', qui s'étendent continûment le long du tronçon central 12 jusqu'aux embouts 14 situés aux extrémités de la conduite.
Selon l'invention, la conduite 10 comporte au moins une première gaine tubulaire 20 à base de matériau polymère constituant avantageusement une gaine de pression.
La conduite 10 comporte en outre au moins une couche d'armures de traction 24,
25 disposée extérieurement par rapport à la première gaine 20.
Avantageusement, et selon l'utilisation souhaitée, la conduite 10 comporte en outre une carcasse interne 26 disposée à l'intérieur de la gaine de pression 20, une voûte de pression 28 intercalée entre la gaine de pression 20 et la ou les couches d'armures de traction 24, 25 et une gaine externe 30, destinée à la protection de la conduite 10.
De manière connue, la gaine de pression 20 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans le passage 16. Elle est formée en matériau polymère, par exemple à base d'un polyoléfine tel que du polyéthylène, à base d'un polyamide tel que du PA1 1 ou du PA12, ou à base d'un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF).
L'épaisseur de la gaine de pression 20 est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm.
La carcasse 26, lorsqu'elle est présente, est formée par exemple d'un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont avantageusement agrafées les unes aux autres, ce qui permet de reprendre les efforts radiaux d'écrasement. Dans cet exemple, la carcasse 26 est disposée à l'intérieur de la gaine de pression 20. La conduite est alors désignée par le terme anglais « rough bore » en raison de la géométrie de la carcasse 26
En variante (non représentée), la conduite flexible 10 est dépourvue de carcasse interne 26, elle est alors désignée par le terme anglais « smooth bore ».
L'enroulement hélicoïdal du feuillard métallique profilé formant la carcasse 26 est à pas court, c'est-à-dire qu'il présente un angle d'hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°.
Dans cet exemple, la voûte de pression 28 est destinée à reprendre les efforts liés à la pression régnant à l'intérieur de la gaine de pression 20. Elle est par exemple formée d'un fil profilé métallique entouré en hélice autour de la gaine 20. Le fil profilé présente généralement une géométrie complexe, notamment en forme de Z, de T, de U, de K, de X ou de I.
La voûte de pression 28 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine de pression 20, c'est-à-dire avec un angle d'hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°.
La conduite flexible 10 selon l'invention comprend au moins une couche d'armures
24, 25 formée d'un enroulement hélicoïdal d'au moins un élément d'armure 29 allongé.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1 , la conduite flexible 10 comporte une pluralité de couches d'armures 24, 25, notamment une couche d'armures intérieure 24, appliquée sur la voûte de pression 28 (ou sur la gaine 20 lorsque la voûte 28 est absente) et une couche d'armures extérieure 25 autour de laquelle est disposée la gaine extérieure 30.
Chaque couche d'armures 24, 25 comporte des éléments d'armure 29 longitudinaux enroulés à pas long autour de l'axe A-A' de la conduite. Ces éléments 29 sont visibles sur la figure 2.
Par « enroulé à pas long », on entend que la valeur absolue de l'angle d'hélice est inférieure à 60°, et est typiquement comprise entre 25° et 55°.
Les éléments d'armure 29 d'une première couche 24 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d'armure 29 d'une deuxième couche
25. Ainsi, si l'angle d'enroulement des éléments d'armure 29 de la première couche 24 est égal à + a, a étant compris entre 25° et 55°, l'angle d'enroulement des éléments d'armure 29 de la deuxième couche d'armures 25 disposée au contact de la première couche d'armures 24 est par exemple égal à - a0.
Les éléments d'armure 29 sont par exemple formés par des fils métalliques, notamment des fils en acier, ou par des rubans en matériau composite, par exemple des rubans renforcés de fibres de carbone. Dans l'exemple représenté sur les figures, les éléments d'armure 29 sont formés par des fils métalliques.
En référence à la figure 2, les éléments d'armure 29 présentent chacun un tronçon d'extrémité 34 introduit dans l'embout 14.
Le tronçon d'extrémité 34 s'étend jusqu'à une extrémité libre disposée dans l'embout 14. Il présente avantageusement une trajectoire hélicoïdale d'axe A-A' dans l'embout 14, l'hélice s'enroulant sur une enveloppe cylindrique.
L'enveloppe cylindrique est définie entre un premier cylindre de révolution autour de l'axe central et un deuxième cylindre de révolution autour de l'axe central, la distance radiale séparant le premier cylindre du deuxième cylindre étant inférieure à 120% de l'épaisseur de chaque tronçon d'extrémité.
Dans l'exemple représenté sur les figures 2 et 3, pour chaque couche d'armures 24, 25, les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 s'étendent à distance sensiblement constante de l'axe A-A' vers une extrémité avant libre 36.
Cette distance est analogue à celle présente dans le tronçon central 12 de la conduite 10.
Les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 ont été prétraités lors du montage de l'embout 14. En particulier, la surface extérieure des tronçons d'extrémité 34 de chaque élément d'armure 29 a été dénudée et a été traitée mécaniquement, physiquement et/ou chimiquement.
Par exemple, un dégraissage de la surface extérieure de chaque tronçon d'extrémité 34 est effectué, par exemple par essuyage au solvant, par dégraissage au solvant en phase vapeur, ou par nettoyage à l'aide de détergents (produits alcalins, neutres ou acides) suivi d'un rinçage.
En variante, des traitements chimiques ou électrochimiques, tel qu'une anodisation à l'acide phosphorique ou un traitement sulfochromique ont été effectués.
Dans une autre variante, un revêtement est appliqué sur chaque tronçon d'extrémité 34 pour munir le tronçon d'extrémité 34 d'une couche de primaire ayant une haute réactivité chimique.
La couche de primaire est par exemple formée à partir de silanes organo- fonctionnels, par exemple ceux commercialisés sous la marque Dynasylan® par la société Evonik.
Dans encore une autre variante, un traitement plasma est effectué sur la surface extérieure du tronçon d'extrémité 34.
En variante encore, une ablation mécanique, telle qu'un sablage ou un grenaillage, est effectué. Ce traitement mécanique élimine la couche présente en surface et modifie la morphologie de la surface en augmentant sa rugosité et en introduisant des contraintes résiduelles de compression favorables à une tenue en fatigue.
La gaine externe 30 est destinée à empêcher la perméation de fluide depuis l'extérieur de la conduite flexible 10 vers l'intérieur. Elle est avantageusement réalisée en matériau polymère, notamment à base d'un polyoléfine, tel que du polyéthylène,ou encore à base d'un polyamide.
L'épaisseur de la gaine externe 30 est par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm.
Comme illustré par la figure 2, outre les tronçons d'extrémité 34, chaque embout 14 comporte une voûte d'extrémité 50 et un capot extérieur de liaison 51 faisant saillie axialement vers l'arrière à partir de la voûte d'extrémité 50. Le capot 51 délimite, avec la voûte d'extrémité 50, une chambre centrale 52 de réception des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29.
L'embout 14 comporte en outre un ensemble avant 54 d'étanchéité autour de la gaine tubulaire 20, représenté schématiquement sur la figure 2, et un ensemble arrière 56 d'étanchéité autour de la gaine extérieure 30.
Selon l'invention, l'embout 14 comporte en outre, pour chaque couche d'armure 24, 25, une bague 57, 58 calée axialement par rapport à la voûte d'extrémité 50 et/ou par rapport au capot 51 , et une couche d'adhésif 59 interne collant chaque bague 57, 58 sur les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de la couche d'armure 24, 25.
Dans cet exemple, la voûte d'extrémité 50 est destinée à raccorder la conduite 10 à un autre embout de connexion 14 ou à des équipements terminaux, avantageusement par l'intermédiaire d'une bride d'extrémité (non représentée).
La voûte d'extrémité 50 présente un alésage central destiné à recevoir l'extrémité de la première gaine 20 et à permettre l'écoulement du fluide circulant à travers le passage central 16 vers l'extérieur de la conduite 10.
Le capot 51 comporte une paroi périphérique 70 tubulaire s'étendant autour de l'axe A-A'. La paroi périphérique 70 présente un bord avant 71 fixé sur la voûte d'extrémité 50, à l'écart radialement des couches d'armures 24, 25 et un bord arrière 72 s'étendant axialement vers l'arrière au-delà de la voûte d'extrémité 50.
Le capot 51 délimite la chambre 52 radialement vers l'extérieur. Une face arrière 73 de la voûte d'extrémité 50 délimite axialement la chambre 52 vers l'avant.
Le capot 51 délimite dans cet exemple un épaulement interne 68 de calage d'au moins une bague de maintien 57, 58. L'épaulement interne 68 est situé avantageusement au voisinage du bord arrière 72, en regard de l'ensemble arrière d'étanchéité 56. L'ensemble avant d'étanchéité 54 est situé à l'avant de l'embout 14, en contact avec la voûte d'extrémité 50. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'ensemble avant d'étanchéité 54 est décalé axialement vers l'avant par rapport à chaque bague 57, 58.
De manière connue, il comporte une bague avant de sertissage 74 (non visible sur la figure 2, mais visible sur la figure 4), destinée à venir en prise sur la gaine de pression 20, et un collier de serrage 76.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, dans lequel la conduite 10 comporte une voûte de pression 28, l'ensemble avant 54 comporte en outre une bague intermédiaire d'arrêt 78 de la voûte de pression 28 (visible sur la figure 4). La bague intermédiaire d'arrêt est interposée entre la bague avant 74 de sertissage et le collier de serrage 76.
L'ensemble arrière d'étanchéité 56 est disposé à l'arrière de chaque bague 57, 58,. Il comporte au moins une bague arrière de sertissage 80 sertissant la gaine externe 30, et un collier arrière 82 de serrage de la bague arrière 80, fixé sur le capot 51 , avantageusement au niveau du bord arrière 72 de la paroi périphérique 70.
Chaque bague de maintien 57, 58 s'étend radialement à l'extérieur des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 d'une couche d'armure 24, 25. Elle entre avantageusement en contact radial avec une surface interne du capot 51 .
La bague arrière 58 est calée axialement contre l'épaulement 68, ce qui l'empêche de se déplacer axialement vers l'arrière. La bague avant 57 est calée axialement contre la bague arrière 58, ce qui l'empêche également de se déplacer axialement vers l'arrière.
La longueur de la bague arrière 58, prise parallèlement à l'axe A-A', correspond sensiblement à la longueur axiale des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armure externe 25 dans l'embout 14, prise parallèlement à l'axe A-A'. La longueur de la bague avant 57, prise parallèlement à l'axe A-A', correspond sensiblement à la longueur axiale des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armure interne 24 qui fait saillie au-delà des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armure externe 25.
Sous chaque bague 57, 58, les tronçons d'extrémité 34 de chaque couche d'armure 24, 25 conservent la configuration cylindrique qu'ils présentent dans le tronçon central 12 de la conduite flexible 10.
L'embout 14 présente donc un encombrement radial réduit. Ceci favorise les échanges thermiques avec le milieu extérieur et limite les températures au niveau de l'embout 14, ce qui est bénéfique pour la tenue au vieillissement de la couche d'adhésif 59 et ce même lorsque le fluide transporté dans la conduite flexible 10 présente une température élevée, par exemple supérieure ou égale à 130°C. Dans cet exemple, les tronçons d'extrémité 34 ne dépassent pas axialement au- delà de la bague 57, 58 sous laquelle ils sont situés.
Les tronçons d'extrémité 34 sont donc dépourvus d'organe d'accrochage tel qu'un crochet ou une vague à leur extrémité. Ils ne remontent pas sur la voûte d'extrémité 50. Ils ne doivent donc pas être déformés lors de l'assemblage de l'embout 14, ce qui est favorable en terme de tenue à la fatique.
Par ailleurs, chaque bague 57, 58 est disposée totalement à l'arrière axialement de l'ensemble avant d'étanchéité 54.
Chaque bague 57, 58 présente une surface périphérique interne 90 de forme cylindrique, sur laquelle est appliquée la couche d'adhésif 59, et une surface périphérique externe 92, disposée en regard du capot 51 .
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, chaque bague 57, 58 par exemple formée par un anneau métallique. Cet anneau a été usiné aux dimensions souhaitées.
La couche d'adhésif 59 est interposée entre chaque bague 57, 58 et les tronçons d'extrémité 34 d'une couche d'armure 24, 25.
La couche d'adhésif 59 colle chaque tronçon d'extrémité 34 dans la bague 57, 58 pour solidariser la bague 57, 58 au tronçon d'extrémité 34.
L'épaisseur de la couche d'adhésif 59 est faible. Cette épaisseur, est avantageusement inférieure à l'épaisseur de chaque tronçon d'extrémité 34, et à l'épaisseur de chaque bague 57, 58, ces épaisseurs étant prises radialement par rapport à l'axe A-A'.
L'épaisseur de la couche d'adhésif 59 est par exemple inférieure à 5 mm, notamment inférieure à 3 mm, de préférence supérieure à 0,1 mm et par exemple comprise entre 0,1 mm et 2 mm.
La couche d'adhésif 59 présente une résistance au cisaillement supérieure à 1
MPa, notamment supérieure à 4 MPa, par exemple comprise entre 4 MPa et 20 MPa. Cette résistance au cisaillement est par exemple mesurée selon la norme EN 1465 (Détermination de la résistance au cisaillement en traction d'assemblages collés à recouvrement simple). Les éprouvettes permettant de réaliser le test de traction sont choisies dans les matériaux constituant respectivement un tronçon d'extrémité 34 et la bague 57, 58.
La couche d'adhésif 59 est par exemple formée à partir de colle de type époxyde à un ou deux composants, de polyuréthane à un ou deux composants, de matériau thermodurcissable à un ou deux composants, de cyanoacrylate à un ou deux composants, de colle anaérobie, de colle acrylique à un ou deux composants, de colle hot melt de polyuréthane, ou/et de plastisol. Dans cet exemple, aucun matériau de remplissage autre que la couche d'adhésif 59 n'est disposé dans la chambre 52.
En particulier, les espaces intermédiaires avant et arrières situés dans la chambre à l'avant et à l'arrière de la ou des bagues 57, 58 sont dépourvus de matériau de remplissage.
Chaque bague 57, 58 collée sur les tronçons d'extrémité 34 reprend l'intégralité de la tension supportée par l'embout 14, sans augmenter significativement la longueur d'ancrage.
De plus, l'épaisseur de la couche d'adhésif 59 étant faible, la formation de bulles ou de craquelures qui entraînent des infiltrations d'eau et de la corrosion d'armures est minimisée.
L'assemblage de l'embout 14 selon l'invention est réalisé comme suit.
Initialement, les différentes couches de la conduite 10 sont coupées à la bonne longueur pour faire apparaître, sur la voûte 28, un tronçon d'extrémité libre 34 de chaque élément d'armure 29 des couches d'armures 24, 25.
Chaque tronçon d'extrémité libre 34 est dépourvu de déformation radiale, notamment de déformation en forme de vague ou de crochet.
Les tronçons d'extrémité libre 34 sont maintenus dans la configuration cylindrique qu'ils occupent dans le tronçon central 12 de la conduite flexible 10.
Aucun pliage/dépliage de chaque tronçon d'extrémité 34 n'est effectué, ni de formation d'un organe de fixation à l'extrémité de chaque tronçon d'extrémité 34, ce qui accroît la tenue en fatigue de chaque tronçon d'extrémité 34.
Avantageusement, chaque tronçon d'extrémité 34 est dénudé et subit un traitement mécanique, physique et/ou chimique, tel que décrit plus haut. Ce traitement comprend notamment un dégraissage, une anodisation à l'acide phosphorique, le dépôt d'un revêtement primaire, un traitement plasma, et/ou une ablation mécanique telle qu'un sablage ou un grenaillage.
Puis, la couche d'adhésif 59 est appliquée sur la surface radiale externe de chaque tronçon d'extrémité 34 et/ou sur la surface interne de chaque bague 57, 58. La couche d'adhésif 59 présente une épaisseur faible, inférieure à celle de chaque tronçon d'extrémité 34, tel que décrit plus haut.
Les bagues 58, 57 sont ensuite successivement insérées par l'avant pour entourer respectivement les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de la deuxième couche d'armures 25 et les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de la première couche d'armures 24. Ensuite, la voûte d'extrémité 50 et l'ensemble avant d'étanchéité 54 sont mis en place. Le capot 51 est ensuite fixé à la voûte d'extrémité 50. L'ensemble arrière d'étanchéité 56 est ensuite mis en place et est fixé au capot 51 .
En fonctionnement, lorsque l'embout 14 est raccordé à un autre embout 14 ou à un ensemble de surface, la tension axiale transmise par les couches d'armures 24, 25 résultant du poids de la conduite 10 est reprise par les tronçons 34 collés sur chaque bague 57, 58. La tension axiale est ensuite transmise depuis chaque bague 57, 58 vers le capot 51 et/ou vers la voûte d'extrémité 50.
L'embout 14 selon l'invention reprend donc de manière très robuste l'intégralité de la tension supportée, avec une longueur d'ancrage relativement faible.
Par exemple, un ensemble de bagues 57, 58 d'un mètre de long, chaque bague 57, 58 étant collée uniquement sur la surface externe des tronçons d'extrémité 34, avec une fine couche de colle de l'ordre de 1 mm d'épaisseur, ayant une résistance au cisaillement de 4,5 MPa, reprend une tension de 200 t sur une structure de 145 mm de diamètre et de 420 t sur une structure de 300 mm de diamètre.
Avec une colle plus performante ayant une résistance au cisaillement de 15 MPa, la tension de reprise est de 420 t sur une structure de diamètre 300 mm, avec un ancrage de 300 mm de long.
Dans une variante de l'embout 14, un sertissage radial est effectué autour de chaque bague 57, 58, après la mise en place de la bague 57, 58, pour appliquer une pression radiale sur les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de chaque couche d'armure 24, 25.
La pression radiale est par exemple supérieure à 2 MPa.
Le sertissage radial contrôle précisément l'épaisseur de la couche d'adhésif 59 appliquée pour compenser l'ovalisation des tronçons d'extrémité 34 des couches d'armure 24, 25.
Cette ovalisation complique normalement l'ajustement précis de chaque couche d'armure 24, 25 à l'intérieur de la bague respective 57, 58. Le serrage radial des tronçons d'extrémité 34 de chaque couche d'armure 24, 25 avec la bague 57, 58 respective réduit l'ovalisation et résout le problème éventuel d'ajustement mécanique.
L'embout 14 d'une deuxième conduite flexible 100 selon l'invention est illustré par la figure 3.
À la différence de l'embout 14 de la première conduite flexible 10 représentée sur la figure 2, chaque bague 57, 58 comporte une pluralité de segments circonférentiels 102 distincts assemblés les uns sur les autres pour former un anneau, et de organes 104 d'assemblage et de serrage radial des segments circonférentiels 102. Le nombre de segments circonférentiels 102 est par exemple compris entre 2 et 5, avantageusement 3 ou 4
Les organes d'assemblage et de serrage radial 104 sont par exemple formés par des systèmes vis/écrou.
Avantageusement, le serrage radial des segments circonférentiels 102 est réglé par l'intermédiaire des organes d'assemblage et de serrage radial 104 pour appliquer une pression radiale dirigée vers l'axe A-A' sur les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de chaque couche d'armure 24, 25.
La pression radiale est par exemple supérieure à 2 MPa.
Comme précédemment décrit, le serrage radial permet de contrôler précisément l'épaisseur de la couche d'adhésif 59 appliquée pour compenser l'ovalisation des tronçons d'extrémité 34 des couches d'armure 24, 25.
La présence de plusieurs segments circonférentiels 102 simplifie le montage de l'embout 14. Il n'est plus nécessaire d'ajuster précisément les dimensions de chaque bague 57, 58 avant le montage, puisque l'ajustement s'effectue directement lors du montage.
De plus, la colle formant la couche d'adhésif 59 est appliquée facilement sur la surface interne de chaque segment circonférentiel 102 ou/et sur la surface externe de chaque tronçon d'extrémité 34, sans créer une gêne notable lors du montage.
L'embout 14 d'une troisième conduite flexible 1 10 selon l'invention est illustré par la figure 4.
À la différence de l'embout 14 illustré par la figure 2, cet embout 14 comporte, pour chaque bague 57, 58, une canule 1 12 de support, disposée à l'intérieur de chaque tronçon d'extrémité 34, en regard de la bague 57, 58.
L'embout 14 comporte en outre une couche additionnelle d'adhésif 1 14 interposée entre la surface interne de chaque tronçon d'extrémité 34 et la surface externe de la canule 1 12.
Dans cette variante, toutes les faces des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29, y compris la face intérieure, ont avantageusement été prétraités lors du montage de l'embout 14. Ainsi, les surfaces intérieure et extérieure des tronçons d'extrémité 34 de chaque élément d'armure 29 ont été dénudées et ont été traitées mécaniquement, physiquement et/ou chimiquement selon les procédés de préparation de surface décrits plus haut.
La canule 1 12 comporte un corps cylindrique 1 16 présentant avantageusement un bord libre arrière 1 18 biseauté. Elle comporte une collerette avant 120, placée en appui contre une surface avant de la bague 57, 58. Grâce à la collerette avant 120, la canule 1 12 est calée axialement sur la bague 57, 58, ce qui l'empêche de se déplacer axialement vers l'arrière.
Le corps cylindrique 1 16 de la canule 1 12 définit avec la bague 57, 58 un espace intermédiaire de réception de chaque tronçon d'extrémité 34, et des couches d'adhésif 59, 1 14, l'espace intermédiaire étant obturé vers l'avant par la collerette 120.
Le corps cylindrique 1 16 présente une épaisseur radiale faible, avantageusement inférieure à l'épaisseur radiale de chaque tronçon d'extrémité 34 et avantageusement inférieure à l'épaisseur radiale de chaque bague 57, 58.
La couche additionnelle d'adhésif 1 14 est mince. Son épaisseur radiale et avantageusement inférieure à l'épaisseur radiale de chaque tronçon d'extrémité 34 et avantageusement inférieure à l'épaisseur radiale de chaque bague 57, 58.
Cette épaisseur radiale est analogue à celle de la couche d'adhésif 59.
Dans cet exemple, la bague avant 57 délimite en outre dans sa surface interne 90 un logement arrière 122 de réception recevant la collerette 120 de la canule arrière 1 12 disposée en regard de la bague arrière 58.
Le montage de l'embout 14 représenté sur la figure 4 diffère de celui de l'embout 14 illustre par la figure 3 en ce que les canules 1 12 sont insérées sous les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29, avant la mise en place des bagues 57, 58.
La présence des canules 1 12 augmente la surface de collage des tronçons d'extrémité 34, sans augmenter la longueur de l'embout 14. Ainsi, par exemple, dans le cas où les canules 1 12 ont une longueur sensiblement égale à celle des bagues 57, 58, la surface de collage est sensiblement doublée du fait de la présence des canules 1 12, ce qui double la résistance à la traction axiale de l'embout 14. Les efforts de traction axiale repris par chaque canule 1 12 via la couche additionnelle d'adhésif 1 14 sont transmis aux bagues 57, 58 grâce aux collerettes avant 1 12 qui sont disposées en appui sur les bagues 57, 58.
L'embout 14 d'une quatrième conduite flexible 130 est illustré par la figure 5.
À la différence de l'embout 14 représenté sur la figure 2, la surface périphérique interne 90 d'au moins une bague 57, 58 présente une première région axiale 132 située à une première distance radiale D1 de chaque élément d'armure 29 et une deuxième région axiale 134 située à une deuxième distance radiale D2 de chaque élément d'armure 29, la première distance radiale D1 étant différente de la deuxième distance radiale D2 .
De préférence, la première distance radiale D1 de la première région axiale 132 située plus en avant est inférieure à la deuxième distance radiale D2 de la deuxième région axiale 134 située plus en arrière. Dans l'exemple représenté sur la figure 5, la surface périphérique interne 90 présente en outre une troisième région axiale 136, située à l'arrière de la deuxième région axiale 132. La troisième région axiale 136 est située à une troisième distance radiale D3 de chaque élément d'armure 29. La troisième distance radiale D3 est supérieure à la deuxième distance radiale D2.
Ainsi, la surface périphérique interne 90 définit un gradin dont l'espacement radial avec les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 augmente en se déplaçant axialement depuis l'avant vers l'arrière.
La couche d'adhésif 59 présente ainsi une première partie axiale 138 disposée en regard de la première région axiale 132, une deuxième partie axiale 140 disposée en regard de la deuxième région axiale 134, et avantageusement, une troisième partie axiale 142 disposée en regard de la troisième région axiale 136. L'épaisseur radiale de la couche d'adhésif 59 est différente et croissante d'une partie axiale 138, 140, 142 à l'autre depuis l'avant vers l'arrière.
À l'arrière de la bague 57, 58, la couche d'adhésif 59 présente ainsi une souplesse en cisaillement accrue et fournit plus de liberté de mouvement aux tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29, par rapport à l'avant de la bague 57, 58 où les tronçons d'extrémité 34 sont complètement bloqués.
La figure 6 illustre l'embout 14 d'une cinquième conduite flexible 150 selon l'invention.
À la différence de l'embout 14 représenté sur la figure 3, la couche d'adhésif 59 disposée en regard de chaque bague 57, 58 comporte une première partie axiale avant 138 formée à base d'un premier adhésif relativement plus rigide et une deuxième partie axiale arrière 140 formée à base d'un deuxième adhésif relativement plus flexible que le premier adhésif.
La rigidité de l'adhésif est caractérisée par son module élastique, tels que mesuré sur un essai de traction d'un assemblage collé réalisé selon la norme EN 1465.
Des exemples d'adhésifs relativement plus rigides sont les époxydes à un ou deux composants, les thermodurcissables, les cyanoacrylates à un ou deux composants. Des exemples d'adhésif relativement plus souples sont les polyuréthanes à un ou deux composants, les acryliques à un ou deux composants, les colles hot melts de polyuréthanes, les plastisols.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6, l'épaisseur de la couche d'adhésif 59 est constante le long de la bague 57, 58. En variante, cette épaisseur varie, comme illustré par la figure 5. L'embout 14 d'une sixième conduite flexible 160 selon l'invention est illustré par la figure 7.
À la différence de l'embout 14 représenté sur la figure 3, les espaces intermédiaires 162, 164 de la chambre de réception 52 situées respectivement axialement à l'avant et à l'arrière de chaque bague 57, 58 sont remplis d'un matériau de remplissage.
Ce matériau de remplissage est de préférence plus souple que la colle formant la couche d'adhésif 59. Le matériau de remplissage bloque les éléments d'armure 29 de manière progressive dans l'espace intermédiaire arrière 164 et cale les bagues 57, 58 dans l'espace intermédiaire avant 162.
Avantageusement, au moins l'espace intermédiaire arrière 164 est rempli d'un polyuréthane. La présence de ce matériau assure l'étanchéité, limite les mouvements latéraux des tronçons d'extrémité 34 et favorise leur encastrement.
L'embout 14 d'une septième conduite flexible 170 selon l'invention est illustré par la figure 8.
À la différence de l'embout 14 de la sixième conduite 160 représentée sur la figure
7, l'espace intermédiaire avant 162 et/ou l'espace intermédiaire arrière 164 sont remplis par un joint délimitant la migration d'eau.
Ce joint est par exemple formé par un bain d'huile, par un silicone, ou/et par un polyuréthane.
Le joint est en outre avantageusement disposé dans un espace annulaire 172 à l'intérieur des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29, entre la voûte de pression 28 et les éléments d'armure 29.
Le joint empêche l'eau de pénétrer dans la chambre 52 et d'atteindre la couche d'adhésif 59. Ceci augmente la résistance au vieillissement et à la fatigue de l'embout 14.
La figure 9 illustre un sous-ensemble d'un embout d'une huitième conduite flexible selon l'invention, et constitue une variante de la deuxième conduite représentée sur la figure 2.
Dans cette variante, la surface périphérique interne 90 de la bague 57, 58 n'est pas cylindrique, la surface interne de la bague 57, 58 définit une rainure centrale 203. La surface périphérique interne 90 présente trois régions axiales cylindriques, à savoir deux régions axiales latérales 200, 202 situées à une première distance radiale de l'axe longitudinal de la bague 57, 58, et une région axiale centrale 201 située à une deuxième distance radiale supérieure à la première distance radiale. La différence E entre la deuxième et la première distance radiale définit la profondeur de la rainure centrale 203.
La profondeur E de la rainure centrale 203 est avantageusement comprise entre 1 mm et 2 mm. La couche d'adhésif 59 disposée entre les tronçons d'extrémité 34 et la surface périphérique interne 90 présente donc une épaisseur radiale plus importante au regard de la rainure centrale 90 qu'au regard des deux régions axiales latérales 200, 202.
Ainsi, même si les deux régions axiales sont en contact direct avec les tronçons d'extrémité 34, l'épaisseur de la couche d'adhésif 59 au regard de la rainure centrale 203 reste toujours supérieure à E, ce qui garantit une épaisseur de la couche d'adhésif 59 adéquate pour obtenir une bonne qualité du collage au regard de la rainure centrale 203.
Ce mode de réalisation peut être généralisé en utilisant plusieurs rainures de même profondeur au lieu d'une seule, ou encore en utilisant une rainure hélicoïdale de profondeur constante.
La forme en hélice de la rainure 203 facilite l'introduction de l'adhésif dans la rainure 203 notamment lorsque la bague 57 est engagée autour des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 en la faisant pivoter autour de son axe de l'avant vers l'arrière.
La figure 10 illustre un sous-ensemble d'un embout d'une neuvième conduite flexible selon l'invention, et constitue une variante de la quatrième conduite représentée à la figure 5.
Dans cette variante, la face interne de la bague 57, 58 présente trois rainures, à savoir une rainure avant 205 de profondeur E1 , une rainure centrale 209 de profondeur E2 et une rainure arrière 212 de profondeur E3.
En dehors de ces trois rainures, la surface périphérique interne 90 de la bague 57,
58 présente quatre régions axiales cylindriques 204, 207, 210, 21 1 coaxiales et de même rayon. En outre, la profondeur E1 est inférieure à la profondeur E2 qui est elle-même inférieure à la profondeur E3.
De la sorte, même si les quatre régions axiales cylindriques 204, 207, 210, 21 1 sont en contact direct avec les tronçons d'extrémité 34, l'épaisseur de la couche d'adhésif
59 au niveau des rainures 205, 209, 212 reste toujours à la fois supérieure respectivement à E1 , E2, E3 et croissante de l'avant vers l'arrière de la bague 57, 58.
Ceci améliore la reproductibilité du collage en évitant que la couche d'adhésif 59 ne présente des sous-épaisseurs locales, et fournit un collage présentant une souplesse en cisaillement croissante depuis l'avant vers l'arrière de la bague 57, 58.
Ce mode de réalisation peut être généralisé en augmentant le nombre de rainures, ou encore en utilisant une rainure hélicoïdale dont la profondeur augmente progressivement de l'avant vers l'arrière de la bague 57, 58.
Selon un autre mode de réalisation non représenté sur les figures, l'embout est équipé d'un système de refroidissement des bagues 57, 58 ayant pour fonction d'abaisser la température de la couche d'adhésif 59. Ceci permet à la couche d'adhésif de conserver durablement ses propriétés mécaniques, et ce, même lorsque le fluide transporté par la conduite flexible 10 présente une température élevée, par exemple supérieure ou égale à 130°C.
En outre, avantageusement, le prétraitement de surface préalable à l'étape de collage est effectué non seulement sur les faces des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29, mais aussi sur la face interne des bagues 57, 58 et optionnellement sur la face externe des canules 1 12.
Dans les modes de réalisation décrit précédemment, l'effort de tension axiale exercé par la conduite 10 est d'abord transmis depuis les éléments d'armures 29 des couches d'armures 24, 25 aux bagues 57, 58 par l'intermédiaire de la couche d'adhésif 59. L'effort de tension axiale est, ensuite, transmis depuis les bagues 57, 58 au capot 51 et/ou à la voûte d'extrémité 50 via des moyens de fixation totalement indépendant de la conduite flexible, par exemple, une couche d'adhésif et/ou par calage axial sur une butée mécanique formée sur le capot 51 , ou par une autre bague 58. Ainsi, les bagues 57, 58 sont fixées en translation axiale par rapport au capot 51 et/ou par rapport à la voûte d'extrémité 50 indépendamment des couches concentriques de la conduite flexible 10.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Embout (14) de connexion d'une conduite flexible (10) de transport de fluide, la conduite flexible (10) comprenant une pluralité de couches concentriques comportant au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes, l'embout (14) comportant :
- au moins un tronçon d'extrémité (34) de chaque élément d'armure (29),
- une voûte d'extrémité (50) d'axe central (Α-Α') et un capot (51 ) fixé sur la voûte d'extrémité (50), la voûte d'extrémité (50) et le capot (51 ) délimitant entre eux une chambre (52) de réception de chaque tronçon d'extrémité (34) ;
caractérisé en ce que l'embout (14) comporte :
- au moins une bague (57, 58) couvrant circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure (29) de chaque couche d'armures (24, 25), la bague (57, 58) étant au moins partiellement fixée en translation axiale par rapport au capot (51 ) et/ou par rapport à la voûte d'extrémité (50), la bague (57 ; 58) étant formée par un anneau métallique ;
- une couche d'adhésif (59) interposée entre une surface périphérique intérieure de la bague (57, 58) et la surface extérieure de chaque élément d'armure (29), la couche d'adhésif (59) fixant chaque élément d'armure (29) sur la bague (57, 58).
2. - Embout (14) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la couche d'adhésif (59) présente une épaisseur radiale inférieure à l'épaisseur radiale de la bague (57, 58).
3. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche d'adhésif (59) présente une épaisseur maximale inférieure à 5 mm et avantageusement comprise entre 0,1 mm et 3 mm.
4. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (57, 58) est calée axialement sur le capot (51 ) et/ou sur un élément intermédiaire calé sur le capot (51 ).
5. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'armure (29) s'étendent suivant une enveloppe cylindrique dans la chambre de réception (52).
6. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (57, 58) est serrée radialement sur la couche d'adhésif (59) et sur les éléments d'armure (29), la bague (57, 58) comportant avantageusement une pluralité de segments circonférentiels (102) assemblés les uns sur les autres.
7. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface périphérique interne (90) de la bague (57, 58) présente une première région axiale (132) située à une première distance (D1 ) de chaque élément d'armure (29) et une deuxième région axiale (134) située à une deuxième distance (D2) de chaque élément d'armure (29), la première distance (D1 ) étant différente de la deuxième distance (D2),
la couche d'adhésif (59) présentant au moins une première partie axiale (138) disposée en regard de la première région axiale (132) et une deuxième partie axiale (140) disposée en regard de la deuxième région axiale (134), l'épaisseur radiale de la couche d'adhésif (59) étant différente dans la première partie axiale (138) et dans la deuxième partie axiale (140).
8. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une canule (1 12) disposée radialement à l'intérieur de chaque élément d'armure (29) en regard de la bague (57, 58), et une couche interne d'adhésif (1 14), avantageusement d'épaisseur radiale inférieure à celle de la canule (1 12), la couche interne d'adhésif (1 14) étant interposée entre une surface externe de la canule (1 12) et une surface interne de chaque élément d'armure (29).
9. Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésif (59) comporte une première partie axiale (138) formée à base d'un premier adhésif relativement plus rigide et une deuxième partie axiale (140) formée à base d'un deuxième adhésif relativement plus flexible que le premier adhésif.
10. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure de chaque élément d'armure (29) est prétraitée mécaniquement, physiquement ou chimiquement.
1 1 . - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface périphérique intérieure de la ou de chaque bague (57, 58) définit au moins une rainure annulaire ou hélicoïdale (203, 205, 209, 212) s'ouvrant en regard des éléments d'armure (29) et recevant en partie la couche d'adhésif (59).
12.- Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble avant d'étanchéité (54) destiné à réaliser une étanchéité autour de la gaine tubulaire (20), l'ensemble avant d'étanchéité (54) étant décalé axialement vers l'avant par rapport à chaque bague (57, 58).
13.- Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque bague (57, 58) délimite dans la chambre de réception (52) un espace intermédiaire avant (162) et/ ou un espace intermédiaire arrière (164), l'embout (14) comprenant un matériau de remplissage flexible remplissant l'espace intermédiaire avant (162) et/ ou l'espace intermédiaire arrière (164).
14. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque bague (57, 58) délimite dans la chambre de réception (52) un espace intermédiaire avant (162) et/ ou un espace intermédiaire arrière (164), l'embout (14) comprenant un joint étanche à l'eau remplissant l'espace intermédiaire avant (162) et/ ou l'espace intermédiaire arrière (164).
15. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (57, 58) est fixée en translation axiale par rapport au capot (51 ) et/ou par rapport à la voûte d'extrémité (50) indépendamment des couches concentriques de la conduite flexible (10).
16. - Conduite flexible (10) de transport de fluide, avantageusement non liée, comprenant :
- une pluralité de couches concentriques comportant :
· au moins une gaine tubulaire (20) ;
• au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes ; et
- un embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
17.- Procédé de montage d'un embout (14) d'une conduite flexible (10) de transport de fluide, la conduite flexible (10) comprenant au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes, l'embout (14) comprenant les étapes suivantes :
- dégagement d'au moins un tronçon d'extrémité (34) de chaque élément d'armure
(29),
- disposition d'une voûte d'extrémité (50) d'axe central (Α-Α') et fixation d'un capot (51 ) sur la voûte d'extrémité (50), la voûte d'extrémité (50) et le capot (51 ) délimitant entre eux une chambre (52) de réception de chaque tronçon d'extrémité (34) ;
caractérisé en ce que le procédé comporte :
- placement d'une couche d'adhésif (59) sur la surface extérieure de chaque élément d'armure (29),
- disposition d'au moins une bague (57, 58) pour couvrir circonférentiellement vers l'extérieur les éléments d'armure (29) de chaque couche d'armures (24, 25), la bague (57, 58) étant ensuite au moins partiellement fixée en translation axiale par rapport au capot (51 ) et/ou par rapport à la voûte d'extrémité (50) ; - interposition de la couche d'adhésif (59) entre une surface annulaire intérieure de la bague (57, 58) et la surface extérieure de chaque élément d'armure (29), la couche d'adhésif (59) fixant chaque élément d'armure (29) sur la bague (57, 58).
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