WO2020128001A1 - Flexible pipe for transporting a fluid in an underwater environment and associated method - Google Patents

Flexible pipe for transporting a fluid in an underwater environment and associated method Download PDF

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WO2020128001A1
WO2020128001A1 PCT/EP2019/086731 EP2019086731W WO2020128001A1 WO 2020128001 A1 WO2020128001 A1 WO 2020128001A1 EP 2019086731 W EP2019086731 W EP 2019086731W WO 2020128001 A1 WO2020128001 A1 WO 2020128001A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing sheath
external sealing
sheath
woven material
flexible pipe
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/086731
Other languages
French (fr)
Inventor
Frédéric DEMANZE
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
Publication of WO2020128001A1 publication Critical patent/WO2020128001A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/081Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
    • F16L11/083Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire three or more layers

Definitions

  • the invention relates to the technical field of flexible pipes for the transport of a fluid. More particularly, the invention relates to unbound flexible pipes used for the transport of hydrocarbons in an underwater environment.
  • Flexible pipes for the transport of a fluid in an underwater environment are submerged within a body of water such as a lake, a sea, an ocean, at depths that can exceed 3000 m. They are particularly interested in the transportation of water, gas and / or hydrocarbons between a bottom installation and a surface installation. They can also be used to connect two downhole installations. Certain flexible pipes can also be used to connect two surface installations.
  • a flexible submarine pipe as described in the documents published by GARI comprises an internal sealing sheath also called pressure sheath in the technical field of the invention.
  • the internal sealing sheath forms an internal passage for circulation of the fluid and thus ensures its transport in a sealed manner.
  • At least one layer of tensile armor is arranged around the internal sheath to take up these tensile forces.
  • the at least one layer of tensile armor typically comprises metal wires wound in a helix in a long pitch, that is to say that the absolute value of the helix angle between the longitudinal direction of a metal wire and the longitudinal axis of the flexible pipe is less than 60 °, for example between 25 ° and 55 °.
  • the flexible pipe In order to prevent any entry of water from the medium in which the flexible pipe is immersed inside the latter, the flexible pipe generally comprises a polymeric external protective sheath or external sealing sheath, arranged around the pair of tensile armor plies.
  • the outer sheath generally has a thickness of 10 mm.
  • the pressure sheath and the external sealing sheath define between them a volume called annular space.
  • the at least one layer of tensile armor is arranged within the annular space.
  • the transported fluid is generally composed of crude hydrocarbons. These hydrocarbons can include corrosive acid gases such as carbon dioxide, methane or even hydrogen sulfide.
  • the transported fluid also includes water and possibly sand particles.
  • the gases contained in the transported fluid diffuse through the pressure sheath and can accumulate within the annular space.
  • the annular space may also include water in the liquid phase which may result from an accidental tearing of the external sealing sheath and / or the diffusion of the water vapor contained in the transported fluid having migrated through the pressure sheath and then having condensed in the annular space.
  • the combined presence of liquid water and acid gases within the annular space is likely to cause corrosion phenomena of the metallic tack elements present in the annular space, in particular when these armor elements are made of steel. carbon.
  • Carbon steel armor wires can, for example, undergo stress corrosion corrosion (“Stress Corrosion Cracking, SCC”).
  • the invention provides a flexible underwater pipe intended for the transport of fluids having a longitudinal axis (A) comprising:
  • a reinforcing strip comprising a woven material comprising warp threads and weft threads, said warp threads being wound in a helix with a short pitch relative to the longitudinal axis (A) of the pipe,
  • the flexible pipe according to the invention has an external sealing sheath having a thickness of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath, which promotes the diffusion of gases such as carbon dioxide , hydrogen sulfide and / or methane included in the annular space, through the external sheath, towards the outside of the flexible pipe.
  • gases such as carbon dioxide , hydrogen sulfide and / or methane included in the annular space, through the external sheath, towards the outside of the flexible pipe.
  • the gas concentration within the annular space is thus reduced and the at least one layer of tensile armor is preserved from corrosion.
  • the thickness of the external sealing sheath having been markedly reduced compared to the practice of the prior art, the gases can diffuse much more easily through the external sealing sheath from the annular space towards the outside of flexible driving.
  • the evacuation of corrosive acid gases to the outside of the pipe is therefore improved.
  • the external sealing sheath is impermeable to liquids, and in particular to sea water, in order to prevent the at least one layer of armor from coming into contact with water, which would promote its corrosion.
  • the outer layer must be sufficiently elastic to withstand the deformations during bending stresses of the flexible pipe.
  • the flexible pipe is bent, it is the outermost layer which undergoes the greatest deformations, which are deformations in tension on the upper surface and in compression on the lower surface.
  • the relative deformations can exceed 7%.
  • the solution of the prior art consisted in producing a very thick external sealing sheath with a polymeric material capable of withstanding large deformations in tension and in compression.
  • the large thickness of the sheath according to the prior art made it possible to avoid the formation of folds on the lower surface during bending of the pipe, by improving the buckling resistance of the sheath when it is stressed in axial compression. .
  • the outer layer must withstand the internal and external pressure forces.
  • the outer sheath must be able to resist the phenomenon of swelling of the at least one layer of tensile armor commonly known as the "bird cage” phenomenon.
  • the outer sheath must also be capable of accommodating phenomena of surface deformation of folding caused by bending of the pipe.
  • the external sealing sheath is formed by a polymer matrix with a thickness between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath, which is relatively thin compared to that which is recommended by the normative documents published by the American Petroleum Institute.
  • the outer sheath comprises a reinforcing strip comprising a woven material.
  • the woven material comprises a set of warp threads arranged in parallel and extending in a plane along the length of the woven fabric, as well as a set of weft threads arranged transversely to the length of the woven fabric, the weft threads intersecting with warp threads.
  • Warp threads provide mechanical resistance in the long direction of the woven material, while warp threads weft ensure the connection and structural support of the woven material and provide flexibility to the latter in the transverse direction.
  • the term “yarn” means the joining together of a set of continuous fibers assembled in particular by twisting or spinning.
  • the woven material of the reinforcing strip is wound in a short pitch helix around the at least one ply of tensile armor, then the external sealing sheath is then hot extruded onto the woven material so that the polymeric material melt penetrates and diffuses through the warp and weft threads of the woven material.
  • the woven material is then at least partially impregnated with the polymeric material which makes it possible to mechanically anchor, together, the reinforcing strip and the external sealing sheath.
  • the warp threads of the woven material are wound at a short pitch plays an important role in preventing wrinkling when the pipe is bent. Indeed because of this particular orientation, the warp son prevent the swelling of the outer sheath and on the contrary have the effect of keeping the latter in contact with the underlying layer, which prevents the formation of folds.
  • the polymer matrix gives the elasticity required for the external sealing sheath and the woven material of the reinforcing strip provides mechanical resistance to the radial forces linked to the internal and external pressure as well as to the bending forces undergone by the conduct.
  • the thickness of the external sealing sheath is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath between 250 mm and 600 mm.
  • the spacing between two warp threads of the woven material is greater than or equal to 3 mm.
  • Such spacing between the warp threads of the woven material allows better penetration and diffusion of the molten polymeric material to form the reinforced outer sheath.
  • the spacing between two weft threads of the woven material is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread is at most equal to 3 mm.
  • Such a spacing between weft threads of the woven material makes it possible to further improve the impregnation of the molten polymeric material in the woven material.
  • the woven material comprises a fusible polymeric material.
  • the fusible polymer material makes it possible to improve the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath.
  • at least one weft thread and / or at least one warp thread of the woven material is made of fusible polymer material, advantageously the at least one weft thread is of fusible polymer.
  • at least one weft thread of the woven material is made of a fusible polymeric material.
  • the reinforcing strip comprises a support layer of fusible polymer material with a thickness at most equal to 1 mm, the support layer being arranged on at least one of the faces of the woven material.
  • the support layer of fusible polymer material improves the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath.
  • the support layer is arranged on the internal face of the woven material.
  • the woven material is sandwiched between the support layer and the external sealing sheath, once the latter is extruded, which has the effect of improving the mechanical anchoring.
  • the fusible polymer material is identical to the polymer material of the outer sealing sheath.
  • a fusible polymer material belonging to the same family of polymers as the polymer material selected to produce the outer sealing sheath is selected.
  • the fusible polymeric material and the polymeric material of the external sealing sheath are identical, further improving the mechanical anchoring.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a flexible pipe having a longitudinal axis (A), comprising in order the following steps:
  • a reinforcing strip comprising a woven material, the woven material comprising warp threads and weft threads, the chain being wound in short pitch with respect to the longitudinal axis (A);
  • the short-pitch winding of the warp threads of the woven material makes it possible on the one hand to avoid swelling of the at least one layer of tensile armor and on the other hand to keep the said armor elements flat and in place of the at least one layer of tensile armor.
  • the warp threads provide mechanical resistance in the longitudinal direction of the woven material.
  • the woven material being wound up at short pitch, the warp threads thus make it possible to take up the radial forces undergone by the pipe.
  • the polymeric material in the molten state penetrates and diffuses between the warp and weft threads of the woven material of the reinforcing strip. Once cooled, the polymeric material at least partially permeates the woven material, thereby making it possible to mechanically anchor, together, the reinforcing strip and the external sealing sheath.
  • the external sealing sheath is therefore linked to the reinforcing strip to create an external reinforced sealing strip.
  • the thickness of the external sealing sheath is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath between 250 mm and 600 mm.
  • the spacing between two warp threads of the woven material is greater than or equal to 3 mm.
  • the spacing between two weft threads of the woven material is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread is at most equal to 3 mm.
  • the woven material comprises a fusible polymer material.
  • At least one weft thread and / or at least one warp thread of the woven material is made of fusible polymer material, advantageously the at least one weft thread is of fusible polymer.
  • the reinforcing strip comprises a support layer of fusible polymer material with a thickness of at most 1 mm, the support layer being arranged on at least one of the faces of the woven material.
  • the method further comprises, before the step of winding the reinforcing strip, the helical winding with a short pitch relative to the longitudinal axis (A) a support ring made of fusible polymer material whose diameter is between 1 mm and 3 mm, the support rod forming a bearing surface for the woven material of the reinforcing strip.
  • the support rod is rolled up in a short pitch to provide a stable support surface for the reinforcement strip.
  • the support rod makes it possible to raise the reinforcing strip to prevent it from being directly supported on the at least one layer of tensile armor.
  • the impregnation of the woven material by the molten polymer material during the extrusion of the external sealing sheath is facilitated.
  • the support ring is made of a fusible polymer material in order to improve the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath.
  • the fusible polymer material is identical to the polymer material of the outer sealing sheath.
  • a fusible polymer material belonging to the same family of polymers as the polymer material selected to produce the external sealing sheath is selected.
  • the fusible polymeric material and the polymeric material of the external sealing sheath are identical, further improving the mechanical anchoring.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a section of a flexible pipe according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents a view in longitudinal section of the flexible pipe illustrated in FIG. 1,
  • FIG. 3a and [Fig. 3b] schematically represent a perspective view of exemplary embodiments of a reinforcing strip according to the invention
  • FIG. 4a] schematically represent a view in longitudinal section of an embodiment of an external sealing sheath according to the invention.
  • FIG. 5a], [Fig. 5b], [Fig. 5c], and [Fig. 5d] schematically represent a view in longitudinal section of a preferred embodiment of an external sealing sheath according to the invention.
  • the terms “exterior” or “exterior” and “interior” or “internal” are generally understood to mean radial with respect to the longitudinal axis of the submarine flexible pipe, the term “exterior” or “external” being understood as being relatively more radially distant from the longitudinal axis and the term “interior” or “internal” is understood as relatively closer radially to the longitudinal axis of the flexible submarine pipe.
  • Figure 1 is illustrated an example of a flexible underwater pipe 10 according to the invention.
  • the flexible pipe 10 is intended to be immersed in a body of water.
  • the body of water can be a lake, sea or ocean.
  • the depth of the body of water is at least 50 m, and more particularly between 500 m and 4000 m.
  • the flexible pipe 10 routes a fluid through the body of water between a first installation and a second installation.
  • the first installation is for example an underwater installation such as a well head or a collector (called “manifold” in English).
  • the second installation is, for example, a surface installation such as a floating production, storage and unloading unit (FPSO for “Floating Production Storage and Offloading” in English) or a taut anchoring platform (TLP for “Tension Leg Plaftorm "in English).
  • FPSO floating production, storage and unloading unit
  • TLP Taut anchoring platform
  • the fluid transported by the flexible pipe 10 is for example water and / or an oil and / or gas fluid.
  • the petroleum and / or gas fluid is formed from a multiphase mixture comprising a liquid part formed mainly of linear and / or cyclic, saturated and / or unsaturated carbon compounds, of variable density and of water, a gaseous part composed for example of methane (CH4), carbon dioxide (C02), hydrogen sulfide (H2S) and other gases and finally, a solid part generally composed of sand particles.
  • the temperature of the fluid within the flexible pipe 10 is typically between 50 ° C and 200 ° C, more particularly between 50 ° C and 130 ° C. The temperature of the fluid varies during transport between the first installation and the second installation, the temperature variation is all the greater the greater the length of the flexible pipe 10.
  • the flexible pipe 10 comprises a plurality of concentric layers arranged around a longitudinal central axis A.
  • the flexible pipe 10 comprises a sheath of pressure 14, at least one layer of tensile armor 18 and an external sealing sheath 20.
  • the flexible pipe 10 is preferably a flexible pipe of the unbound type.
  • unbound it is understood in the sense of the present invention a flexible pipe 10 in which the at least one layer of tensile armor 18 is free to move relative to the pressure sheath 14 during bending of the flexible pipe 10.
  • all the layers of flexible pipe 10 are free to move relative to one another. This makes the pipe 10 more flexible than a pipe in which the layers are linked to each other.
  • the flexible pipe 10 advantageously comprises a pressure vault 16 arranged around the pressure sheath 14.
  • the pressure vault 16 is arranged between the at least one layer of tensile armor 18 and the pressure sheath 14.
  • the flexible pipe 10 also includes an internal carcass 12 arranged inside the pressure sheath 14.
  • the internal carcass 12 reinforces the flexible pipe 10 against the forces of external pressure. It limits the risk of collapse of the flexible pipe 10 when the pressure outside the flexible pipe 10 is greater than the pressure inside the flexible pipe 10.
  • the internal carcass 12 comprises at least one profiled metal strip, wound in a spiral.
  • the at least one metal strip is wound in a helix in a short pitch thus forming a succession of turns.
  • the expression “wound in short pitch” indicates that the absolute value of the helix angle formed by the metal wire with the longitudinal axis A of the flexible pipe 10 is close to 90 °, and is typically between 60 ° and 90 °.
  • the section of the profiled metal strip has for example an S-shaped geometry.
  • the turns of the metal strip are stapled to each other.
  • the material of the metal strip is typically carbon steel, preferably stainless steel.
  • the flexible pipe 10 When the internal carcass 12 is present, the flexible pipe 10 is said to have a non-smooth passage (“rough bore” in English). When the flexible pipe 10 does not have an internal carcass 12, it is said to have a smooth passage (“smooth bore” in English).
  • the pressure sheath 14 is extruded on the internal carcass 12 when the latter is present.
  • the pressure sheath 14 forms a fluid circulation passage. It ensures the transport of the fluid through the body of water in a sealed manner.
  • the pressure sheath 14 is advantageously formed from a thermoplastic polymeric material, for example based on a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, based on a polyamide such as PA1 1 or PA12, or based a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • a polyolefin such as polyethylene or polypropylene
  • a polyamide such as PA1 1 or PA12
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the pressure sheath 14 is formed on the basis of a high performance polymer such as a polyaryletherketone (PAEK) such as polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketone ketone (PEEKK), polyetherketoneketone (PEKK) ) or polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), polyarylsulfone (PAS), polyphenylene (PPE), phenylene polysulfide (PPS) liquid crystal polymers (LCP), polyphthalamide (PPA), fluorinated derivatives such as polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluoroalkoxy (PFA) or l ethylene chlorotrifloroethylene (ECTFE) and / or mixtures thereof
  • the polymer material is chosen according to the nature and the temperature of the fluid transported.
  • the thickness of the pressure sheath 14 is for example between 5 mm and 20 mm.
  • the pressure vault 16 strengthens the resistance of the flexible pipe 10 against the internal pressure.
  • the pressure vault 16 limits the risks of the flexible pipe 10 bursting, in particular when the pressure inside the flexible pipe 10 is greater than the external pressure.
  • the pressure vault 16 is located between the pressure sheath 14 and the at least one layer of tensile armor 18.
  • the pressure vault 16 is advantageously formed of a metallic profiled wire wound helically around the pressure sheath 14.
  • the profiled wire preferably has a geometry in the form of Z, T, U, K, X or I.
  • the pressure vault 16 is wound in a short pitch helix around the pressure sheath 14.
  • the material of the metallic profiled wire is, for example, carbon steel.
  • the at least one layer of tensile armor 18 is intended to reinforce the flexible pipe 10 against the longitudinal tensile forces.
  • the at least one layer of tensile armor 18 is located outside the pressure sheath 14, around the pressure vault 16.
  • the at least one layer of tensile armor 18 typically comprises a sheet of internal tensile armor 18a and a sheet of external tensile armor 18b.
  • Each tensile armor ply 18a, 18b comprises a plurality of tensile armor elements wound in a long pitch.
  • the expression “coiled in long pitch” indicates that the absolute value of the helix angle formed by the plurality of armor elements with the longitudinal axis A of the flexible pipe 10 is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
  • the section of the tensile armor elements is for example rectangular or circular.
  • the tensile armor elements are for example formed by metallic wires, the metallic material is for example carbon steel.
  • the metallic material forming the armor elements of the armor plies 18a, 18b is chosen from stainless steels such as duplex steels.
  • the tensile armor elements of the internal tensile armor ply 18a are wound with a helix angle opposite to the helix angle of the tensile armor elements of the external tensile armor ply 18b .
  • the tensile armor elements belonging to the same tensile armor ply 18a, 18b are substantially contiguous.
  • the external sealing sheath 20 is arranged around the at least one layer of tensile armor 18.
  • the external sealing sheath 20 is impermeable to liquids and forms a protective barrier against the ingress of water from the outside. from the flexible pipe 10, in particular from the body of water to the annular space.
  • the external sealing sheath 20 is advantageously formed from a thermoplastic polymeric material, for example based on a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, 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 or polypropylene
  • a polyamide such as PA1 1 or PA12
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the outer sheath is formed based on a high performance polymer such as a polyaryletherketone (PAEK) such as polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketoneketone (PEEKK), polyetherketoneketone (PEKK) or polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK), polyamide-imide (PAI), polyether-imide (PEI), polysulf (poly) ), polyethersulfone (PES), polyarylsulfone (PAS), polyphenylene ether (PPE), phenylene polysulfide (PPS) liquid crystal polymers (LCP), polyphthalamide (PPA), fluorinated derivatives such as polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluoroalkoxy (PFA) or ethylene chlorotrifloroethylene (ECTFE) and / or mixtures thereof.
  • PAEK polyaryletherketone
  • PEK
  • the external sealing sheath 20 and the pressure sheath 14 define between them a volume called the annular space.
  • the annular space comprises, according to the example shown in FIG. 1, the pressure vault 16 and the at least one layer of tensile armor 18.
  • Acid gases such as carbon dioxide and / or methane and / or hydrogen sulfide and water vapor contained in the fluid diffuse through the pressure sheath 14 and risk accumulating within the annular space.
  • These compounds can cause corrosion of the armor element wires of the at least one layer of tensile armor 18 and of the profiled metal wires of the pressure vault 16, in particular when the annular space contains both a high concentration. into acid gases and water in the liquid state, for example condensed water vapor.
  • the external sealing sheath 20 has a very thin thickness, as shown in FIG. 2.
  • the external sealing sheath 20 is arranged outside the at least one layer of tensile armor 18.
  • the external sealing sheath 20 has a thickness E of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter D of the external sealing sheath 20.
  • the internal radius D / 2 of the internal sheath is shown with reference to the longitudinal axis A of the flexible pipe.
  • the internal diameter D of the external sealing sheath 20 is advantageously between 150 mm and 600 mm.
  • the thickness E of the external sealing sheath 20 is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter D of the external sealing sheath 20 between 250 mm and 600 mm
  • the thickness E of the external sealing sheath 20 and the internal diameter D of the external sealing sheath 20 are measured in the same units, in millimeters.
  • Such a thickness promotes the diffusion of gases, in particular carbon dioxide and / or methane and / or hydrogen sulfide through the external sealing sheath 20 and therefore reduces the concentration of these gases within the annular space. Corrosion of the metallic elements of the at least one layer of tensile armor 18 and of the pressure vault 16 is thus reduced.
  • the external sealing sheath 20 is arranged externally to the at least one layer of tensile armor 18.
  • the external sealing sheath 20 has a total thickness E.
  • the external sealing sheath 20 of the flexible pipe 10 further comprises a reinforcing strip 22 of thickness E1, less than the total thickness E.
  • the external sealing sheath 20 is advantageously mechanically reinforced over a thickness E1 advantageously included between 0.1 mm and 2 mm and preferably between 0.4mm and 2mm.
  • the reinforcing strip 22 has a length L advantageously between 10 m and 5000 m.
  • the reinforcing strip 22 has a width L ′ advantageously between 30 mm and 200 mm, preferably between 50mm and 150mm.
  • the thickness of the strip (22) is between 0.1 mm and 2 mm.
  • the external sealing sheath 20 and the reinforcing strip 22 are linked together by mechanical anchoring.
  • the manner of mechanically anchoring the reinforcing strip 22 with the external sealing sheath 20 will be explained below, in the passage of the description relating to the method of manufacturing the flexible pipe according to the invention.
  • the reinforcing strip 22 comprises a woven material 24 visible in FIGS. 2, 3a and 3b.
  • the woven material 24 is produced from an assembly of a plurality of warp threads 25 with a plurality of weft threads 26.
  • the warp threads 25 are arranged in parallel and they extend in a plane in the longitudinal direction of woven material 24.
  • the weft threads 26 are arranged transversely to the longitudinal direction of the woven material 24, the weft threads 26 intersect with the warp threads 25.
  • the warp threads 25 provide the mechanical resistance in the long direction of the woven material 24, while the weft threads 26 ensure the connection and the maintenance structural of the woven material 24 and provide flexibility to the latter in the transverse direction.
  • the reinforcing strip 22 is wound in a short pitch helix, forming a succession of turns around the at least one ply of tensile armor 18. In this way, the warp threads 25 of the woven material 24 forming the reinforcing strip 22 are also wound in a short pitch helix. This prevents swelling of the outer sealing sheath 20 and prevents the formation of folds when the flexible pipe is bent. This also makes it possible to limit the swelling of the at least one layer of tensile armor and to keep plated and in place said tensile armor.
  • the reinforcing strip 22 and therefore, the woven material 24 is wound with an absolute helix angle between 60 ° and 90 ° relative to the longitudinal axis A of the flexible pipe 10.
  • the turns of the reinforcing strip 22 are wound edge to edge without overlap.
  • the reinforcing strip 22 is helically wound, voluntarily leaving a clearance between the turns.
  • the play between each turn is for example between 1 mm and 2 mm.
  • the external sealing sheath 20 also has a thickness E2, less than the total thickness E and advantageously greater than the thickness E1, which is not mechanically reinforced.
  • the unreinforced zone of thickness E2 provides the elasticity necessary for the external sealing sheath to accommodate the bending forces.
  • the reinforced zone of thickness E1 is situated on the internal side of the external sealing sheath, 20, while the unreinforced zone of thickness E2 is situated on the external side.
  • FIG. 3a illustrates a first example of a reinforcing strip 22 according to the present invention.
  • the reinforcing strip 22 comprises a woven material 24 comprising warp threads 25 and weft threads 26.
  • the warp threads 25 and the weft threads 26 are obtained by bringing together a set of continuous fibers assembled in particular by twisting or spinning.
  • the warp threads 25 are arranged in the longitudinal direction of the woven material.
  • the continuous fibers forming the warp threads 25 are selected from the fibers having a tensile elastic modulus greater than 10 GPa, advantageously greater than 30 GPa and preferably between 50 GPa and 150 GPa.
  • the weft threads 26 are arranged in the transverse direction of the woven material.
  • the weft threads 26 intersect with the warp threads 25 to form the structure of the woven material 24.
  • the continuous fibers forming the weft threads 26 are selected from the fibers having an elongation at the threshold greater than 5%, more advantageously greater than 7% and preferably greater than 10%.
  • the elongation at the threshold is the maximum elongation in the elastic range of deformation.
  • the continuous fibers used to form the warp threads 25 and the weft threads 26 are selected from the family of organic fibers, mineral fibers or metallic fibers.
  • the organic fibers are for example aramid fibers such as Kevlar® or polyethylene terephthalate or high molecular weight polyethylene fibers.
  • the mineral fibers are, for example, carbon, basalt or glass fibers.
  • the metallic fibers are for example formed from boron, alumina or any other metallic material suitable for the present invention.
  • the spacing between two warp threads 25 of the woven material 24 is advantageously greater than or equal to 3 mm, preferably greater than 5 mm.
  • the spacing between two weft threads 26 of the woven material 24 is advantageously greater than or equal to 5 mm.
  • the thickness of a weft thread 26 is at most equal to 3 mm.
  • the reinforcing strip 22 differs from the previous one in that the woven material 24 comprises a fusible polymeric material.
  • the meltable polymeric material is typically a thermoplastic polymeric material.
  • the fusible polymer material is selected from a polymer cited above and from the same family as that used to produce the pressure sheath 14 and / or the external sealing sheath 20.
  • the fusible polymer material selected is exactly identical to the polymer material used to make the external sealing sheath 20.
  • At least one warp thread 25 and / or at least one weft thread 26 of the woven material 24 of the reinforcing strip 22 is produced from a fusible polymeric material.
  • FIG. 3b A third embodiment of a reinforcing strip 22 is illustrated in FIG. 3b.
  • the reinforcing strip 22 comprises an additional support layer 30.
  • the support layer 30 is placed and glued on at least one of the faces of the woven material 24, typically at the level of the internal face of the woven material 24.
  • the support layer 30 has a thickness at most equal to 1 mm.
  • the support layer 30 is advantageously made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material of the type of those mentioned above for producing the pressure sheath 14 or the external sealing sheath 20 .
  • the woven material 24 comprises both at least one weft thread 26 and / or at least one warp thread 25 made of a fusible polymer material and , a support layer 30 also made of a fusible polymer material.
  • the use of a fusible polymer material in the reinforcing strip 22 makes it possible to improve the mechanical anchoring between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 when it is extruded on said strip 22.
  • the connection between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 is improved when the fusible polymer material used is identical to the polymer material used to extrude the external sealing sheath 20.
  • the flexible pipe 10 can comprise additional layers such as anti-wear strips arranged between the pressure vault 16 and the at least one layer of tensile armor 18, or between the sheet of internal tensile tack 18a and the sheet of external traction armor 18b.
  • the anti-wear strips limit the wear of the pressure vault and of the at least one layer of tensile armor 18 under the effect of friction.
  • the flexible pipe 10 can comprise a pair of plies of additional tensile armor when the tensile forces are particularly high.
  • the flexible pipe 10 comprises thermal insulation strips.
  • thermal insulation strips are wound in a short pitch between the external sealing sheath 20 and the tensile armor ply external 18b.
  • the thermal insulation strips are for example formed from a polymeric polypropylene matrix.
  • the pressure sheath 14 is extruded on a mandrel or, if it is present, directly on the metal carcass 12.
  • the pressure vault is then wound in a short pitch around the pressure sheath 16.
  • wound in short pitch indicates that the absolute value of the helix angle is close to 90 °, and is typically between 75 ° and 90 °.
  • FIGS. 4a to 4c A first embodiment of the flexible pipe 10 is illustrated in FIGS. 4a to 4c.
  • At least one layer of tensile armor 18 is wound around the pressure vault 16 in a long pitch.
  • the expression "wound in long pitch” indicates that the absolute value of the angle helix is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
  • a reinforcing strip 20 comprising a woven material 24 which comprises warp threads 25 and threads is wound at short pitch relative to the longitudinal axis A of the flexible pipe 10. weft 26.
  • the warp threads 25 being arranged in the longitudinal direction of the woven material 24, they are also wound at short pitch relative to the longitudinal axis A.
  • thermoplastic polymeric material is hot extruded in the molten state on the reinforcing strip 22, typically at the melting point of the thermoplastic polymeric material, on the one hand for forming the external sealing sheath 20 and, on the other hand, for binding the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 together.
  • the polymeric material In the molten state, the polymeric material is very little viscous and it can penetrate and diffuse through the spaces between the warp threads 25 and the weft threads 26 of the woven material to impregnate it at least partially.
  • the polymeric material having penetrated into the woven material 24 solidifies and traps the latter.
  • Mechanical anchoring occurs natural between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20.
  • the reinforcing strip 22 is thus linked to the external sealing sheath.
  • the external sealing sheath 20 thus formed has a reinforced thickness E1, less than the total thickness E.
  • the total thickness E is between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath.
  • the external sealing sheath formed has a thickness E of between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath 20 of between 250 mm and 600 mm.
  • the spacing between two warp threads (25) of the woven material (24) is greater than or equal to 3 mm.
  • the spacing between two weft threads (26) of the woven material (25) is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread (26) is at most equal to 3 mm.
  • the woven material 24 of the reinforcing strip 22 comprises a fusible polymeric material.
  • at least one weft thread (26) and / or at least one warp thread (25) of the woven material (24) is made of fusible polymeric material, advantageously the at least one weft thread (26) is made of polymer fuse.
  • the woven material 24 of the reinforcing strip 22 comprises a support layer 30 an additional support layer 30.
  • the support layer 30 is placed and glued on at least one of the faces of the woven material 24, typically at the level of the internal face of the woven material 24.
  • the support layer 30 has a thickness at most equal to 1 mm.
  • the support layer 30 is advantageously made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material of the type of those selected for producing the pressure sheath 14 or the external sealing sheath 20.
  • FIGS. 5a to 5d A second embodiment of a flexible pipe 10 according to the present invention which is the preferred mode, will now be described, FIGS. 5a to 5d supported.
  • At least one layer of tensile armor 18 is wound around the pressure vault 16 in a long step.
  • wound long pitch indicates that the absolute value of the helix angle is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
  • the reinforcing strip 22 before the step of winding the reinforcing strip 22, there is wound in a helix at a short pitch, in particular around the at least one layer of tensile armor 18, a support ring 40 , as seen in Figure 5b.
  • the support ring 40 has a diameter between 1 mm and 3 mm.
  • the support ring 40 makes it possible to form a support surface for the woven material 24 of the reinforcing strip 22 when it is subsequently wound in a short pitch on the ring 40.
  • the support ring 40 is made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material.
  • a reinforcing strip 20 comprising a woven material 24 which comprises warp threads 25 and threads weft 26.
  • the warp threads 25 being arranged in the longitudinal direction of the woven material 24, they are also wound at short pitch relative to the longitudinal axis A.
  • the polymeric material is in the molten state and has a generally low viscosity, so that it is able to penetrate and diffuse through the spaces between the warp threads 25 and the weft threads 26 of the woven material to at least partially impregnate it.
  • the polymeric material having penetrated into the woven material 24 solidifies and traps the latter.
  • a natural mechanical anchoring takes place between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20.
  • the reinforcing strip 22 is thus linked to the external sealing sheath.
  • thermoplastic polymeric material When the thermoplastic polymeric material is extruded on the reinforcing strip 22, the heat of the material is such that, when the material in the molten state comes into contact with the support ring 40 of fusible polymeric material, this last bottom and mixes with the thermoplastic polymeric material of the external sealing sheath 20.
  • the mechanical anchoring is improved when the fusible polymeric material is chosen from the same families of thermoplastic polymeric material used to form the external sealing sheath 20.
  • the mechanical anchoring between the reinforcing strip 22 and the sheath is further improved external sealing 20 by selecting a fusible polymer material identical exactly to the thermoplastic polymer material selected to produce the external sealing sheath 20.
  • the reinforcing strip is wound, not before the step of hot extrusion of the external sealing sheath, but after the extrusion step.
  • the reinforcing strip is wound in a short pitch around an external sealing sheath whose polymeric material is still hot.
  • the reinforcing strip is wound just after the end of the extruder head, at the extrusion outlet of the external sealing sheath.

Abstract

Flexible underwater pipe designed to transport fluids having a longitudinal axis (A) comprising an internal pressure sheath, an external sealing sheath (20), the pressure sheath and the external sealing sheath (20) defining an annular space of the flexible pipe, at least one tensile armour layer (18) being arranged in the annular space, characterised in that the external sealing sheath (20) has a thickness (E) of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath (20) and in that it also comprises a reinforcing strip (22) which comprises a woven material (24) comprising warp yarns (25) and weft yarns (26), the warp yarns (25) being wound in a helix at a short pitch relative to the longitudinal axis (A) of the pipe, and in that the reinforcing strip (22) is linked to the external sealing sheath (20).

Description

Conduite flexible pour le transport d’un fluide en milieu sous-marin et procédé associé Flexible pipe for transporting a fluid in an underwater environment and associated method
L’invention concerne le domaine technique des conduites flexibles pour le transport d’un fluide. Plus particulièrement, l’invention concerne les conduites flexibles non liées mises en oeuvre pour le transport d’hydrocarbures en milieu sous- marin. The invention relates to the technical field of flexible pipes for the transport of a fluid. More particularly, the invention relates to unbound flexible pipes used for the transport of hydrocarbons in an underwater environment.
Les conduites flexibles pour le transport d’un fluide en milieu sous-marin sont immergées au sein d’une étendue d’eau telle qu’un lac, une mer, un océan, à des profondeurs pouvant dépasser 3000 m. Elles trouvent notamment leur intérêt dans l’acheminement d’eau, de gaz et/ou d’hydrocarbures entre une installation de fond et une installation de surface. Elles peuvent également être utilisées pour raccorder deux installations de fond. Certaines conduites flexibles peuvent par ailleurs être utilisées pour raccorder deux installations de surface. Flexible pipes for the transport of a fluid in an underwater environment are submerged within a body of water such as a lake, a sea, an ocean, at depths that can exceed 3000 m. They are particularly interested in the transportation of water, gas and / or hydrocarbons between a bottom installation and a surface installation. They can also be used to connect two downhole installations. Certain flexible pipes can also be used to connect two surface installations.
La structure d’une conduite flexible est par exemple décrite au sein des documents normatifs API RP 17B « Recommended Practice for Flexible Pipe », 5ième édition, publié en Mai 2014 et API 17J « Spécification ofr Unbonded Flexible Pipe », 4ième édition, publié en Mai 2014 par l’American Petroleum Institute. The structure of a flexible pipe is for example described in the normative documents API RP 17B “Recommended Practice for Flexible Pipe”, 5th edition, published in May 2014 and API 17J “Specification ofr Unbonded Flexible Pipe”, 4th edition, published in May 2014 by the American Petroleum Institute.
Typiquement, une conduite flexible sous-marine telle que décrite dans les documents publiés par GARI comprend une gaine interne d’étanchéité aussi dénommée gaine de pression dans le domaine technique de l’invention. La gaine interne d’étanchéité forme un passage interne de circulation du fluide et assure ainsi son transport de manière étanche. Typically, a flexible submarine pipe as described in the documents published by GARI comprises an internal sealing sheath also called pressure sheath in the technical field of the invention. The internal sealing sheath forms an internal passage for circulation of the fluid and thus ensures its transport in a sealed manner.
D’importants efforts de traction peuvent s’exercer sur la conduite flexible notamment lorsqu’elle s’étend à travers de profondes étendues d’eau. De ce fait, au moins une couche d’armures de traction est agencée autour de la gaine interne pour reprendre ces efforts de traction. La au moins une couche d’armures de traction comprend typiquement des fils métalliques enroulés en hélice selon un pas long, c’est-à-dire que la valeur absolue de l’angle d’hélice entre la direction longitudinale d’un fil métallique et l’axe longitudinal de la conduite flexible, est inférieure à 60°, par exemple comprise entre 25° et 55°. Significant tensile forces can be exerted on the flexible pipe, especially when it extends through deep bodies of water. Therefore, at least one layer of tensile armor is arranged around the internal sheath to take up these tensile forces. The at least one layer of tensile armor typically comprises metal wires wound in a helix in a long pitch, that is to say that the absolute value of the helix angle between the longitudinal direction of a metal wire and the longitudinal axis of the flexible pipe is less than 60 °, for example between 25 ° and 55 °.
Afin de prévenir toute entrée d’eau provenant du milieu dans lequel la conduite flexible est immergée à l’intérieur de cette dernière, la conduite flexible comprend généralement une gaine externe polymérique de protection ou gaine externe d’étanchéité, agencée autour de la paire de nappes d’armure de traction. La gaine externe présente généralement une épaisseur de 10 mm. La gaine de pression et la gaine externe d’étanchéité délimitent entre elles un volume appelé espace annulaire. La au moins une couche d’armures de traction est agencée au sein de l’espace annulaire. In order to prevent any entry of water from the medium in which the flexible pipe is immersed inside the latter, the flexible pipe generally comprises a polymeric external protective sheath or external sealing sheath, arranged around the pair of tensile armor plies. The outer sheath generally has a thickness of 10 mm. The pressure sheath and the external sealing sheath define between them a volume called annular space. The at least one layer of tensile armor is arranged within the annular space.
Le fluide transporté est généralement composé d’hydrocarbures bruts. Ces hydrocarbures peuvent comprendre des gaz acides corrosifs tels que du dioxyde de carbone, du méthane ou encore du sulfure d’hydrogène. Le fluide transporté comprend également de l’eau et éventuellement des particules de sable. The transported fluid is generally composed of crude hydrocarbons. These hydrocarbons can include corrosive acid gases such as carbon dioxide, methane or even hydrogen sulfide. The transported fluid also includes water and possibly sand particles.
Les gaz contenus dans le fluide transporté diffusent à travers la gaine de pression et peuvent s’accumuler au sein de l’espace annulaire. L’espace annulaire peut également comprendre de l’eau en phase liquide pouvant résulter d’une déchirure accidentelle de la gaine externe d’étanchéité et/ou de la diffusion de la vapeur d’eau contenue dans le fluide transporté ayant migrée à travers la gaine de pression et s’étant ensuite condensée dans l’espace annulaire. La présence combinée d’eau liquide et de gaz acides au sein de l’espace annulaire est susceptible d’engendrer des phénomènes de corrosion des éléments d’amures métalliques présent dans l’espace annulaire, notamment lorsque ces éléments d’armures sont en acier au carbone. Les fils d’armure en acier au carbone peuvent subir par exemple de la corrosion sous contrainte (« Stress Corrosion Cracking, SCC » en langue anglaise). The gases contained in the transported fluid diffuse through the pressure sheath and can accumulate within the annular space. The annular space may also include water in the liquid phase which may result from an accidental tearing of the external sealing sheath and / or the diffusion of the water vapor contained in the transported fluid having migrated through the pressure sheath and then having condensed in the annular space. The combined presence of liquid water and acid gases within the annular space is likely to cause corrosion phenomena of the metallic tack elements present in the annular space, in particular when these armor elements are made of steel. carbon. Carbon steel armor wires can, for example, undergo stress corrosion corrosion (“Stress Corrosion Cracking, SCC”).
Pour réduire la corrosion des fils d’armure, il est enseigné par exemple dans le document API RP 17B mentionné ci-dessus d’augmenter l’épaisseur de la gaine externe. Ceci permet de réduire les risques de déchirure de la gaine externe et ainsi de réduire la probabilité d’avoir de l’eau dans l’espace annulaire et donc d’induire des phénomènes de corrosion. To reduce the corrosion of armor wires, it is taught for example in the document API RP 17B mentioned above to increase the thickness of the outer sheath. This reduces the risk of tearing the outer sheath and thus reduces the probability of having water in the annular space and therefore inducing corrosion phenomena.
Cependant, cette solution n’est pas entièrement satisfaisante. En effet, bien que les risques de déchirure de la gaine externe soient réduits, la vapeur d’eau contenue dans le fluide transporté peut diffuser au travers de la gaine interne et risque de condenser au sein de l’espace annulaire, ce qui peut conduire à la corrosion des fils d’armure en acier au carbone dans le cas où le fluide transporté contient aussi une teneur importante en gaz acides, notamment en dioxyde de carbone et/ou en sulfure d’hydrogène et/ou en méthane. Ce problème de corrosion peut conduire et donc à la perte d’intégrité de la conduite flexible sous-marine. However, this solution is not entirely satisfactory. Indeed, although the risks of tearing of the external sheath are reduced, the water vapor contained in the transported fluid can diffuse through the internal sheath and risks condensing within the annular space, which can lead corrosion of the carbon steel armor wires in the case where the transported fluid also contains a significant content of acid gases, in particular carbon dioxide and / or hydrogen sulfide and / or methane. This corrosion problem can lead to the loss of integrity of the submarine flexible pipe.
Par conséquent, il existe un besoin de fournir une conduite flexible dans laquelle les éléments métalliques formant la au moins une couche d’armures de traction sont préservés de la corrosion ainsi qu’un procédé permettant de fabriquer une telle conduite flexible qui soit simple de mise en oeuvre et peu coûteux. A cet effet, l’invention propose une conduite flexible sous-marine destinée au transport de fluides présentant un axe longitudinal (A) comprenant : Consequently, there is a need to provide a flexible pipe in which the metallic elements forming the at least one layer of tensile armor are preserved from corrosion as well as a method for manufacturing such a flexible pipe which is easy to install. and inexpensive. To this end, the invention provides a flexible underwater pipe intended for the transport of fluids having a longitudinal axis (A) comprising:
- une gaine interne de pression, - an internal pressure sheath,
- une gaine externe d’étanchéité, la gaine de pression et la gaine externe d’étanchéité définissant un espace annulaire de la conduire flexible, - an external sealing sheath, the pressure sheath and the external sealing sheath defining an annular space of the flexible pipe,
- au moins une couche d’armures de traction agencée dans l’espace annulaire, - at least one layer of tensile armor arranged in the annular space,
caractérisée en ce que la gaine externe d’étanchéité possède : characterized in that the external sealing sheath has:
une épaisseur (E) comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de ladite gaine externe d’étanchéité ; a thickness (E) of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of said external sealing sheath;
et en ce qu’elle comprend également : and in that it also includes:
une bande de renfort comportant un matériau tissé comprenant des fils de chaîne et des fils de trame, lesdits fils de chaîne étant enroulés en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) de la conduite, a reinforcing strip comprising a woven material comprising warp threads and weft threads, said warp threads being wound in a helix with a short pitch relative to the longitudinal axis (A) of the pipe,
et en ce que la bande de renfort est liée à la gaine externe d’étanchéité. and in that the reinforcing strip is linked to the external sealing sheath.
La conduite flexible selon l’invention présente une gaine externe d’étanchéité présentant une épaisseur comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité, ce qui favorise la diffusion des gaz tels que le dioxyde de carbone, le sulfure d’hydrogène et/ou le méthane compris dans l’espace annulaire, au travers de la gaine externe, vers l’extérieur de la conduite flexible. La concentration en gaz au sein de l’espace annulaire est ainsi réduite et la au moins une couche d’armures de traction est préservée de la corrosion. The flexible pipe according to the invention has an external sealing sheath having a thickness of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath, which promotes the diffusion of gases such as carbon dioxide , hydrogen sulfide and / or methane included in the annular space, through the external sheath, towards the outside of the flexible pipe. The gas concentration within the annular space is thus reduced and the at least one layer of tensile armor is preserved from corrosion.
L’épaisseur de la gaine externe d’étanchéité ayant été nettement réduite par rapport à la pratique de l’art antérieur, les gaz peuvent diffuser beaucoup plus facilement à travers la gaine externe d’étanchéité depuis l’espace annulaire vers l’extérieur de la conduite flexible. L’évacuation des gaz acides corrosifs vers l’extérieur de la conduite est donc améliorée. De plus, la gaine externe d’étanchéité est étanche aux liquides, et notamment à l’eau de mer, afin d’éviter que la au moins une couche d’armures se retrouve en contact avec de l’eau, ce qui favoriserait sa corrosion. The thickness of the external sealing sheath having been markedly reduced compared to the practice of the prior art, the gases can diffuse much more easily through the external sealing sheath from the annular space towards the outside of flexible driving. The evacuation of corrosive acid gases to the outside of the pipe is therefore improved. In addition, the external sealing sheath is impermeable to liquids, and in particular to sea water, in order to prevent the at least one layer of armor from coming into contact with water, which would promote its corrosion.
Par ailleurs, durant la fabrication de la conduite flexible, cette dernière est sollicitée en flexion notamment lors du stockage. En service, la conduite est également sollicitée en flexion, en particulier dans le cadre des applications dynamiques. De ce fait, la couche externe doit être suffisamment élastique pour supporter les déformations lors des sollicitations en flexion de la conduite flexible. Lorsque la conduite flexible est fléchie, c’est la couche la plus externe qui subit les plus grandes déformations, lesquelles sont des déformations en traction à l’extrados et en compression à l’intrados. Dans le cas de la gaine externe d’étanchéité d’une conduite flexible, les déformations relatives peuvent dépasser 7%. La solution de l’art antérieur consistait à réaliser une gaine externe d’étanchéité de forte épaisseur avec un matériau polymère pouvant supporter de grandes déformations en traction et en compression. L’épaisseur importante de la gaine selon l’art antérieur permettait d’éviter la formation de plis à l’intrados lors d’une flexion de la conduite, en améliorant la résistance au flambement de la gaine lorsqu’elle est sollicitée en compression axiale. Or il a été découvert qu’il est possible de réduire nettement l’épaisseur de la gaine externe tout en évitant le risque de formation de plis à condition de renforcer la gaine externe d’étanchéité à l’aide d’un matériau tissé lié à la gaine externe d’étanchéité et présentant une orientation particulière. Furthermore, during the manufacture of the flexible pipe, the latter is subjected to bending in particular during storage. In service, the pipe is also stressed in bending, in particular in the context of dynamic applications. Therefore, the outer layer must be sufficiently elastic to withstand the deformations during bending stresses of the flexible pipe. When the flexible pipe is bent, it is the outermost layer which undergoes the greatest deformations, which are deformations in tension on the upper surface and in compression on the lower surface. In the case of the external sealing sheath of a flexible pipe, the relative deformations can exceed 7%. The solution of the prior art consisted in producing a very thick external sealing sheath with a polymeric material capable of withstanding large deformations in tension and in compression. The large thickness of the sheath according to the prior art made it possible to avoid the formation of folds on the lower surface during bending of the pipe, by improving the buckling resistance of the sheath when it is stressed in axial compression. . However, it has been discovered that it is possible to significantly reduce the thickness of the external sheath while avoiding the risk of folds provided that the external sealing sheath is reinforced with a woven material bonded to the outer sealing sheath and having a particular orientation.
En outre, la couche externe doit résister aux efforts de pression interne et externe. In addition, the outer layer must withstand the internal and external pressure forces.
Compte tenu d’une telle épaisseur et des efforts en flexions que la conduite flexible est amenée à subir durant sa fabrication et pendant son utilisation, il est nécessaire de renforcer mécaniquement la gaine externe d’étanchéité. En effet, la gaine externe doit être en mesure de résister au phénomène de gonflement de la au moins une couche d’armures de tractions communément appelé phénomène « cage d’oiseau ». La gaine externe doit également être capable d’accommoder des phénomènes de déformations surfaciques de plissement engendrées par les flexions de la conduite. Given such a thickness and the bending stresses that the flexible pipe is brought to undergo during its manufacture and during its use, it is necessary to mechanically reinforce the external sealing sheath. Indeed, the outer sheath must be able to resist the phenomenon of swelling of the at least one layer of tensile armor commonly known as the "bird cage" phenomenon. The outer sheath must also be capable of accommodating phenomena of surface deformation of folding caused by bending of the pipe.
Ainsi, selon l’invention, la gaine externe d’étanchéité est formée par une matrice polymérique d’épaisseur comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité, ce qui est relativement fin comparativement à ce qui est recommandé par les documents normatifs publiés par l’American Petroleum Institute. Thus, according to the invention, the external sealing sheath is formed by a polymer matrix with a thickness between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath, which is relatively thin compared to that which is recommended by the normative documents published by the American Petroleum Institute.
Aussi, la gaine externe comprend une bande de renfort comportant un matériau tissé. Le matériau tissé comprend un ensemble de fils de chaîne disposés parallèlement et s’étendant dans un plan suivant la longueur du tissé, ainsi qu’un ensemble de fils de trame disposés transversalement à la longueur du tissé, les fils de trame s’entrecroisant avec les fils de chaîne. Les fils de chaîne assurent la résistance mécanique dans le sens long du matériau tissé, tandis que les fils de trame assurent la liaison et le maintien structurel du matériau tissé et procurent de la souplesse à ce dernier dans le sens transverse. Also, the outer sheath comprises a reinforcing strip comprising a woven material. The woven material comprises a set of warp threads arranged in parallel and extending in a plane along the length of the woven fabric, as well as a set of weft threads arranged transversely to the length of the woven fabric, the weft threads intersecting with warp threads. Warp threads provide mechanical resistance in the long direction of the woven material, while warp threads weft ensure the connection and structural support of the woven material and provide flexibility to the latter in the transverse direction.
Au sens de la présente invention, on entend par fil, la réunion d’un ensemble de fibres continus assemblés notamment par retordage ou filage. For the purposes of the present invention, the term “yarn” means the joining together of a set of continuous fibers assembled in particular by twisting or spinning.
Le matériau tissé de la bande de renfort est enroulé en hélice à pas court autour de la au moins une nappe d’armures de traction, puis la gaine externe d’étanchéité est alors extrudée à chaud sur le matériau tissé de sorte que la matière polymérique fondue pénètre et diffuse au travers des fils de chaîne et des fils de trame du matériau tissé. Le matériau tissé est alors imprégné au moins en partie par la matière polymérique permettant d’ancrer mécaniquement, ensemble, la bande renfort et la gaine externe d’étanchéité. The woven material of the reinforcing strip is wound in a short pitch helix around the at least one ply of tensile armor, then the external sealing sheath is then hot extruded onto the woven material so that the polymeric material melt penetrates and diffuses through the warp and weft threads of the woven material. The woven material is then at least partially impregnated with the polymeric material which makes it possible to mechanically anchor, together, the reinforcing strip and the external sealing sheath.
Le fait que les fils de chaîne du matériau tissé soient enroulés à pas court contribue de façon importante à empêcher la formation de plis lorsque la conduite est fléchie. En effet du fait de cette orientation particulière, les fils de chaîne empêchent le gonflement de la gaine externe et au contraire ont pour effet de maintenir celle-ci au contact de la couche sous-jacente, ce qui évite la formation de plis. The fact that the warp threads of the woven material are wound at a short pitch plays an important role in preventing wrinkling when the pipe is bent. Indeed because of this particular orientation, the warp son prevent the swelling of the outer sheath and on the contrary have the effect of keeping the latter in contact with the underlying layer, which prevents the formation of folds.
Ainsi, la matrice polymérique confère l’élasticité requise pour la gaine externe d’étanchéité et le matériau tissé de la bande de renfort assure la résistance mécanique aux efforts radiaux liés à la pression interne et externe ainsi qu’aux efforts de flexion subis par la conduite. Thus, the polymer matrix gives the elasticity required for the external sealing sheath and the woven material of the reinforcing strip provides mechanical resistance to the radial forces linked to the internal and external pressure as well as to the bending forces undergone by the conduct.
De préférence, l’épaisseur de la gaine externe d’étanchéité est comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité compris entre 250 mm et 600 mm. Preferably, the thickness of the external sealing sheath is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath between 250 mm and 600 mm.
Avantageusement, l’espacement entre deux fils de chaîne du matériau tissé est supérieur ou égal à 3 mm. Un tel espacement entre les fils de chaîne du matériau tissé permet une meilleure pénétration et diffusion de la matière polymérique fondue pour former la gaine externe d’étanchéité renforcée. Advantageously, the spacing between two warp threads of the woven material is greater than or equal to 3 mm. Such spacing between the warp threads of the woven material allows better penetration and diffusion of the molten polymeric material to form the reinforced outer sheath.
Avantageusement, l’espacement entre deux fils de trame du matériau tissé est supérieur ou égal à 5 mm et en ce que l’épaisseur d’un fil de trame est au plus égale à 3 mm. Un tel espacement entre fils de trame du matériau tissé permet d’améliorer encore l’imprégnation de la matière polymérique fondue dans le matériau tissé. Advantageously, the spacing between two weft threads of the woven material is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread is at most equal to 3 mm. Such a spacing between weft threads of the woven material makes it possible to further improve the impregnation of the molten polymeric material in the woven material.
De préférence, le matériau tissé comporte un matériau polymère fusible. Le matériau polymère fusible permet d’améliorer l’ancrage mécanique entre le matériau tissé de la bande de renfort et la gaine externe d’étanchéité. Selon un mode préféré de l’invention, au moins un fil de trame et/ou au moins un fil de chaîne du matériau tissé est réalisé en matériau polymère fusible, avantageusement le au moins un fil de trame est en polymère fusible. Avantageusement, au moins un fil de trame du matériau tissé est réalisé en un matériau polymère fusible. Ainsi, cela améliore l’ancrage mécanique du matériau tissé avec la gaine externe d’étanchéité sans que la résistance mécanique du matériau tissé dans le sens long ne soit détériorée. Preferably, the woven material comprises a fusible polymeric material. The fusible polymer material makes it possible to improve the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath. According to a preferred embodiment of the invention, at least one weft thread and / or at least one warp thread of the woven material is made of fusible polymer material, advantageously the at least one weft thread is of fusible polymer. Advantageously, at least one weft thread of the woven material is made of a fusible polymeric material. Thus, this improves the mechanical anchoring of the woven material with the external sealing sheath without the mechanical resistance of the woven material in the long direction being deteriorated.
Selon une alternative du mode préféré de l’invention, la bande de renfort comprend une couche support en matériau polymère fusible d’épaisseur au plus égale à 1 mm, la couche support étant disposée sur au moins une des faces du matériau tissé. La couche support en matériau polymère fusible permet d’améliorer l’ancrage mécanique entre le matériau tissé de la bande de renfort et la gaine externe d’étanchéité. De préférence, la couche support est disposée sur la face interne du matériau tissé. Ainsi, le matériau tissé est pris en sandwich entre la couche support et la gaine externe d’étanchéité, une fois cette dernière extrudée, ce qui a pour effet d’améliorer l’ancrage mécanique. According to an alternative of the preferred embodiment of the invention, the reinforcing strip comprises a support layer of fusible polymer material with a thickness at most equal to 1 mm, the support layer being arranged on at least one of the faces of the woven material. The support layer of fusible polymer material improves the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath. Preferably, the support layer is arranged on the internal face of the woven material. Thus, the woven material is sandwiched between the support layer and the external sealing sheath, once the latter is extruded, which has the effect of improving the mechanical anchoring.
Préférentiellement, le matériau polymère fusible est identique au matériau polymère de la gaine externe d’étanchéité. Pour obtenir un bon ancrage mécanique entre le matériau tissé de la bande de renfort et la gaine externe, on sélectionne un matériau polymère fusible appartenant à la même famille de polymères que la matière polymérique sélectionnée pour réaliser la gaine externe d’étanchéité. Avantageusement, le matériau polymère fusible et la matière polymérique de la gaine externe d’étanchéité sont identiques, améliorant davantage l’ancrage mécanique. Preferably, the fusible polymer material is identical to the polymer material of the outer sealing sheath. To obtain good mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the outer sheath, a fusible polymer material belonging to the same family of polymers as the polymer material selected to produce the outer sealing sheath is selected. Advantageously, the fusible polymeric material and the polymeric material of the external sealing sheath are identical, further improving the mechanical anchoring.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d’une conduite flexible présentant un axe longitudinal (A), comprenant dans l’ordre les étapes suivantes : The invention also relates to a method for manufacturing a flexible pipe having a longitudinal axis (A), comprising in order the following steps:
- extrusion d’une gaine interne de pression ; - extrusion of an internal pressure sheath;
- enroulement d’au moins une couche d’armures de traction autour de la gaine de pression ; - winding of at least one layer of tensile armor around the pressure sheath;
- enroulement en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) d’une bande de renfort, la bande de renfort comprenant un matériau tissé, le matériau tissé comprenant des fils de chaîne et des fils de trame, les fils de chaîne étant enroulés à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) ; - helical winding at short pitch with respect to the longitudinal axis (A) of a reinforcing strip, the reinforcing strip comprising a woven material, the woven material comprising warp threads and weft threads, the chain being wound in short pitch with respect to the longitudinal axis (A);
- extrusion à chaud autour de la bande de renfort, d’une gaine externe d’étanchéité en matériau polymère d’épaisseur (E) comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de ladite gaine externe d’étanchéité de sorte qu’une fois que la gaine externe d’étanchéité est refroidie, la bande de renfort est liée à la gaine externe d’étanchéité. hot extrusion around the reinforcing strip of an external sealing sheath of polymer material of thickness (E) between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of said external sealing sheath so that 'once the outer sealing sheath is cooled, the reinforcing strip is linked to the outer sealing sheath.
L’enroulement à pas court des fils de chaîne du matériau tissé permet d’une part d’éviter le gonflement de la au moins une couche d’armures de traction et d’autre part de maintenir plaquées et en place lesdits éléments d’armures de la au moins une couche d’armures de traction. En effet, les fils de chaîne assurent une résistance mécanique dans le sens longitudinal du matériau tissé. Le matériau tissé étant enroulé à pas court, les fils de chaîne permettent ainsi de reprendre les efforts radiaux subis par la conduite. The short-pitch winding of the warp threads of the woven material makes it possible on the one hand to avoid swelling of the at least one layer of tensile armor and on the other hand to keep the said armor elements flat and in place of the at least one layer of tensile armor. Indeed, the warp threads provide mechanical resistance in the longitudinal direction of the woven material. The woven material being wound up at short pitch, the warp threads thus make it possible to take up the radial forces undergone by the pipe.
Lors de l’étape d’extrusion de la gaine externe d’étanchéité, la matière polymérique a l’état fondue pénètre et diffuse entre les fils de chaîne et de trame du matériau tissé de la bande de renfort. Une fois refroidie, la matière polymérique imprègne au moins en partie le matériau tissé permettant ainsi d’ancrer mécaniquement, ensemble, la bande renfort et la gaine externe d’étanchéité. La gaine d’étanchéité externe est donc liée à la bande de renfort pour créer une bande externe d’étanchéité renforcée. During the extrusion step of the external sealing sheath, the polymeric material in the molten state penetrates and diffuses between the warp and weft threads of the woven material of the reinforcing strip. Once cooled, the polymeric material at least partially permeates the woven material, thereby making it possible to mechanically anchor, together, the reinforcing strip and the external sealing sheath. The external sealing sheath is therefore linked to the reinforcing strip to create an external reinforced sealing strip.
Le procédé selon l’invention peut comprendre les caractéristiques suivantes : The process according to the invention can include the following characteristics:
- l’épaisseur de la gaine externe d’étanchéité est comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité compris entre 250 mm et 600 mm. - the thickness of the external sealing sheath is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath between 250 mm and 600 mm.
- l’espacement entre deux fils de chaîne du matériau tissé est supérieur ou égal à 3 mm. - the spacing between two warp threads of the woven material is greater than or equal to 3 mm.
- l’espacement entre deux fils de trame du matériau tissé est supérieur ou égal à 5 mm et en ce que l’épaisseur d’un fil de trame est au plus égale à 3 mm.. - the spacing between two weft threads of the woven material is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread is at most equal to 3 mm.
- le matériau tissé comporte un matériau polymère fusible. - the woven material comprises a fusible polymer material.
- au moins un fil de trame et/ou au moins un fil de chaîne du matériau tissé est réalisé en matériau polymère fusible, avantageusement le au moins un fil de trame est en polymère fusible. - At least one weft thread and / or at least one warp thread of the woven material is made of fusible polymer material, advantageously the at least one weft thread is of fusible polymer.
-la bande de renfort comprend une couche support en matériau polymère fusible d’épaisseur au plus égale à 1 mm, la couche support étant disposée sur au moins une des faces du matériau tissé. the reinforcing strip comprises a support layer of fusible polymer material with a thickness of at most 1 mm, the support layer being arranged on at least one of the faces of the woven material.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention, le procédé comprend en outre, avant l’étape d’enroulement de la bande de renfort, l’enroulement en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) d’un jonc de support en matériau polymère fusible dont le diamètre est compris entre 1 mm et 3 mm, le jonc de support formant une surface d’appui pour le matériau tissé de la bande de renfort. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the method further comprises, before the step of winding the reinforcing strip, the helical winding with a short pitch relative to the longitudinal axis (A) a support ring made of fusible polymer material whose diameter is between 1 mm and 3 mm, the support rod forming a bearing surface for the woven material of the reinforcing strip.
Le jonc de support est enroulé à pas court afin d’offrir une surface d’appui stable à la bande de renfort. The support rod is rolled up in a short pitch to provide a stable support surface for the reinforcement strip.
Avantageusement, le jonc de support permet de surélever la bande de renfort pour éviter qu’elle ne soit directement en appui sur la au moins une couche d’armures de traction. Ainsi, l’imprégnation du matériau tissé par la matière polymérique fondue lors de l’extrusion de la gaine externe d’étanchéité est facilitée. Advantageously, the support rod makes it possible to raise the reinforcing strip to prevent it from being directly supported on the at least one layer of tensile armor. Thus, the impregnation of the woven material by the molten polymer material during the extrusion of the external sealing sheath is facilitated.
Le jonc de support est réalisé en un matériau polymère fusible afin d’améliorer l’ancrage mécanique entre le matériau tissé de la bande de renfort et la gaine externe d’étanchéité. The support ring is made of a fusible polymer material in order to improve the mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath.
De préférence, le matériau polymère fusible est identique au matériau polymère de la gaine externe d’étanchéité. Pour obtenir un bon ancrage mécanique entre le matériau tissé de la bande de renfort et la gaine externe d’étanchéité, on sélectionne un matériau polymère fusible appartenant à la même famille de polymères que la matière polymérique sélectionnée pour réaliser la gaine externe d’étanchéité. Avantageusement, le matériau polymère fusible et la matière polymérique de la gaine externe d’étanchéité sont identiques, améliorant davantage l’ancrage mécanique. Preferably, the fusible polymer material is identical to the polymer material of the outer sealing sheath. To obtain good mechanical anchoring between the woven material of the reinforcing strip and the external sealing sheath, a fusible polymer material belonging to the same family of polymers as the polymer material selected to produce the external sealing sheath is selected. Advantageously, the fusible polymeric material and the polymeric material of the external sealing sheath are identical, further improving the mechanical anchoring.
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : Other features and advantages of the invention will emerge on reading the description given below of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting indication, with reference to the accompanying drawings in which:
[Fig. 1] est une vue en perspective partiellement écorchée d’un tronçon d’une conduite flexible selon l’invention, [Fig. 1] is a partially cutaway perspective view of a section of a flexible pipe according to the invention,
[Fig. 2] représente schématiquement une vue en coupe longitudinale de la conduite flexible illustrée sur la figure 1 , [Fig. 2] schematically represents a view in longitudinal section of the flexible pipe illustrated in FIG. 1,
[Fig. 3a] et [Fig. 3b] représentent schématiquement une vue en perspective d’exemples de réalisation d’une bande de renfort selon l’invention, [Fig. 3a] and [Fig. 3b] schematically represent a perspective view of exemplary embodiments of a reinforcing strip according to the invention,
[Fig. 4a], [Fig. 4b] et [Fig. 4c] représentent schématiquement une vue en coupe longitudinale d’un mode de réalisation d’une gaine externe d’étanchéité selon l’invention. [Fig. 4a], [Fig. 4b] and [Fig. 4c] schematically represent a view in longitudinal section of an embodiment of an external sealing sheath according to the invention.
[Fig. 5a], [Fig. 5b], [Fig. 5c], et [Fig. 5d] représentent schématiquement une vue en coupe longitudinale d’un mode préféré de réalisation d’une gaine externe d’étanchéité selon l’invention. [Fig. 5a], [Fig. 5b], [Fig. 5c], and [Fig. 5d] schematically represent a view in longitudinal section of a preferred embodiment of an external sealing sheath according to the invention.
Dans tout ce qui suit et sauf mention contraire, les termes « extérieur » ou « externe » et « intérieur » ou « interne » s’entendent généralement de manière radiale par rapport à l’axe longitudinal de la conduite flexible sous-marine, le terme « extérieur » ou « externe » s’entendant comme relativement plus éloigné radialement de l’axe longitudinal et le terme « intérieur » ou « interne » s’entendant comme relativement plus proche radialement de l’axe longitudinal de la conduite flexible sous-marine. In what follows and unless otherwise stated, the terms "exterior" or "exterior" and "interior" or "internal" are generally understood to mean radial with respect to the longitudinal axis of the submarine flexible pipe, the term “exterior” or “external” being understood as being relatively more radially distant from the longitudinal axis and the term “interior” or “internal” is understood as relatively closer radially to the longitudinal axis of the flexible submarine pipe.
Sur la figure 1 est illustrée un exemple d’une conduite flexible 10 sous-marine selon l’invention. In Figure 1 is illustrated an example of a flexible underwater pipe 10 according to the invention.
La conduite flexible 10 est destinée à être immergée dans une étendue d’eau. L’étendue d’eau peut être un lac, une mer ou un océan. Généralement, la profondeur de l’étendue d’eau est au moins de 50 m, et plus particulièrement comprise entre 500 m et 4000 m. The flexible pipe 10 is intended to be immersed in a body of water. The body of water can be a lake, sea or ocean. Generally, the depth of the body of water is at least 50 m, and more particularly between 500 m and 4000 m.
La conduite flexible 10 achemine un fluide au travers de l’étendue d’eau entre une première installation et une seconde installation. La première installation est par exemple une installation sous-marine comme une tête de puit ou un collecteur (appelé « manifold » en langue anglaise). La seconde installation est par exemple une installation de surface comme une unité flottante de production, de stockage et de déchargement (FPSO pour « Floating Production Storage and Offloading » en langue anglaise) ou une plate-forme à ancrage tendu (TLP pour « Tension Leg Plaftorm » en langue anglaise). La conduite flexible 10 assure le transport du fluide entre deux installations de surface ou entre une installation sous-marine et une installation de surface ou encore entre deux installations sous-marines. The flexible pipe 10 routes a fluid through the body of water between a first installation and a second installation. The first installation is for example an underwater installation such as a well head or a collector (called "manifold" in English). The second installation is, for example, a surface installation such as a floating production, storage and unloading unit (FPSO for “Floating Production Storage and Offloading” in English) or a taut anchoring platform (TLP for “Tension Leg Plaftorm "in English). The flexible pipe 10 ensures the transport of the fluid between two surface installations or between an underwater installation and a surface installation or between two underwater installations.
Le fluide transporté par la conduite flexible 10 est par exemple de l’eau et/ou un fluide pétrolier et/ou gazier. Le fluide pétrolier et/ou gazier est formé d’un mélange multiphasique comprenant une partie liquide formée principalement de composés carbonés linéaires et/ou cycliques, saturés et/ou insaturés, de densité variable et d’eau, une partie gazeuse composée par exemple de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (C02), de sulfure d’hydrogène (H2S) et autres gaz et enfin, d’une partie solide composée généralement de particules de sable. La température du fluide au sein de la conduite flexible 10 est typiquement comprise entre 50°C et 200°C, plus particulièrement entre 50°C et 130°C. La température du fluide varie durant le transport entre la première installation et la seconde installation, la variation de température est d’autant plus importante que la longueur de la conduite flexible 10 est grande. The fluid transported by the flexible pipe 10 is for example water and / or an oil and / or gas fluid. The petroleum and / or gas fluid is formed from a multiphase mixture comprising a liquid part formed mainly of linear and / or cyclic, saturated and / or unsaturated carbon compounds, of variable density and of water, a gaseous part composed for example of methane (CH4), carbon dioxide (C02), hydrogen sulfide (H2S) and other gases and finally, a solid part generally composed of sand particles. The temperature of the fluid within the flexible pipe 10 is typically between 50 ° C and 200 ° C, more particularly between 50 ° C and 130 ° C. The temperature of the fluid varies during transport between the first installation and the second installation, the temperature variation is all the greater the greater the length of the flexible pipe 10.
Comme représenté à titre d’exemple sur la figure 1 , la conduite flexible 10 comprend une pluralité de couches concentriques agencés autour d’un axe central longitudinal A. Selon l’invention, la conduite flexible 10 comprend une gaine de pression 14, au moins une couche d’armures de traction 18 et une gaine externe d’étanchéité 20. As shown by way of example in FIG. 1, the flexible pipe 10 comprises a plurality of concentric layers arranged around a longitudinal central axis A. According to the invention, the flexible pipe 10 comprises a sheath of pressure 14, at least one layer of tensile armor 18 and an external sealing sheath 20.
La conduite flexible 10 est préférentiellement une conduite flexible de type non liée. Par non liée, il est entendu au sens de la présente invention une conduite flexible 10 dans laquelle la au moins une couche d’armures de traction 18 est libre de se déplacer par rapport à la gaine de pression 14 lors d’une flexion de la conduite flexible 10. Préférentiellement toutes les couches de la conduite flexible 10 sont libres de se déplacer les unes par rapport aux autres. Ceci rend la conduite 10 plus flexible qu’une conduite dans laquelle les couches sont liées les unes aux autres. The flexible pipe 10 is preferably a flexible pipe of the unbound type. By unbound, it is understood in the sense of the present invention a flexible pipe 10 in which the at least one layer of tensile armor 18 is free to move relative to the pressure sheath 14 during bending of the flexible pipe 10. Preferably all the layers of flexible pipe 10 are free to move relative to one another. This makes the pipe 10 more flexible than a pipe in which the layers are linked to each other.
La conduite flexible 10 comprend avantageusement une voûte de pression 16 agencée autour de la gaine de pression 14. La voûte de pression 16 est agencée entre la au moins une couche d’armures de traction 18 et la gaine de pression 14. The flexible pipe 10 advantageously comprises a pressure vault 16 arranged around the pressure sheath 14. The pressure vault 16 is arranged between the at least one layer of tensile armor 18 and the pressure sheath 14.
Préférentiellement, la conduite flexible 10 comprend également une carcasse interne 12 agencée à l’intérieur de la gaine de pression 14. Preferably, the flexible pipe 10 also includes an internal carcass 12 arranged inside the pressure sheath 14.
La carcasse interne 12 renforce la conduite flexible 10 contre les efforts de pression externe. Elle limite les risques d’effondrement de la conduite flexible 10 lorsque la pression à l’extérieur de la conduite flexible 10 est supérieure à la pression à l’intérieur de la conduite flexible 10. The internal carcass 12 reinforces the flexible pipe 10 against the forces of external pressure. It limits the risk of collapse of the flexible pipe 10 when the pressure outside the flexible pipe 10 is greater than the pressure inside the flexible pipe 10.
La carcasse interne 12 comprend au moins un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Le au moins un feuillard métallique est enroulé en hélice selon un pas court formant ainsi une succession de spires. L’expression « enroulé à pas court » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice formé par le fil métallique avec l’axe longitudinal A de la conduite flexible 10 est proche de 90°, et est typiquement comprise entre 60° et 90°. The internal carcass 12 comprises at least one profiled metal strip, wound in a spiral. The at least one metal strip is wound in a helix in a short pitch thus forming a succession of turns. The expression “wound in short pitch” indicates that the absolute value of the helix angle formed by the metal wire with the longitudinal axis A of the flexible pipe 10 is close to 90 °, and is typically between 60 ° and 90 °.
La section du feuillard métallique profilé présente par exemple une géométrie en forme de S. Pour renforcer la résistance de la carcasse aux efforts de pression externe, les spires du feuillard métallique sont agrafées les unes aux autres. The section of the profiled metal strip has for example an S-shaped geometry. To reinforce the resistance of the carcass to external pressure forces, the turns of the metal strip are stapled to each other.
Le matériau du feuillard métallique est typiquement un acier au carbone, de préférence un acier inoxydable. The material of the metal strip is typically carbon steel, preferably stainless steel.
Lorsque la carcasse interne 12 est présente, la conduite flexible 10 est dite à passage non lisse (« rough bore » en langue anglaise). Lorsque la conduite flexible 10 est dépourvue de carcasse interne 12, elle est dite à passage lisse (« smooth bore » en langue anglaise). La gaine de pression 14 est extrudée sur la carcasse interne 12 lorsque celle- ci est présente. La gaine de pression 14 forme un passage de circulation de fluide. Elle assure le transport du fluide à travers l’étendue d’eau de manière étanche. When the internal carcass 12 is present, the flexible pipe 10 is said to have a non-smooth passage (“rough bore” in English). When the flexible pipe 10 does not have an internal carcass 12, it is said to have a smooth passage (“smooth bore” in English). The pressure sheath 14 is extruded on the internal carcass 12 when the latter is present. The pressure sheath 14 forms a fluid circulation passage. It ensures the transport of the fluid through the body of water in a sealed manner.
La gaine de pression 14 est, avantageusement, formée en une matière polymérique thermoplastique, par exemple à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène ou du polypropylène, 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). The pressure sheath 14 is advantageously formed from a thermoplastic polymeric material, for example based on a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, based on a polyamide such as PA1 1 or PA12, or based a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
En variante, la gaine de pression 14 est formée à base d’un polymère haute performance tel qu’un polyaryléthercétone (PAEK) tel que le polyéthercétone (PEK), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyétheréthercétonecétone (PEEKK), le polyéthercétonecétone (PEKK) ou le polyéthercétoneéthercétonecétone (PEKEKK), le polyamide-imide (PAI), le polyéther-imide (PEI), le polysulfone (PSU), le polyphénylsulfone (PPSU), le polyéthersulfone (PES) , le polyarylsulfone (PAS), le polyphénylèneéther (PPE), le polysulfure de phénylène (PPS) les polymères à cristaux liquides (LCP), le polyphtalamide (PPA), les dérivés fluorés tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), le perfluoroalkoxy (PFA) ou l’éthylène chlorotrifloroethylène (ECTFE) et/ou leurs mélanges. Alternatively, the pressure sheath 14 is formed on the basis of a high performance polymer such as a polyaryletherketone (PAEK) such as polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketone ketone (PEEKK), polyetherketoneketone (PEKK) ) or polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), polyarylsulfone (PAS), polyphenylene (PPE), phenylene polysulfide (PPS) liquid crystal polymers (LCP), polyphthalamide (PPA), fluorinated derivatives such as polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluoroalkoxy (PFA) or l ethylene chlorotrifloroethylene (ECTFE) and / or mixtures thereof.
Le matériau polymère est choisi en fonction de la nature et de la température du fluide transporté. The polymer material is chosen according to the nature and the temperature of the fluid transported.
L’épaisseur de la gaine de pression 14 est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm. The thickness of the pressure sheath 14 is for example between 5 mm and 20 mm.
La voûte de pression 16 renforce la résistance de la conduite flexible 10 contre la pression interne. The pressure vault 16 strengthens the resistance of the flexible pipe 10 against the internal pressure.
La voûte de pression 16 limite les risques d’éclatement de la conduite flexible 10 notamment lorsque la pression à l’intérieur de la conduite flexible 10 est supérieure à la pression externe. The pressure vault 16 limits the risks of the flexible pipe 10 bursting, in particular when the pressure inside the flexible pipe 10 is greater than the external pressure.
Dans l’exemple représenté, la voûte de pression 16 est située entre la gaine de pression 14 et la au moins une couche d’armures de traction 18. In the example shown, the pressure vault 16 is located between the pressure sheath 14 and the at least one layer of tensile armor 18.
La voûte de pression 16 est, avantageusement, formée d’un fil profilé métallique enroulé en hélice autour de la gaine de pression 14. Le fil profilé présente de préférence une géométrie en forme de Z, de T, de U, de K, de X ou de I. The pressure vault 16 is advantageously formed of a metallic profiled wire wound helically around the pressure sheath 14. The profiled wire preferably has a geometry in the form of Z, T, U, K, X or I.
La voûte de pression 16 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine de pression 14. The pressure vault 16 is wound in a short pitch helix around the pressure sheath 14.
Le matériau du fil profilé métallique est par exemple un acier au carbone. La au moins une couche d’armures de traction 18 est destinée à renforcer la conduite flexible 10 contre les efforts longitudinaux de traction. The material of the metallic profiled wire is, for example, carbon steel. The at least one layer of tensile armor 18 is intended to reinforce the flexible pipe 10 against the longitudinal tensile forces.
La au moins une couche d’armures de traction 18 est située à l’extérieur de la gaine de pression 14, autour de la voûte de pression 16. The at least one layer of tensile armor 18 is located outside the pressure sheath 14, around the pressure vault 16.
La au moins une couche d’armures de traction 18 comprend typiquement une nappe d’armures de traction interne 18a et une nappe d’armures de traction externe 18b. Chaque nappe d’armures de traction 18a, 18b comprend une pluralité d’éléments d’armure de traction enroulés selon un pas long. L’expression « enroulé à pas long », indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice formé par la pluralité des éléments d’armure avec l’axe longitudinal A de la conduite flexible 10 est inférieure ou égale à 60°, et est typiquement comprise entre 25° et 55°. The at least one layer of tensile armor 18 typically comprises a sheet of internal tensile armor 18a and a sheet of external tensile armor 18b. Each tensile armor ply 18a, 18b comprises a plurality of tensile armor elements wound in a long pitch. The expression “coiled in long pitch” indicates that the absolute value of the helix angle formed by the plurality of armor elements with the longitudinal axis A of the flexible pipe 10 is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
La section des éléments d’armure de traction est par exemple rectangulaire ou circulaire. The section of the tensile armor elements is for example rectangular or circular.
Les éléments d’armure de traction sont par exemple formés par des fils métalliques, le matériau métallique est par exemple un acier au carbone. The tensile armor elements are for example formed by metallic wires, the metallic material is for example carbon steel.
Lorsque la conduite flexible 10 est destinée à des applications en milieu particulièrement corrosif, le matériau métallique formant les éléments d’armure des nappes d’armures 18a, 18b est choisi parmi les aciers inoxydables tels que les aciers duplex. When the flexible pipe 10 is intended for applications in a particularly corrosive environment, the metallic material forming the armor elements of the armor plies 18a, 18b is chosen from stainless steels such as duplex steels.
Les éléments d’armure de traction de la nappe d’armure de traction interne 18a sont enroulés avec un angle d’hélice opposé à l’angle d’hélice des éléments d’armure de traction de la nappe d’armure de traction externe 18b. Les éléments d’armure de traction appartenant à une même nappe d’armure de traction 18a, 18b sont sensiblement jointifs. The tensile armor elements of the internal tensile armor ply 18a are wound with a helix angle opposite to the helix angle of the tensile armor elements of the external tensile armor ply 18b . The tensile armor elements belonging to the same tensile armor ply 18a, 18b are substantially contiguous.
La gaine externe d’étanchéité 20 est agencée autour de la au moins une couche d’armures de traction 18. La gaine externe d’étanchéité 20 est imperméable aux liquides et forme une barrière de protection contre la pénétration d’eau depuis l’extérieur de la conduite flexible 10, notamment de l’étendue d’eau vers l’espace annulaire. The external sealing sheath 20 is arranged around the at least one layer of tensile armor 18. The external sealing sheath 20 is impermeable to liquids and forms a protective barrier against the ingress of water from the outside. from the flexible pipe 10, in particular from the body of water to the annular space.
La gaine externe d’étanchéité 20 est, avantageusement, formée à partir d’une matière polymérique thermoplastique, par exemple à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène ou du polypropylène, 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). The external sealing sheath 20 is advantageously formed from a thermoplastic polymeric material, for example based on a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, based on a polyamide such as PA1 1 or PA12, or based on a fluorinated polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
En variante, la gaine externe est formée à base d’un polymère haute performance tel qu’un polyaryléthercétone (PAEK) tel que le polyéthercétone (PEK), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyétheréthercétonecétone (PEEKK), le polyéthercétonecétone (PEKK) ou le polyéthercétoneéthercétonecétone (PEKEKK), le polyamide-imide (PAI), le polyéther-imide (PEI), le polysulfone (PSU), le polyphénylsulfone (PPSU), le polyéthersulfone (PES) , le polyarylsulfone (PAS), le polyphénylèneéther (PPE), le polysulfure de phénylène (PPS) les polymères à cristaux liquides (LCP), le polyphtalamide (PPA), les dérivés fluorés tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le perfluoropolyéther (PFPE), le perfluoroalkoxy (PFA) ou l’éthylène chlorotrifloroethylène (ECTFE) et/ou leurs mélanges. As a variant, the outer sheath is formed based on a high performance polymer such as a polyaryletherketone (PAEK) such as polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketoneketone (PEEKK), polyetherketoneketone (PEKK) or polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK), polyamide-imide (PAI), polyether-imide (PEI), polysulf (poly) ), polyethersulfone (PES), polyarylsulfone (PAS), polyphenylene ether (PPE), phenylene polysulfide (PPS) liquid crystal polymers (LCP), polyphthalamide (PPA), fluorinated derivatives such as polytetrafluoroethylene ( PTFE), perfluoropolyether (PFPE), perfluoroalkoxy (PFA) or ethylene chlorotrifloroethylene (ECTFE) and / or mixtures thereof.
La gaine externe d’étanchéité 20 et la gaine de pression 14 délimitent entre elles un volume appelé espace annulaire. L’espace annulaire comprend selon l’exemple représenté sur la figure 1 , la voûte de pression 16 et la au moins une couche d’armures de traction 18. The external sealing sheath 20 and the pressure sheath 14 define between them a volume called the annular space. The annular space comprises, according to the example shown in FIG. 1, the pressure vault 16 and the at least one layer of tensile armor 18.
Les gaz acides tels que le dioxyde de carbone et/ou le méthane et/ou le sulfure d’hydrogène et la vapeur d’eau contenus dans le fluide diffusent à travers la gaine de pression 14 et risquent de s’accumuler au sein de l’espace annulaire. Ces composés peuvent provoquer induisent la corrosion des fils éléments d’armures de la au moins une couche d’armures de traction 18 et des fils métalliques profilés de la voûte de pression 16, notamment lorsque l’espace annulaire contient à la fois une concentration importante en gaz acides et de l’eau à l’état liquide, par exemple de la vapeur d’eau ayant condensé. Acid gases such as carbon dioxide and / or methane and / or hydrogen sulfide and water vapor contained in the fluid diffuse through the pressure sheath 14 and risk accumulating within the annular space. These compounds can cause corrosion of the armor element wires of the at least one layer of tensile armor 18 and of the profiled metal wires of the pressure vault 16, in particular when the annular space contains both a high concentration. into acid gases and water in the liquid state, for example condensed water vapor.
Pour réduire la concentration en gaz acide au sein de l’espace annulaire, la gaine externe d’étanchéité 20 possède une épaisseur très fine, tel que représenté à la figure 2. To reduce the concentration of acid gas within the annular space, the external sealing sheath 20 has a very thin thickness, as shown in FIG. 2.
La gaine externe d’étanchéité 20 est disposée extérieurement à la au moins une couche d’armures de traction 18. The external sealing sheath 20 is arranged outside the at least one layer of tensile armor 18.
La gaine externe d’étanchéité 20 présente une épaisseur E comprise entre 1/125 de et 1/75 du diamètre interne D de la gaine externe d’étanchéité 20. Dans la figure 2, le rayon interne D/2 de la gaine interne est représenté en référence à l’axe longitudinal A de la conduite flexible. The external sealing sheath 20 has a thickness E of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter D of the external sealing sheath 20. In FIG. 2, the internal radius D / 2 of the internal sheath is shown with reference to the longitudinal axis A of the flexible pipe.
Le diamètre interne D de la gaine externe d’étanchéité 20 est avantageusement compris entre 150 mm et 600 mm. The internal diameter D of the external sealing sheath 20 is advantageously between 150 mm and 600 mm.
Préférentiellement, l’épaisseur E de la gaine externe d’étanchéité 20 est comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne D de la gaine externe d’étanchéité 20 compris entre 250 mm et 600 mm Selon l’invention, l’épaisseur E de la gaine externe d’étanchéité 20 et le diamètre interne D de la gaine externe d’étanchéité 20 sont mesurées dans les mêmes unités, en millimètre. Preferably, the thickness E of the external sealing sheath 20 is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter D of the external sealing sheath 20 between 250 mm and 600 mm According to the invention, the thickness E of the external sealing sheath 20 and the internal diameter D of the external sealing sheath 20 are measured in the same units, in millimeters.
Une telle épaisseur favorise la diffusion des gaz, notamment le dioxyde de carbone et/ou le méthane et/ou le sulfure d’hydrogène au travers de la gaine externe d’étanchéité 20 et réduit donc la concentration de ces gaz au sein de l’espace annulaire. La corrosion des éléments métalliques de la au moins une couche d’armures de traction 18 et de la voûte de pression 16 est ainsi réduite. Such a thickness promotes the diffusion of gases, in particular carbon dioxide and / or methane and / or hydrogen sulfide through the external sealing sheath 20 and therefore reduces the concentration of these gases within the annular space. Corrosion of the metallic elements of the at least one layer of tensile armor 18 and of the pressure vault 16 is thus reduced.
Tel qu’illustré sur la figure 2, la gaine externe d’étanchéité 20 est disposée extérieurement à la au moins une couche d’armures de traction 18. As illustrated in FIG. 2, the external sealing sheath 20 is arranged externally to the at least one layer of tensile armor 18.
La gaine externe d’étanchéité 20 possède une épaisseur totale E. The external sealing sheath 20 has a total thickness E.
La gaine externe d’étanchéité 20 de la conduite flexible 10 comprend en outre une bande de renfort 22 d’épaisseur E1 , inférieure à l’épaisseur totale E. La gaine externe d’étanchéité 20 est avantageusement renforcée mécaniquement sur une épaisseur E1 avantageusement comprise entre 0,1 mm et 2 mm et préférentiellement comprise entre 0.4mm et 2mm. The external sealing sheath 20 of the flexible pipe 10 further comprises a reinforcing strip 22 of thickness E1, less than the total thickness E. The external sealing sheath 20 is advantageously mechanically reinforced over a thickness E1 advantageously included between 0.1 mm and 2 mm and preferably between 0.4mm and 2mm.
La bande de renfort 22 présente une longueur L avantageusement comprise entre 10 m et 5000 m. The reinforcing strip 22 has a length L advantageously between 10 m and 5000 m.
La bande de renfort 22 présente une largeur L’ avantageusement comprise entre 30 mm et 200 mm, préférentiellement comprise entre 50mm et 150mm. The reinforcing strip 22 has a width L ′ advantageously between 30 mm and 200 mm, preferably between 50mm and 150mm.
L’épaisseur de la bande (22) est comprise entre 0.1 mm et 2 mm. The thickness of the strip (22) is between 0.1 mm and 2 mm.
La gaine externe d’étanchéité 20 et la bande de renfort 22 sont liées entre elles par ancrage mécanique. La manière d’ancrer mécaniquement la bande de renfort 22 avec la gaine externe d’étanchéité 20 sera expliquée ci-après, dans le passage de la description portant sur le procédé de fabrication de la conduite flexible selon l’invention. The external sealing sheath 20 and the reinforcing strip 22 are linked together by mechanical anchoring. The manner of mechanically anchoring the reinforcing strip 22 with the external sealing sheath 20 will be explained below, in the passage of the description relating to the method of manufacturing the flexible pipe according to the invention.
La bande de renfort 22 comporte un matériau tissé 24 visible sur les figures 2, 3a et 3b. The reinforcing strip 22 comprises a woven material 24 visible in FIGS. 2, 3a and 3b.
Le matériau tissé 24 est réalisé à partir d’un assemblage d’une pluralité de fils de chaîne 25 avec une pluralité de fils de trame 26. Les fils de chaîne 25 sont disposés parallèlement et ils s’étendent dans un plan suivant la direction longitudinale du matériau tissé 24. Les fils de trame 26 sont disposés transversalement à la direction longitudinale du matériau tissé 24, les fils de trame 26 s’entrecroisent avec les fils de chaîne 25. The woven material 24 is produced from an assembly of a plurality of warp threads 25 with a plurality of weft threads 26. The warp threads 25 are arranged in parallel and they extend in a plane in the longitudinal direction of woven material 24. The weft threads 26 are arranged transversely to the longitudinal direction of the woven material 24, the weft threads 26 intersect with the warp threads 25.
Les fils de chaîne 25 assurent la résistance mécanique dans le sens long du matériau tissé 24, tandis que les fils de trame 26 assurent la liaison et le maintien structurel du matériau tissé 24 et procurent de la souplesse à ce dernier dans la direction transversale. The warp threads 25 provide the mechanical resistance in the long direction of the woven material 24, while the weft threads 26 ensure the connection and the maintenance structural of the woven material 24 and provide flexibility to the latter in the transverse direction.
La bande de renfort 22 est enroulée en hélice à pas court, formant une succession de spires autour de la au moins une nappe d’armures de traction 18. De la sorte, les fils de chaîne 25 du matériau tissé 24 formant la bande de renfort 22 sont eux aussi enroulés en hélice à pas court. Cela permet d’éviter le gonflement de la gaine externe d’étanchéité 20 et d’éviter la formation de plis lorsque la conduite flexible est fléchie. Cela permet aussi de limiter le gonflement de la au moins une couche d’armures de traction et de maintenir plaquées et en place lesdites armures de traction. The reinforcing strip 22 is wound in a short pitch helix, forming a succession of turns around the at least one ply of tensile armor 18. In this way, the warp threads 25 of the woven material 24 forming the reinforcing strip 22 are also wound in a short pitch helix. This prevents swelling of the outer sealing sheath 20 and prevents the formation of folds when the flexible pipe is bent. This also makes it possible to limit the swelling of the at least one layer of tensile armor and to keep plated and in place said tensile armor.
Pour améliorer la résistance à la pression interne, la bande de renfort 22 et donc, le matériau tissé 24, est enroulée avec un angle d’hélice de valeur absolue comprise entre 60° et 90° par rapport à l’axe longitudinal A de la conduite flexible 10. To improve the resistance to internal pressure, the reinforcing strip 22 and therefore, the woven material 24, is wound with an absolute helix angle between 60 ° and 90 ° relative to the longitudinal axis A of the flexible pipe 10.
Les spires de la bande de renfort 22 sont enroulées bord à bord sans recouvrement. The turns of the reinforcing strip 22 are wound edge to edge without overlap.
Alternativement, la bande de renfort 22 est enroulée en hélice en laissant volontairement un jeu entre les spires. Le jeu entre chaque spire est par exemple compris entre 1 mm et 2 mm. Alternatively, the reinforcing strip 22 is helically wound, voluntarily leaving a clearance between the turns. The play between each turn is for example between 1 mm and 2 mm.
La gaine externe d’étanchéité 20 possède également une épaisseur E2, inférieure à l’épaisseur totale E et avantageusement supérieure à l’épaisseur E1 , qui n’est pas renforcée mécaniquement. La zone non renforcée d’épaisseur E2 confère l’élasticité nécessaire à la gaine externe d’étanchéité pour accommoder les efforts de flexion. Avantageusement, la zone renforcée d’épaisseur E1 est située du côté interne de la gaine externe d’étanchéité, 20, tandis que la zone non renforcée d’épaisseur E2 est située du coté externe. The external sealing sheath 20 also has a thickness E2, less than the total thickness E and advantageously greater than the thickness E1, which is not mechanically reinforced. The unreinforced zone of thickness E2 provides the elasticity necessary for the external sealing sheath to accommodate the bending forces. Advantageously, the reinforced zone of thickness E1 is situated on the internal side of the external sealing sheath, 20, while the unreinforced zone of thickness E2 is situated on the external side.
La figure 3a illustre un premier exemple d’une bande renfort 22 selon la présente invention. La bande de renfort 22 comporte un matériau tissé 24 comprenant des fils de chaîne 25 et des fils de trame 26. FIG. 3a illustrates a first example of a reinforcing strip 22 according to the present invention. The reinforcing strip 22 comprises a woven material 24 comprising warp threads 25 and weft threads 26.
Les fils de chaîne 25 et les fils de trame 26 sont obtenus par la réunion d’un ensemble de fibres continus assemblés notamment par retordage ou filage. The warp threads 25 and the weft threads 26 are obtained by bringing together a set of continuous fibers assembled in particular by twisting or spinning.
Les fils de chaîne 25 sont agencés selon la direction longitudinale du matériau tissé. The warp threads 25 are arranged in the longitudinal direction of the woven material.
Les fibres continues formant les fils de chaîne 25 sont sélectionnées parmi les fibres possédant un module d’élasticité en traction supérieur à 10 GPa, avantageusement supérieur à 30 GPa et préférentiellement compris entre 50 GPa et 150 GPa. The continuous fibers forming the warp threads 25 are selected from the fibers having a tensile elastic modulus greater than 10 GPa, advantageously greater than 30 GPa and preferably between 50 GPa and 150 GPa.
Les fils de trame 26 sont agencés selon la direction transverse du matériau tissé. Les fils de trame 26 s’entrecroisent avec les fils de chaîne 25 pour former la structure du matériau tissé 24. The weft threads 26 are arranged in the transverse direction of the woven material. The weft threads 26 intersect with the warp threads 25 to form the structure of the woven material 24.
Les fibres continues formant les fils de trame 26 sont sélectionnées parmi les fibres possédant un allongement au seuil supérieur à 5%, plus avantageusement supérieur à 7% et de préférence supérieur à 10%. L’allongement au seuil est l’allongement maximal dans le domaine élastique de déformation. The continuous fibers forming the weft threads 26 are selected from the fibers having an elongation at the threshold greater than 5%, more advantageously greater than 7% and preferably greater than 10%. The elongation at the threshold is the maximum elongation in the elastic range of deformation.
Les fibres continues utilisés pour former les fils de chaîne 25 et les fils de trame 26 sont sélectionnées parmi la famille des fibres organiques, des fibres minérales ou des fibres métalliques. The continuous fibers used to form the warp threads 25 and the weft threads 26 are selected from the family of organic fibers, mineral fibers or metallic fibers.
Les fibres organiques sont par exemples des fibres d’aramide tel que le Kevlar® ou des fibres de polytéréphtalate d’éthylène ou de polyéthylène à haut poids moléculaire. The organic fibers are for example aramid fibers such as Kevlar® or polyethylene terephthalate or high molecular weight polyethylene fibers.
Les fibres minérales sont par exemple des fibres de carbone, de basalte ou de verre. The mineral fibers are, for example, carbon, basalt or glass fibers.
Les fibres métalliques sont par exemple formées de bore, d’alumine ou de tout autre matériau métallique convenant à la présente invention. The metallic fibers are for example formed from boron, alumina or any other metallic material suitable for the present invention.
L’espacement entre deux fils de chaîne 25 du matériau tissé 24 est avantageusement supérieur ou égal à 3 mm, préférentiellement supérieur à 5 mm. The spacing between two warp threads 25 of the woven material 24 is advantageously greater than or equal to 3 mm, preferably greater than 5 mm.
L’espacement entre deux fils de trame 26 du matériau tissé 24 est avantageusement supérieur ou égal à 5 mm. The spacing between two weft threads 26 of the woven material 24 is advantageously greater than or equal to 5 mm.
L’épaisseur d’un fil de trame 26 est au plus égale à 3 mm. The thickness of a weft thread 26 is at most equal to 3 mm.
Selon un deuxième exemple d’une bande de renfort 22 selon l’invention (non représenté), la bande de renfort 22 diffère de la précédente en ce que le matériau tissé 24 comporte un matériau polymère fusible. According to a second example of a reinforcing strip 22 according to the invention (not shown), the reinforcing strip 22 differs from the previous one in that the woven material 24 comprises a fusible polymeric material.
Le matériau polymère fusible est typiquement un matériau polymérique thermoplastique. De préférence, le matériau polymère fusible est sélectionné parmi un polymère cité ci-avant et issu de la même famille que celui utilisé pour réaliser la gaine de pression 14 et/ou la gaine externe d’étanchéité 20. Avantageusement, le matériau polymère fusible sélectionné est exactement identique au matériau polymère utilisé pour réaliser la gaine externe d’étanchéité 20. The meltable polymeric material is typically a thermoplastic polymeric material. Preferably, the fusible polymer material is selected from a polymer cited above and from the same family as that used to produce the pressure sheath 14 and / or the external sealing sheath 20. Advantageously, the fusible polymer material selected is exactly identical to the polymer material used to make the external sealing sheath 20.
Dans ce deuxième exemple, au moins un fil chaîne 25 et/ou au moins un fil de trame 26 du matériau tissé 24 de la bande de renfort 22 est réalisé à partir d’un matériau polymère fusible. Avantageusement, il est préférable que ce soit le au moins un fil de trame 26 qui soit réalisé en un matériau polymère fusible. Ainsi, les propriétés mécaniques de la bande de renfort 22 dans le sens longitudinal sont préservées puisqu’elles sont assurées par les fils de chaîne 25. In this second example, at least one warp thread 25 and / or at least one weft thread 26 of the woven material 24 of the reinforcing strip 22 is produced from a fusible polymeric material. Advantageously, it is preferable that it be the at least one weft thread 26 which is made of a fusible polymer material. Thus, the mechanical properties of the reinforcing strip 22 in the longitudinal direction are preserved since they are provided by the warp threads 25.
Un troisième exemple de réalisation d’une bande de renfort 22 est illustré sur la figure 3b. Dans cet exemple, la bande de renfort 22 comprend une couche support 30 additionnelle. A third embodiment of a reinforcing strip 22 is illustrated in FIG. 3b. In this example, the reinforcing strip 22 comprises an additional support layer 30.
La couche support 30 est disposée et collée sur au moins une des faces du matériau tissé 24, typiquement au niveau de la face interne du matériau tissé 24. The support layer 30 is placed and glued on at least one of the faces of the woven material 24, typically at the level of the internal face of the woven material 24.
La couche support 30 possède une épaisseur au plus égale à 1 mm. The support layer 30 has a thickness at most equal to 1 mm.
La couche support 30 est, avantageusement, réalisé à partir d’un matériau polymère fusible tel qu’un matériau polymérique thermoplastique du type de ceux cités ci-avant pour la réalisation de la gaine de pression 14 ou de la gaine externe d’étanchéité 20. The support layer 30 is advantageously made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material of the type of those mentioned above for producing the pressure sheath 14 or the external sealing sheath 20 .
Dans un quatrième exemple de réalisation d’une bande de renfort 22 (non représenté), le matériau tissé 24 comprend à la fois au moins un fils de trame 26 et/ou au moins un fil de chaîne 25 réalisé en un matériau polymère fusible et, une couche support 30 également réalisée en un matériau polymère fusible. In a fourth embodiment of a reinforcing strip 22 (not shown), the woven material 24 comprises both at least one weft thread 26 and / or at least one warp thread 25 made of a fusible polymer material and , a support layer 30 also made of a fusible polymer material.
L’utilisation d’un matériau polymère fusible dans la bande de renfort 22 permet d’améliorer l’ancrage mécanique entre la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20 lors lorqu’elle est extrudée sur ladite bande 22. La liaison entre la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20 est améliorée lorsque le matériau polymère fusible utilisé est identique au matériau polymère utilisé pour extruder la gaine externe d’étanchéité 20. The use of a fusible polymer material in the reinforcing strip 22 makes it possible to improve the mechanical anchoring between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 when it is extruded on said strip 22. The connection between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 is improved when the fusible polymer material used is identical to the polymer material used to extrude the external sealing sheath 20.
La conduite flexible 10 peut comprendre des couches additionnelles telles que des bandes anti-usure agencées entre la voûte de pression 16 et la au moins une couche d’armures de traction 18, ou entre la nappe d’amures de traction interne 18a et la nappe d’armures de traction externe 18b. Les bandes anti-usure limitent l’usure de la voûte de pression et de la au moins une couche d’armure de traction 18 sous l’effet des frottements. The flexible pipe 10 can comprise additional layers such as anti-wear strips arranged between the pressure vault 16 and the at least one layer of tensile armor 18, or between the sheet of internal tensile tack 18a and the sheet of external traction armor 18b. The anti-wear strips limit the wear of the pressure vault and of the at least one layer of tensile armor 18 under the effect of friction.
La conduite flexible 10 peut comprendre une paire de nappes d’armure de traction supplémentaire lorsque les efforts de traction sont particulièrement importants. The flexible pipe 10 can comprise a pair of plies of additional tensile armor when the tensile forces are particularly high.
Avantageusement, la conduite flexible 10 comprend des bandes d’isolation thermique. Par exemple, des bandes d’isolation thermique sont enroulées selon un pas court entre la gaine externe d’étanchéité 20 et la nappe d’armure de traction externe 18b. Les bandes d’isolation thermique sont par exemple formées d’une matrice polymérique en polypropylène. Advantageously, the flexible pipe 10 comprises thermal insulation strips. For example, thermal insulation strips are wound in a short pitch between the external sealing sheath 20 and the tensile armor ply external 18b. The thermal insulation strips are for example formed from a polymeric polypropylene matrix.
Le procédé de fabrication de la conduite flexible 10 va maintenant être décrit en référence aux figures 4a à 4c et aux figures 5a à 5d. The method of manufacturing the flexible pipe 10 will now be described with reference to Figures 4a to 4c and Figures 5a to 5d.
Initialement, on extrude la gaine de pression 14 sur un mandrin ou, si elle est présente, directement sur la carcasse métallique 12. Initially, the pressure sheath 14 is extruded on a mandrel or, if it is present, directly on the metal carcass 12.
Optionnellement, on enroule ensuite à pas court autour de la gaine de pression, la voûte de pression 16. L’expression « enroulé à pas court » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice est proche de 90°, et est typiquement comprise entre 75°et 90°. Optionally, the pressure vault is then wound in a short pitch around the pressure sheath 16. The expression “wound in short pitch” indicates that the absolute value of the helix angle is close to 90 °, and is typically between 75 ° and 90 °.
Un premier mode de réalisation de la conduite flexible 10 est illustré sur les figures 4a à 4c. A first embodiment of the flexible pipe 10 is illustrated in FIGS. 4a to 4c.
Tel qu’illustré sur la figure 4a, on enroule à pas long autour de la voûte de pression 16 au moins une couche d’armures de traction 18. L’expression « enroulé à pas long » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice est inférieure ou égale à 60°, et est typiquement comprise entre 25° et 55°. As illustrated in FIG. 4a, at least one layer of tensile armor 18 is wound around the pressure vault 16 in a long pitch. The expression "wound in long pitch" indicates that the absolute value of the angle helix is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
Ensuite, comme cela est visible sur la figure 4b, on enroule à pas court par rapport à l’axe longitudinal A de la conduite flexible 10, une bande de renfort 20 comprenant un matériau tissé 24 qui comporte des fils de chaîne 25 et des fils de trame 26. Les fils de chaîne 25 étant agencées dans le sens longitudinal du matériau tissé 24, ils sont eux aussi enroulés à pas court par rapport à l’axe longitudinal A. Next, as can be seen in FIG. 4b, a reinforcing strip 20 comprising a woven material 24 which comprises warp threads 25 and threads is wound at short pitch relative to the longitudinal axis A of the flexible pipe 10. weft 26. The warp threads 25 being arranged in the longitudinal direction of the woven material 24, they are also wound at short pitch relative to the longitudinal axis A.
Enfin, tel qu’illustré sur la figure 4c, on vient extruder à chaud à l’état fondu, une matière polymérique thermoplastique sur la bande de renfort 22, typiquement à la température de fusion de la matière polymérique thermoplastique, d’une part pour former la gaine externe d’étanchéité 20 et, d’autre part pour lier la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20 ensemble. Finally, as illustrated in FIG. 4c, a thermoplastic polymeric material is hot extruded in the molten state on the reinforcing strip 22, typically at the melting point of the thermoplastic polymeric material, on the one hand for forming the external sealing sheath 20 and, on the other hand, for binding the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20 together.
A l’état fondu, la matière polymérique est très peu visqueuse et elle peut pénétrer et diffuser à travers les espaces entre les fils de chaîne 25 et les fils de trame 26 du matériau tissé pour l’imprégner au moins partiellement. In the molten state, the polymeric material is very little viscous and it can penetrate and diffuse through the spaces between the warp threads 25 and the weft threads 26 of the woven material to impregnate it at least partially.
Lors du refroidissement de la matière polymérique de la gaine externe d’étanchéité 20, un phénomène de rétreint de la matière se produit, de sorte que la gaine externe d’étanchéité 20 à tendance à se comprimer radialement et à venir se plaquer contre la au moins une couche d’armures de traction 18. During the cooling of the polymeric material of the external sealing sheath 20, a phenomenon of shrinking of the material occurs, so that the external sealing sheath 20 tends to compress radially and come to press against the au minus a layer of tensile armor 18.
Dans le même temps, la matière polymérique ayant pénétrée dans le matériau tissé 24 se solidifie et emprisonne ce dernier. Il se produit un ancrage mécanique naturel entre la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20. La bande de renfort 22 est ainsi liée à la gaine externe d’étanchéité. At the same time, the polymeric material having penetrated into the woven material 24 solidifies and traps the latter. Mechanical anchoring occurs natural between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20. The reinforcing strip 22 is thus linked to the external sealing sheath.
La gaine externe d’étanchéité 20 ainsi formée possède une épaisseur renforcée E1 , inférieure à l’épaisseur totale E. The external sealing sheath 20 thus formed has a reinforced thickness E1, less than the total thickness E.
L’épaisseur totale E est comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité. The total thickness E is between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of the external sealing sheath.
Avantageusement, la gaine externe d’étanchéité formée possède une épaisseur E comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité 20 compris entre 250 mm et 600 mm. Advantageously, the external sealing sheath formed has a thickness E of between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath 20 of between 250 mm and 600 mm.
Avantageusement, l’espacement entre deux fils de chaîne (25) du matériau tissé (24) est supérieur ou égal à 3 mm. Advantageously, the spacing between two warp threads (25) of the woven material (24) is greater than or equal to 3 mm.
Avantageusement, l’espacement entre deux fils de trame (26) du matériau tissé (25) est supérieur ou égal à 5 mm et en ce que l’épaisseur d’un fil de trame (26) est au plus égale à 3 mm. Advantageously, the spacing between two weft threads (26) of the woven material (25) is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread (26) is at most equal to 3 mm.
Selon une alternative (non représentée), le matériau tissé 24 de la bande de renfort 22 comporte un matériau polymère fusible. Avantageusement, au moins un fil de trame (26) et/ou au moins un fil de chaîne (25) du matériau tissé (24) est réalisé en matériau polymère fusible, avantageusement le au moins un fil de trame (26) est en polymère fusible. De préférence, c’est le au moins un fil de trame 26 qui est réalisé à partir d’un matériau polymère fusible. According to an alternative (not shown), the woven material 24 of the reinforcing strip 22 comprises a fusible polymeric material. Advantageously, at least one weft thread (26) and / or at least one warp thread (25) of the woven material (24) is made of fusible polymeric material, advantageously the at least one weft thread (26) is made of polymer fuse. Preferably, it is the at least one weft thread 26 which is made from a fusible polymeric material.
Selon une autre alternative (non représentée), la matériau tissé 24 de la bande de renfort 22 comprend un couche support 30 une couche support 30 additionnelle. According to another alternative (not shown), the woven material 24 of the reinforcing strip 22 comprises a support layer 30 an additional support layer 30.
La couche support 30 est disposée et collée sur au moins une des faces du matériau tissé 24, typiquement au niveau de la face interne du matériau tissé 24. The support layer 30 is placed and glued on at least one of the faces of the woven material 24, typically at the level of the internal face of the woven material 24.
La couche support 30 possède une épaisseur au plus égale à 1 mm. The support layer 30 has a thickness at most equal to 1 mm.
La couche support 30 est, avantageusement, réalisé à partir d’un matériau polymère fusible tel qu’un matériau polymérique thermoplastique du type de ceux sélectionnés pour la réalisation de la gaine de pression 14 ou de la gaine externe d’étanchéité 20. The support layer 30 is advantageously made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material of the type of those selected for producing the pressure sheath 14 or the external sealing sheath 20.
Un deuxième exemple de réalisation d’une conduite flexible 10 selon la présente invention qui est le mode préféré, va maintenant être décrit, les figures 5a à 5d à l’appui. A second embodiment of a flexible pipe 10 according to the present invention which is the preferred mode, will now be described, FIGS. 5a to 5d supported.
Tel qu’illustré sur la figure 5a, on enroule à pas long autour de la voûte de pression 16 au moins une couche d’armures de traction 18. L’expression « enroulé à pas long » indique que la valeur absolue de l’angle d’hélice est inférieure ou égale à 60°, et est typiquement comprise entre 25° et 55°. As illustrated in FIG. 5a, at least one layer of tensile armor 18 is wound around the pressure vault 16 in a long step. The expression “wound long pitch "indicates that the absolute value of the helix angle is less than or equal to 60 °, and is typically between 25 ° and 55 °.
Selon le mode préféré de réalisation, avant l’étape d’enroulement de la bande de renfort 22, on vient enrouler en hélice à pas court, notamment autour de la au moins une couche d’armures de traction 18, un jonc 40 de support, tel que visible sur la figure 5b. According to the preferred embodiment, before the step of winding the reinforcing strip 22, there is wound in a helix at a short pitch, in particular around the at least one layer of tensile armor 18, a support ring 40 , as seen in Figure 5b.
Le jonc 40 de support possède un diamètre compris entre 1 mm et 3 mm. The support ring 40 has a diameter between 1 mm and 3 mm.
Le jonc 40 de support permet de former une surface d’appui pour le matériau tissé 24 de la bande renfort 22 lorsqu’elle est par la suite enroulée à pas court sur le jonc 40. The support ring 40 makes it possible to form a support surface for the woven material 24 of the reinforcing strip 22 when it is subsequently wound in a short pitch on the ring 40.
De préférence, le jonc 40 de support est réalisé à partir d’un matériau polymère fusible tel qu’un matériau polymérique thermoplastique. Preferably, the support ring 40 is made from a fusible polymeric material such as a thermoplastic polymeric material.
Ensuite, comme cela est visible sur la figure 5c, on enroule à pas court par rapport à l’axe longitudinal A de la conduite flexible 10, une bande de renfort 20 comprenant un matériau tissé 24 qui comporte des fils de chaîne 25 et des fils de trame 26. Les fils de chaîne 25 étant agencées dans le sens longitudinal du matériau tissé 24, ils sont eux aussi enroulés à pas court par rapport à l’axe longitudinal A. Then, as can be seen in FIG. 5c, there is wound at short pitch relative to the longitudinal axis A of the flexible pipe 10, a reinforcing strip 20 comprising a woven material 24 which comprises warp threads 25 and threads weft 26. The warp threads 25 being arranged in the longitudinal direction of the woven material 24, they are also wound at short pitch relative to the longitudinal axis A.
Enfin, la gaine externe d’étanchéité 20 est extrudée à chaud sur la bande de renfort 22 reposant sur le jonc 40 de support, comme l’illustre la figure 5d. Finally, the external sealing sheath 20 is hot extruded on the reinforcing strip 22 resting on the support ring 40, as illustrated in FIG. 5d.
Lors de l’étape d’extrusion de la gaine externe d’étanchéité 20, la matière polymérique est à l’état fondu et présente une viscosité généralement faible, de sorte qu’elle est apte à pénétrer et diffuser au travers des espaces entre les fils de chaîne 25 et les fils de trame 26 du matériau tissé pour l’imprégner au moins partiellement. During the extrusion step of the external sealing sheath 20, the polymeric material is in the molten state and has a generally low viscosity, so that it is able to penetrate and diffuse through the spaces between the warp threads 25 and the weft threads 26 of the woven material to at least partially impregnate it.
Lors du refroidissement de la matière polymérique de la gaine externe d’étanchéité 20, un phénomène de rétreint de la matière se produit, de sorte que la gaine externe d’étanchéité 20 à tendance à se comprimer radialement et à se plaquer contre la au moins une couche d’armures de traction 18. When the polymeric material of the external sealing sheath 20 cools, a phenomenon of shrinking of the material occurs, so that the external sealing sheath 20 tends to compress radially and to press against the at least a layer of tensile armor 18.
Dans le même temps, la matière polymérique ayant pénétrée dans le matériau tissé 24 se solidifie et emprisonne ce dernier. Il se produit un ancrage mécanique naturelle entre la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20. La bande de renfort 22 est ainsi liée à la gaine externe d’étanchéité. At the same time, the polymeric material having penetrated into the woven material 24 solidifies and traps the latter. A natural mechanical anchoring takes place between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20. The reinforcing strip 22 is thus linked to the external sealing sheath.
Lorsque la matière polymérique thermoplastique est extrudée sur la bande de renfort 22, la chaleur de la matière est telle que, lorsque la matière à l’état fondu rentre en contact avec le jonc 40 de support en matériau polymère fusible, ce dernier fond et se mélange à la matière polymérique thermoplastique de la gaine externe d’étanchéité 20. When the thermoplastic polymeric material is extruded on the reinforcing strip 22, the heat of the material is such that, when the material in the molten state comes into contact with the support ring 40 of fusible polymeric material, this last bottom and mixes with the thermoplastic polymeric material of the external sealing sheath 20.
Le fait d’utiliser un matériau polymère fusible dans le matériau tissé 24, en remplacement d’au moins un fil de chaîne 25 et/ou d’au moins un fil de trame 26, ou pour réaliser un couche support 30 collée sur l’au moins une des faces du matériau tissé 24, ou encore pour réaliser un jonc 40 de support, permet d’améliorer l’ancrage mécanique de liaison entre la bande renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20. The fact of using a fusible polymeric material in the woven material 24, replacing at least one warp thread 25 and / or at least one weft thread 26, or for producing a support layer 30 bonded to the at least one of the faces of the woven material 24, or even to produce a support rod 40, makes it possible to improve the mechanical anchoring of the connection between the reinforcing strip 22 and the external sealing sheath 20.
L’ancrage mécanique est amélioré lorsque le matériau polymère fusible est choisi parmi les même familles de matière polymérique thermoplastique utilisée pour former la gaine externe d’étanchéité 20. Avantageusement, on améliore encore l’ancrage mécanique entre la bande de renfort 22 et la gaine externe d’étanchéité 20 en sélectionnant un matériau polymère fusible identique exactement, à la matière polymérique thermoplastique sélectionnée pour réaliser la gaine externe d’étanchéité 20. The mechanical anchoring is improved when the fusible polymeric material is chosen from the same families of thermoplastic polymeric material used to form the external sealing sheath 20. Advantageously, the mechanical anchoring between the reinforcing strip 22 and the sheath is further improved external sealing 20 by selecting a fusible polymer material identical exactly to the thermoplastic polymer material selected to produce the external sealing sheath 20.
Bien entendu, il n’est pas incompatible de prévoir dans les étapes du procédé de fabrication de la conduite flexible 10 selon l’invention, une étape d’enroulement d’un jonc 40 de support avant l’étape d’enroulement d’une bande de renfort 22 comportant un matériau tissé 24 comprenant un matériau polymère fusible, le matériau fusible pouvant être soit un au moins un fil de trame 26, soit une couche support 30 ou bien une combinaison d’un au moins un fil de trame 26 et d’une couche support 30. Of course, it is not incompatible to provide in the steps of the method of manufacturing the flexible pipe 10 according to the invention, a step of winding a support rod 40 before the step of winding a reinforcing strip 22 comprising a woven material 24 comprising a fusible polymeric material, the fusible material possibly being either at least one weft thread 26, or a support layer 30 or else a combination of at least one weft thread 26 and a support layer 30.
Selon un troisième mode de réalisation d’une conduite flexible selon l’invention (non représenté), on enroule la bande de renfort, non pas avant l’étape d’extrusion à chaud de la gaine externe d’étanchéité, mais après l’étape d’extrusion. According to a third embodiment of a flexible pipe according to the invention (not shown), the reinforcing strip is wound, not before the step of hot extrusion of the external sealing sheath, but after the extrusion step.
Avantageusement, on enroule la bande de renfort à pas court autour de gaine externe d’étanchéité dont la matière polymérique est encore chaude. Advantageously, the reinforcing strip is wound in a short pitch around an external sealing sheath whose polymeric material is still hot.
De préférence, on enroule la bande de renfort juste après l’extrémité de la tête d’extrudeuse, en sortie d’extrusion de la gaine externe d’étanchéité. Preferably, the reinforcing strip is wound just after the end of the extruder head, at the extrusion outlet of the external sealing sheath.

Claims

REVENDICATIONS
1. Conduite flexible (10) sous-marine destinée au transport de fluides présentant un axe longitudinal (A) comprenant : 1. Flexible submarine pipe (10) intended for the transport of fluids having a longitudinal axis (A) comprising:
- une gaine interne de pression (14), - an internal pressure sheath (14),
- une gaine externe d’étanchéité (20), la gaine de pression (14) et la gaine externe d’étanchéité (20) définissant un espace annulaire de la conduire flexible (10), - an external sealing sheath (20), the pressure sheath (14) and the external sealing sheath (20) defining an annular space of the flexible conduit (10),
- au moins une couche d’armures de traction (18) agencée dans l’espace annulaire, caractérisée en ce que la gaine externe d’étanchéité (20) possède : - at least one layer of tensile armor (18) arranged in the annular space, characterized in that the external sealing sheath (20) has:
une épaisseur (E) comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de ladite gaine externe d’étanchéité (20) ; a thickness (E) of between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of said external sealing sheath (20);
et en ce qu’elle comprend également : and in that it also includes:
une bande de renfort (22) comportant un matériau tissé (24) comprenant des fils de chaîne (25) et des fils de trame (26), lesdits fils de chaîne (25) étant enroulés en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) de la conduite, a reinforcing strip (22) comprising a woven material (24) comprising warp threads (25) and weft threads (26), said warp threads (25) being wound in a helix with a short pitch relative to the longitudinal axis (A) of the pipe,
et en ce que la bande de renfort (22) est liée à la gaine externe d’étanchéité (20). and in that the reinforcing strip (22) is linked to the external sealing sheath (20).
2. Conduite flexible selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l’épaisseur de la gaine externe d’étanchéité (20) est comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité (20) compris entre 250 mm et 600 mm. 2. Flexible pipe according to claim 1, characterized in that the thickness of the external sealing sheath (20) is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath (20) between 250 mm and 600 mm.
3. Conduite flexible selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l’espacement entre deux fils de chaîne (25) du matériau tissé (24) est supérieur ou égal à 3 mm. 3. Flexible pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the spacing between two warp threads (25) of the woven material (24) is greater than or equal to 3 mm.
4. Conduite flexible selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l’espacement entre deux fils de trame (26) du matériau tissé (24) est supérieur ou égal à 5 mm et en ce que l’épaisseur d’un fil de trame (24) est au plus égale à 3 mm. 4. Flexible pipe according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the spacing between two weft threads (26) of the woven material (24) is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread (24) is at most equal to 3 mm.
5. Conduite flexible selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau tissé (24) comporte un matériau polymère fusible. 5. Flexible pipe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the woven material (24) comprises a fusible polymeric material.
6. Conduite flexible selon la revendication 5, caractérisée en ce que au moins un fil de trame (26) et/ou au moins un fil de chaîne (25) du matériau tissé (24) est réalisé en matériau polymère fusible, avantageusement le au moins un fil de trame (26) est en polymère fusible. 6. Flexible pipe according to claim 5, characterized in that at least one weft thread (26) and / or at least one warp thread (25) of the woven material (24) is made of fusible polymer material, advantageously the at least one weft thread (26) is made of fusible polymer.
7. Conduite flexible selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la bande de renfort (22) comprend une couche support (30) en matériau polymère fusible d’épaisseur au plus égale à 1 mm, la couche support (30) étant disposée sur au moins une des faces du matériau tissé (24). 7. Flexible pipe according to claim 5 or 6, characterized in that the reinforcing strip (22) comprises a support layer (30) of fusible polymer material with a thickness at most equal to 1 mm, the support layer (30) being disposed on at least one of the faces of the woven material (24).
8. Conduite flexible selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le matériau polymère fusible est identique au matériau polymère de la gaine externe d’étanchéité (20). 8. Flexible pipe according to one of claims 5 to 7, characterized in that the fusible polymeric material is identical to the polymeric material of the external sealing sheath (20).
9. Procédé de fabrication d’une conduite flexible (10) présentant un axe longitudinal (A), comprenant dans l’ordre les étapes suivantes : 9. Method for manufacturing a flexible pipe (10) having a longitudinal axis (A), comprising the following steps in order:
- extrusion d’une gaine interne de pression (14) ; - extrusion of an internal pressure sheath (14);
- enroulement d’au moins une couche d’armures de traction (18) autour de la gaine de pression (14) ; - winding of at least one layer of tensile armor (18) around the pressure sheath (14);
- enroulement en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) d’une bande de renfort (22), la bande de renfort (22) comprenant un matériau tissé (24), le matériau tissé (24) comprenant des fils de chaîne (25) et des fils de trame (26), les fils de chaîne (25) étant enroulés à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) ; - helical winding with short pitch relative to the longitudinal axis (A) of a reinforcing strip (22), the reinforcing strip (22) comprising a woven material (24), the woven material (24) comprising warp threads (25) and weft threads (26), the warp threads (25) being wound up at short pitch relative to the longitudinal axis (A);
- extrusion à chaud autour de la bande de renfort (22), d’une gaine externe d’étanchéité (20) en matériau polymère d’épaisseur (E) comprise entre 1/125 et 1/75 du diamètre interne de ladite gaine externe d’étanchéité (20) de sorte qu’une fois que la gaine externe d’étanchéité (20) est refroidie, la bande de renfort (22) est liée à la gaine externe d’étanchéité (20). hot extrusion around the reinforcing strip (22) of an external sealing sheath (20) made of polymer material of thickness (E) between 1/125 and 1/75 of the internal diameter of said external sheath sealing (20) so that once the outer sealing sheath (20) has cooled, the reinforcing strip (22) is linked to the outer sealing sheath (20).
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’épaisseur de la gaine externe d’étanchéité (20) est comprise entre 3 mm et 5 mm pour un diamètre interne de la gaine externe d’étanchéité (20) compris entre 250 mm et 600 mm. 10. The method of claim 9, wherein the thickness of the external sealing sheath (20) is between 3 mm and 5 mm for an internal diameter of the external sealing sheath (20) between 250 mm and 600 mm.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'espacement entre deux fils de chaîne (25) du matériau tissé (24) est supérieur ou égal à 3 mm. 11. The method of claim 9 or 10, wherein the spacing between two warp threads (25) of the woven material (24) is greater than or equal to 3 mm.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 1 1 , dans lequel l’espacement entre deux fils de trame (26) du matériau tissé (25) est supérieur ou égal à 5 mm et en ce que l’épaisseur d’un fil de trame (26) est au plus égale à 3 mm. 12. Method according to any one of claims 9 to 1 1, wherein the spacing between two weft son (26) of the woven material (25) is greater than or equal to 5 mm and in that the thickness of a weft thread (26) is at most equal to 3 mm.
13. Procédé selon l’une des revendications 9 à 12, dans lequel le matériau tissé (24) comporte un matériau polymère fusible. 13. Method according to one of claims 9 to 12, wherein the woven material (24) comprises a fusible polymeric material.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel au moins un fil de trame (26) et/ou au moins un fil de chaîne (25) du matériau tissé (24) est réalisé en matériau polymère fusible, avantageusement le au moins un fil de trame 14. The method of claim 13, wherein at least one weft thread (26) and / or at least one warp thread (25) of the woven material (24) is made of fusible polymeric material, advantageously the at least one thread weft
(26) est en polymère fusible. (26) is made of fusible polymer.
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel la bande de renfort comprend une couche support (30) en matériau polymère fusible d’épaisseur au plus égale à 1 mm, la couche support (30) étant disposée sur au moins une des faces du matériau tissé (24). 15. Method according to any one of claims 9 to 14, in which the reinforcing strip comprises a support layer (30) of fusible polymeric material with a thickness at most equal to 1 mm, the support layer (30) being arranged on at least one of the faces of the woven material (24).
16. Procédé selon l’une quelconque des revendication 9 à 15, comprenant, en outre, avant l’étape d’enroulement de la bande de renfort (22), l’enroulement en hélice à pas court par rapport à l’axe longitudinal (A) d’un jonc (40) de support en matériau polymère fusible dont le diamètre est compris entre 1 mm et 3 mm, le jonc (40) de support formant une surface d’appui pour le matériau tissé (24) de la bande de renfort (22). 16. A method according to any one of claims 9 to 15, further comprising, before the step of winding the reinforcing strip (22), helically winding at a short pitch relative to the longitudinal axis (A) of a support rod (40) of fusible polymer material whose diameter is between 1 mm and 3 mm, the support rod (40) forming a bearing surface for the woven material (24) of the reinforcement strip (22).
17. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 16, dans lequel le matériau polymère fusible est identique au matériau polymère de la gaine externe d’étanchéité (20). 17. Method according to any one of claims 9 to 16, in which the fusible polymeric material is identical to the polymeric material of the external sealing sheath (20).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012131260A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Technip France Flexible tubular underwater pipe for great depths, and method for manufacturing same
EP2959199A1 (en) * 2013-02-25 2015-12-30 Technip France Flexible pipe for transporting hydrocarbons having an outer reinforced sealed sheath

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012131260A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Technip France Flexible tubular underwater pipe for great depths, and method for manufacturing same
EP2959199A1 (en) * 2013-02-25 2015-12-30 Technip France Flexible pipe for transporting hydrocarbons having an outer reinforced sealed sheath

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"API 17J", May 2014, AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, article "Spécification ofr Unbonded Flexible Pipe"
"API RP 17B", May 2014, article "Recommended Practice for Flexible Pipe"

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