FR3161255A1 - Flexible fluid transport pipe having a smooth internal surface and associated manufacturing method - Google Patents
Flexible fluid transport pipe having a smooth internal surface and associated manufacturing methodInfo
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Abstract
Conduite flexible de transport de fluide comportant une surface interne lisse et procédé de fabrication associé La conduite comporte une gaine interne (20) délimitant un passage (16) de circulation de fluide, et une une carcasse interne (26), disposée dans la gaine interne (20), la carcasse interne (26) comprenant un premier feuillard (31) plié délimitant un interstice hélicoïdal (40) formé d’un premier matériau. La conduite comprend un insert hélicoïdal (28) obturant vers l’intérieur l’interstice hélicoïdal (40), l’insert hélicoïdal (28) comprenant un deuxième feuillard (48) plié, formé d’un deuxième matériau, l’insert hélicoïdal (28) ayant une région radiale (44) disposée dans l’interstice hélicoïdal (40) et une région intérieure axiale (46) obturant au moins partiellement l’interstice hélicoïdal (40). Le deuxième matériau présente une limite d’élasticité inférieure à la limite d’élasticité du premier matériau, le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard (48) au diamètre intérieur (DI) du passage (16) étant compris entre 0,10% et 1%. Figure pour l'abrégé : figure 2Flexible fluid transport pipe comprising a smooth internal surface and associated manufacturing method The pipe comprises an inner sheath (20) delimiting a fluid circulation passage (16), and an inner carcass (26), arranged in the inner sheath (20), the inner carcass (26) comprising a first folded strip (31) delimiting a helical gap (40) formed of a first material. The pipe comprises a helical insert (28) closing inwards the helical gap (40), the helical insert (28) comprising a second folded strip (48), formed of a second material, the helical insert (28) having a radial region (44) arranged in the helical gap (40) and an axial inner region (46) at least partially closing the helical gap (40). The second material has a yield strength lower than the yield strength of the first material, the ratio of the thickness of the second strip (48) to the inside diameter (ID) of the passage (16) being between 0.10% and 1%. Figure for abstract: figure 2
Description
La présente invention concerne une conduite flexible de transport de fluide, comprenant :The present invention relates to a flexible fluid transport conduit, comprising:
- une gaine interne en polymère délimitant un passage de circulation de fluide d’axe central, le passage de circulation de fluide présentant un diamètre intérieur ;- an internal polymer sheath delimiting a central axis fluid circulation passage, the fluid circulation passage having an internal diameter;
- au moins une couche d’armures disposée à l’extérieur de la gaine interne ;- at least one layer of armor arranged on the outside of the inner sheath;
- une carcasse interne, disposée dans la gaine interne, la carcasse interne comprenant un premier feuillard plié délimitant un interstice hélicoïdal débouchant vers l’axe central, le premier feuillard étant formé d’un premier matériau ;- an internal frame, arranged in the internal sheath, the internal frame comprising a first folded strip delimiting a helical gap opening towards the central axis, the first strip being formed of a first material;
- un insert hélicoïdal obturant vers l’intérieur l’interstice hélicoïdal, l’insert hélicoïdal comprenant un deuxième feuillard plié, formé d’un deuxième matériau, l’insert hélicoïdal présentant une section, prise dans un plan axial médian, comportant une région radiale disposée dans l’interstice hélicoïdal et une région intérieure axiale faisant saillie à partir de la région radiale, la région intérieure axiale obturant au moins partiellement l’interstice hélicoïdal.- a helical insert closing the helical gap inwards, the helical insert comprising a second folded strip, formed of a second material, the helical insert having a section, taken in a median axial plane, comprising a radial region disposed in the helical gap and an axial inner region projecting from the radial region, the axial inner region at least partially closing the helical gap.
La conduite est de préférence une conduite flexible de type non liée (« unbonded » en anglais), destinée au transport d’hydrocarbures à travers une étendue d'eau, tel qu'un océan, une mer, un lac ou une rivière.The pipeline is preferably a flexible, unbonded pipeline intended for the transport of hydrocarbons across a body of water, such as an ocean, sea, lake or river.
Une telle conduite flexible est par exemple réalisée suivant les documents normatifs édités par l’American Petroleum Institute (API), API 17J, 4ème édition - mai 2014 et API RP 17B, 5ème édition - mai 2014.Such flexible management is for example carried out according to the normative documents published by the American Petroleum Institute (API), API 17J, 4th edition - May 2014 and API RP 17B, 5th edition - May 2014.
La conduite est généralement formée d’un ensemble de couches concentriques et superposées. Elle est considérée comme « non liée » au sens de la présente invention dès lors qu’au moins une des couches de la conduite est apte à se déplacer longitudinalement par rapport aux couches adjacentes lors d’une flexion de la conduite. En particulier, une conduite non liée est une conduite dépourvue de matériaux liants raccordant des couches formant la conduite.The pipe is generally formed from a series of concentric and superimposed layers. It is considered "unbonded" within the meaning of the present invention when at least one of the pipe layers is capable of moving longitudinally relative to the adjacent layers during pipe bending. In particular, an unbonded pipe is a pipe lacking bonding materials connecting the layers forming the pipe.
La conduite est généralement disposée à travers une étendue d'eau, entre un ensemble de fond, destiné à recueillir le fluide exploité dans le fond de l’étendue d’eau et un ensemble de surface flottant ou fixe, destiné à collecter et à distribuer le fluide. L’ensemble de surface peut être une plateforme semi-submersible, un FPSO ou un autre ensemble flottant.The pipeline is typically laid across a body of water, between a bottom assembly, designed to collect the extracted fluid from the bottom of the body of water, and a floating or fixed surface assembly, designed to collect and distribute the fluid. The surface assembly may be a semi-submersible platform, an FPSO, or another floating assembly.
Dans certains cas, la conduite flexible comprend une carcasse interne disposée intérieurement à la gaine de pression, afin d’éviter l’écrasement de la gaine de pression, sous l’effet de la pression externe, par exemple lors d’une dépressurisation du passage interne de circulation de fluide délimité par la gaine de pression.In some cases, the flexible hose includes an internal casing arranged inside the pressure sheath, in order to prevent the pressure sheath from being crushed under the effect of external pressure, for example during a depressurization of the internal fluid circulation passage delimited by the pressure sheath.
La carcasse interne est généralement formée d’un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont agrafées les unes aux autres. Les spires délimitent entre elles un interstice hélicoïdal (désigné par le terme « corrugation » en langue anglaise). L’interstice débouche radialement vers l’intérieur dans le passage central de circulation du fluide.The internal casing is generally made of a profiled metal strip, wound in a spiral. The coils of the strip are stapled together. The coils define a helical space between them (referred to as "corrugation" in English). This space opens radially inwards into the central fluid circulation passage.
La surface interne de la carcasse présente donc axialement une succession de creux et de plats. La conduite est alors généralement qualifiée par le terme anglais « rough bore ».The internal surface of the casing therefore presents an axial succession of hollows and flats. The pipe is then generally described by the English term "rough bore".
Dans certains cas, notamment lors du transport de gaz sous pression, la circulation du fluide le long de la carcasse est perturbée par les reliefs définis sur la carcasse par l’interstice hélicoïdal.In some cases, particularly during the transport of pressurized gas, the circulation of the fluid along the frame is disrupted by the reliefs defined on the frame by the helical gap.
Cette perturbation de l’écoulement est parfois considérée comme l’origine de phénomènes de vibrations au sein de la conduite flexible, voire, lorsqu’une résonance est atteinte, de pulsations induites par la circulation de fluide (« flow induced pulsations » ou « singing » en anglais).This disturbance of the flow is sometimes considered to be the origin of vibration phenomena within the flexible pipe, or even, when a resonance is reached, of pulsations induced by the circulation of fluid ("flow induced pulsations" or "singing" in English).
Pour pallier ce problème, il est connu de fabriquer des conduites flexibles dépourvues de carcasse interne et présentant donc une surface lisse (« smooth bore » en anglais).To overcome this problem, it is known to manufacture flexible pipes without an internal casing and therefore presenting a smooth surface ("smooth bore" in English).
Dans le cas où une résistance à l’écrasement est souhaitée, il est également connu de fabriquer des conduites flexibles dont la carcasse interne présente une surface interne lisse en ce que les interstices hélicoïdaux sont obstrués par l’addition d’un élément structurel formé d’un insert hélicoïdal. Un exemple de conduite présentant un insert hélicoïdal ayant une section en forme de S est exposé dans WO 2021/074192. Dans cet exemple, une région extérieure de la section de l’insert est ancrée entre deux spires successives de la carcasse afin de garantir le positionnement relatif entre l’insert et la carcasse. En outre, WO 2021/074192 indique qu’il est préférable que la carcasse et l’insert soient réalisés à partir du même matériau.In cases where crush resistance is required, it is also known to manufacture flexible pipes with a smooth inner surface on the inner casing, where the helical gaps are filled by the addition of a structural element consisting of a helical insert. An example of a pipe with an S-shaped helical insert is described in WO 2021/074192. In this example, an outer region of the insert's cross-section is anchored between two successive turns of the casing to ensure the correct relative positioning between the insert and the casing. Furthermore, WO 2021/074192 indicates that it is preferable for the casing and the insert to be made from the same material.
Une telle conduite ne donne cependant pas entière satisfaction. En effet, pour répondre aux contraintes d’utilisation et notamment de résistance à l’écrasement, la carcasse doit être réalisée avec un matériau qui présente des caractéristiques mécaniques élevées, en particulier en terme d’élasticité pour assurer la rigidité de la conduite.However, such a pipe does not provide complete satisfaction. Indeed, to meet the constraints of use and in particular resistance to crushing, the casing must be made with a material that has high mechanical characteristics, particularly in terms of elasticity to ensure the rigidity of the pipe.
Lors de la fabrication de la conduite, la carcasse et l’insert sont spiralés ensemble. L’insert hélicoïdal inséré dans les interstices de la carcasse subit une étape de cintrage lorsque les spires successives de la carcasse s’agrafent ensemble. Ce cintrage et ou les différences de rayon d’enroulement entre différentes zones de la section de l’insert (notamment entre le bord libre et la zone ancrée dans la carcasse) peuvent engendrer des contraintes de compression élevées et conduire à l’apparition de déformations locales au niveau de l’insert, typiquement des phénomènes de flambage. Une déformation radiale locale des spires de l’insert vers l’axe de la conduite est alors créée.During pipe manufacturing, the casing and insert are spirally wound together. The helical insert, placed within the casing's interstices, undergoes a bending process as successive turns of the casing interlock. This bending, and/or differences in winding radius between various areas of the insert's cross-section (particularly between the free edge and the area anchored in the casing), can generate high compressive stresses and lead to local deformations in the insert, typically buckling. This results in a local radial deformation of the insert's turns toward the pipe axis.
Ce phénomène local, une fois apparu, est en outre propre à se propager le long de la conduite, sur des longueurs significatives, par exemple lors de sa fabrication ou plus tard lorsque la conduite est en production, sous l’effet des mouvements de la conduite et/ou sous l’effet de la pression interne du fluide transporté et de la pression externe exercée par l’étendue d’eau dans laquelle est installée la conduite.This local phenomenon, once it has appeared, is also likely to propagate along the pipeline, over significant lengths, for example during its manufacture or later when the pipeline is in production, under the effect of the movements of the pipeline and/or under the effect of the internal pressure of the transported fluid and the external pressure exerted by the body of water in which the pipeline is installed.
Par ailleurs, le phénomène de flambage radial s’accompagne parfois de l’apparition de dépressions radiales suivant la circonférence des spires successives de l’insert. Il a été constaté que ce phénomène de flambage, éventuellement accompagné de dépressions radiales, se produit principalement lors de la fabrication de la carcasse de la conduite.Furthermore, the radial buckling phenomenon is sometimes accompanied by the appearance of radial depressions along the circumference of successive turns of the insert. It has been observed that this buckling phenomenon, possibly accompanied by radial depressions, occurs mainly during the manufacturing of the pipe casing.
Tous ces phénomènes produisent des reliefs sur la surface interne de l’insert qui peuvent être problématiques pour la réduction des pertes de charges linéaires et également dans l’élimination des vibrations et des pulsations induites par la circulation du fluide.All these phenomena produce reliefs on the internal surface of the insert which can be problematic for the reduction of linear pressure losses and also in the elimination of vibrations and pulsations induced by the circulation of the fluid.
En outre, la présence de ces reliefs indésirables rend difficile, voire compromet toute possibilité de contrôle de l’intégrité de l’intérieur de la carcasse lors d’opérations ponctuelles d’inspection par « raclage » (ou « pigging » en anglais).Furthermore, the presence of these undesirable reliefs makes it difficult, or even compromises, any possibility of checking the integrity of the inside of the carcass during occasional inspection operations by "scraping" (or "pigging" in English).
Un but de l’invention est donc de produire par des moyens simples et peu onéreux, une conduite flexible dans laquelle le risque de reliefs indésirables est limité, même dans le cas où les caractéristiques mécaniques de la carcasse interne sont élevées.One aim of the invention is therefore to produce, by simple and inexpensive means, a flexible conduit in which the risk of undesirable reliefs is limited, even in the case where the mechanical characteristics of the internal casing are high.
À cet effet, l’invention a pour objet une conduite flexible du type précité, caractérisée en ce que le deuxième matériau présente une limite d’élasticité inférieure à la limite d’élasticité du premier matériau, le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur étant compris entre 0,10% et 1%.To this end, the invention relates to a flexible conduit of the aforementioned type, characterized in that the second material has a lower elastic limit than the elastic limit of the first material, the ratio of the thickness of the second strip to the inner diameter being between 0.10% and 1%.
La conduite flexible selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :The flexible conduit according to the invention may comprise one or more of the following features, taken individually or in any technically feasible combination:
- le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur est compris entre 0,33% et 1% ;- the ratio of the thickness of the second strip to the inner diameter is between 0.33% and 1%;
- la limite d’élasticité du deuxième matériau est inférieure ou égale à 350 MPa, la limite d’élasticité du premier matériau étant strictement supérieure à 350 MPa, notamment strictement supérieure à 400 MPa ;- the elastic limit of the second material is less than or equal to 350 MPa, the elastic limit of the first material being strictly greater than 350 MPa, in particular strictly greater than 400 MPa;
- la section de l’insert hélicoïdal (40) est en forme de L ;- the section of the helical insert (40) is L-shaped;
- la région radiale de chaque section en forme de L définit un bord libre de l’insert hélicoïdal, le bord libre de l’insert hélicoïdal étant disposé librement dans l’interstice hélicoïdal sans être pincé par la carcasse interne ;- the radial region of each L-shaped section defines a free edge of the helical insert, the free edge of the helical insert being freely disposed in the helical gap without being pinched by the internal frame;
- la différence de potentiel d’abandon entre le premier matériau et le deuxième matériau est inférieure à 0,2 V ;- the potential difference at the point of abandonment between the first material and the second material is less than 0.2 V;
- le premier matériau est choisi parmi un acier duplex allégé, un acier duplex, un acier superduplex, un acier hyperduplex, un acier inoxydable austénitique éventuellement écroui, un acier super-austénitique ou un alliage à base de nickel ;- the first material is chosen from a lightweight duplex steel, a duplex steel, a superduplex steel, a hyperduplex steel, an austenitic stainless steel possibly work-hardened, a super-austenitic steel or a nickel-based alloy;
- le deuxième matériau est choisi parmi un acier inoxydable austénitique, un acier super-austénitique ou un alliage à base de nickel ;- the second material is chosen from an austenitic stainless steel, a super-austenitic steel or a nickel-based alloy;
- le premier matériau est choisi parmi un acier de nuance UNS S32101, UNS S32205,UNS S32304 ou UNS S32750, le deuxième matériau étant choisi parmi un acier de nuance UNS 31600,UNS 31603, UNS S30400 ou UNS S30403 ;- the first material is chosen from a steel grade UNS S32101, UNS S32205, UNS S32304 or UNS S32750, the second material being chosen from a steel grade UNS 31600, UNS 31603, UNS S30400 or UNS S30403;
- la carcasse interne comporte une pluralité de spires agrafées, chaque spire de la carcasse interne présentant une partie intérieure, une partie intermédiaire, la partie intérieure présentant une forme de U replié vers la partie intermédiaire et une partie extérieure, la partie extérieure présentant une forme de U replié vers la partie intermédiaire, la région radiale de l’insert hélicoïdal étant plaquée contre la partie intermédiaire, la région intérieure axiale de l’insert hélicoïdal faisant avantageusement saillie axialement au-delà de la partie intérieure ;- the internal frame comprises a plurality of stapled turns, each turn of the internal frame having an inner part, an intermediate part, the inner part having a U-shape folded towards the intermediate part and an outer part, the outer part having a U-shape folded towards the intermediate part, the radial region of the helical insert being pressed against the intermediate part, the axial inner region of the helical insert advantageously projecting axially beyond the inner part;
- le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur est compris entre 0,10 % et 1%, notamment entre 0,10 % et 0,70%, notamment entre 0,10 % et 0,60 % et notamment entre 0,10 % et 0,50 % ;- the ratio of the thickness of the second strip to the internal diameter is between 0.10% and 1%, in particular between 0.10% and 0.70%, in particular between 0.10% and 0.60% and in particular between 0.10% and 0.50%;
- le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur est compris entre 0,10 % et 0,40 %, notamment entre 0,10 % et 0,35 %, notamment entre 0,15 % et 0,30 % notamment entre 0,15 % et 0,25 % et notamment entre 0,15 % et 0,22 % ;- the ratio of the thickness of the second strip to the internal diameter is between 0.10% and 0.40%, in particular between 0.10% and 0.35%, in particular between 0.15% and 0.30%, in particular between 0.15% and 0.25%, and in particular between 0.15% and 0.22%;
- le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur est compris entre 0,10 % et 0,21 %, notamment entre 0,10 % et 0,20% ou entre 0,26% et 0,33%, notamment entre 0,27% et 0,33%.- the ratio of the thickness of the second strip to the internal diameter is between 0.10% and 0.21%, in particular between 0.10% and 0.20% or between 0.26% and 0.33%, in particular between 0.27% and 0.33%.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d’une conduite flexible, comprenant les étapes suivantes :The invention also relates to a method for manufacturing a flexible pipe, comprising the following steps:
- formation d’une carcasse interne, la carcasse interne comprenant un premier feuillard plié délimitant un interstice hélicoïdal débouchant vers l’axe central, le premier feuillard étant formé d’un premier matériau ;- formation of an internal frame, the internal frame comprising a first folded strip delimiting a helical gap opening towards the central axis, the first strip being formed of a first material;
- réalisation d’une gaine interne en polymère délimitant un passage de circulation de fluide d’axe central, le passage de circulation de fluide présentant un diamètre intérieur, la carcasse interne étant disposée dans la gaine interne ;- fabrication of an internal polymer sheath delimiting a central axis fluid circulation passage, the fluid circulation passage having an internal diameter, the internal frame being disposed in the internal sheath;
- disposition d’au moins une couche d’armures externe à l’extérieur de la gaine interne ;- provision of at least one outer armor layer on the outside of the inner sheath;
- le procédé comportant la mise en place d’un insert hélicoïdal dans l’interstice hélicoïdal, l’insert hélicoïdal comprenant un deuxième feuillard plié formé d’un deuxième matériau ;- the process involving the placement of a helical insert in the helical gap, the helical insert comprising a second folded strip formed of a second material;
- l’insert hélicoïdal présentant une section, prise dans un plan axial médian, comportant une région radiale disposée dans l’interstice hélicoïdal et une région intérieure axiale faisant saillie à partir de la région radiale, la région intérieure axiale obturant au moins partiellement l’interstice hélicoïdal, caractérisé en ce que le deuxième matériau présente une limite d’élasticité inférieure à la limite d’élasticité du premier matériau, le rapport de l’épaisseur du deuxième feuillard au diamètre intérieur étant compris entre 0,10% et 1%.- the helical insert having a section, taken in a median axial plane, comprising a radial region disposed in the helical gap and an axial inner region protruding from the radial region, the axial inner region at least partially closing the helical gap, characterized in that the second material has a lower elastic limit than the elastic limit of the first material, the ratio of the thickness of the second strip to the inner diameter being between 0.10% and 1%.
Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :The method according to the invention may comprise one or more of the following features, taken individually or in any technically feasible combination:
- la section de l'insert hélicoïdal est en forme de L, la région radiale de chaque section en forme de L définissant un bord libre de l'insert hélicoïdal, le procédé comprenant la disposition libre du bord libre de l'insert hélicoïdal dans l'interstice hélicoïdal sans être pincé par la carcasse interne.- the helical insert section is L-shaped, the radial region of each L-shaped section defining a free edge of the helical insert, the method comprising the free arrangement of the free edge of the helical insert in the helical gap without being pinched by the internal frame.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :The invention will be better understood upon reading the following description, given solely by way of example, and made with reference to the attached drawings, in which:
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Une première conduite flexible 10 selon l’invention est illustrée partiellement par la
La conduite flexible 10 comporte un tronçon central 12. Elle comporte, à chacune des extrémités axiales du tronçon central 12, un embout d’extrémité (non visible).The flexible conduit 10 has a central section 12. It has, at each of the axial ends of the central section 12, an end fitting (not visible).
En référence à la
La conduite flexible 10 est destinée à être disposée à travers une étendue d’eau (non représentée) dans une installation d’exploitation de fluide, notamment d’hydrocarbures.The flexible pipe 10 is intended to be laid across a body of water (not shown) in a fluid handling facility, particularly for hydrocarbons.
L’étendue d’eau est par exemple, une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l’étendue d’eau au droit de l’installation d’exploitation de fluide est par exemple comprise entre 500 m et 4000 m.The body of water is, for example, a sea, a lake, or an ocean. The depth of the body of water at the location of the fluid processing facility is, for example, between 500 m and 4000 m.
L’installation d’exploitation de fluide comporte un ensemble de surface notamment flottant et un ensemble de fond (non représentés) qui sont généralement raccordés entre eux par la conduite flexible 10.The fluid handling installation comprises a surface assembly, including a floating assembly, and a bottom assembly (not shown), which are generally connected to each other by the flexible pipe 10.
La conduite flexible 10 est de préférence une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »).Flexible driving 10 is preferably "unbonded" driving (designated by the English term "unbonded").
Au moins deux couches adjacentes de la conduite flexible 10 sont libres de se déplacer longitudinalement l’une par rapport à l’autre lors d’une flexion de la conduite. Avantageusement, toutes les couches de la conduite flexible 10 sont libres, chacune, de se déplacer l’une par rapport à l’autre.At least two adjacent layers of the flexible pipe 10 are free to move longitudinally relative to each other during pipe bending. Advantageously, all layers of the flexible pipe 10 are free to move relative to each other.
Une telle conduite est par exemple décrite dans les documents normatifs publiés par l’American Petroleum Institute (API), API 17J, 4ème édition - mai 2014 et API RP 17B, 5ème édition - mai 2014.Such conduct is described for example in the normative documents published by the American Petroleum Institute (API), API 17J, 4th edition - May 2014 and API RP 17B, 5th edition - May 2014.
Par ailleurs, dans tout ce qui suit, les termes « extérieur » et « intérieur » s’entendent généralement de manière radiale par rapport à l’axe central A-A’ de la conduite, le terme « extérieur » s’entendant comme relativement plus éloigné radialement de l’axe A- A’ et le terme « intérieur » s’étendant comme relativement plus proche radialement de l’axe A-A’ de la conduite.Furthermore, in all that follows, the terms "outside" and "inside" are generally understood radially with respect to the central axis A-A' of the pipe, the term "outside" being understood as relatively further radially away from the axis A-A' and the term "inside" extending as relatively closer radially to the axis A-A' of the pipe.
Comme illustré par la
Selon l’invention, la conduite 10 comporte au moins une première gaine tubulaire 20 à base de matériau polymère constituant avantageusement une gaine de pression.According to the invention, the conduit 10 comprises at least a first tubular sheath 20 made of polymer material advantageously constituting a pressure sheath.
La conduite 10 comporte en outre au moins une couche d’armures de traction 24, 25 disposée extérieurement par rapport à la première gaine 20 formant une gaine de pression.The conduit 10 also includes at least one layer of tensile armor 24, 25 arranged externally with respect to the first sheath 20 forming a pressure sheath.
La conduite 10 comporte en outre une carcasse interne 26 disposée à l’intérieur de la gaine de pression 20, éventuellement une voûte de pression 27 intercalée entre la gaine de pression 20 et la ou les couches d’armures de traction 24, 25, et une gaine externe 30, destinée à la protection de la conduite 10. La conduite 10 comporte en outre un insert 28 qui dans cet exemple présente une section transversale en forme de L, l’insert 28 étant disposé en appui intérieur sur la carcasse interne 26.The pipe 10 further comprises an inner carcass 26 arranged inside the pressure sheath 20, optionally a pressure arch 27 interposed between the pressure sheath 20 and the tensile armor layer(s) 24, 25, and an outer sheath 30, intended for the protection of the pipe 10. The pipe 10 further comprises an insert 28 which in this example has an L-shaped cross-section, the insert 28 being arranged in internal support on the inner carcass 26.
De manière connue, la gaine de pression 20 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans le passage 16. La gaine de pression 20 est avantageusement formée en matériau polymère, par exemple à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène ou du polypropylène, à base d’un polyamide tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF).As is known, the pressure sleeve 20 is intended to hermetically seal the fluid transported in the passage 16. The pressure sleeve 20 is advantageously formed from polymer material, for example based on a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, based on a polyamide such as PA11 or PA12, or based on a fluorinated polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
En variante, la gaine de pression 20 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 20 is formed from a high-performance polymer such as a polyaryletherketone (PAEK) like polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketoneketone (PEEKK), polyetherketoneketone (PEKK) or polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK), polyamide-imide (PAI), polyether-imide (PEI), polysulfone (PSU), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), polyarylsulfone (PAS), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (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.
L’épaisseur de la gaine de pression 20 est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm.The thickness of the pressure sheath 20 is, for example, between 5 mm and 20 mm.
En référence à la
Comme illustré par les figures 2 et 6, la carcasse 26 est formée ici d’un premier feuillard 31 métallique profilé, enroulé en hélice. Les spires successives du feuillard 31 sont agrafées les unes aux autres.As illustrated by figures 2 and 6, the frame 26 is formed here from a first profiled metal strip 31, wound in a helix. The successive turns of the strip 31 are stapled to each other.
La fonction principale de la carcasse 26 est de reprendre les efforts radiaux d’écrasement. Les efforts radiaux d’écrasement sont par exemple la pression hydrostatique de l’étendue d’eau.The main function of the frame 26 is to resist radial crushing forces. Radial crushing forces include, for example, the hydrostatic pressure of the body of water.
La carcasse 26 est disposée à l’intérieur de la gaine de pression 20. Elle est propre à entrer en contact avec le fluide circulant dans le passage central 16 délimité par la gaine de pression 20.The carcass 26 is arranged inside the pressure sheath 20. It is suitable for coming into contact with the fluid circulating in the central passage 16 delimited by the pressure sheath 20.
Le premier feuillard 31 est avantageusement formé en un premier matériau qui est un acier ou un alliage de nickel. Le premier matériau présente des caractéristiques mécaniques élevées, en particulier une limite d’élasticité strictement supérieure à 350 MPa (par exemple supérieure à 355 MPa), notamment strictement supérieure à 400 MPa, en particulier comprise entre 410 MPa et 900 MPa.The first strip 31 is advantageously formed from a first material which is a steel or a nickel alloy. The first material has high mechanical properties, in particular a yield strength strictly greater than 350 MPa (for example greater than 355 MPa), in particular strictly greater than 400 MPa, in particular between 410 MPa and 900 MPa.
La limite d’élasticité YS est mesurée par la méthode décrite dans la Norme NF EN ISO 6892-1 (2019).The yield strength YS is measured by the method described in Standard NF EN ISO 6892-1 (2019).
Le premier matériau est notamment choisi parmi les aciers duplex allégés (« lean duplex »), les aciers duplex, les aciers superduplex et les aciers hyperduplex.The first material is chosen in particular from among lean duplex steels, duplex steels, superduplex steels and hyperduplex steels.
Des exemples d’aciers duplex allégés sont le grade 2101 (UNS S32101, YS = 480MPa), le grade 2001 (UNS S32001, YS = 450MPa), le grade 2202 (UNS S32202, YS = 550MPa), le grade ATI2003 (UNS S32003, YS = 515MPa), le grade 2304 FE08 (UNS S32304, YS = 450MPa), ou le grade 2404 (UNS S82441, YS = 640MPa).Examples of lightweight duplex steels are grade 2101 (UNS S32101, YS = 480MPa), grade 2001 (UNS S32001, YS = 450MPa), grade 2202 (UNS S32202, YS = 550MPa), grade ATI2003 (UNS S32003, YS = 515MPa), grade 2304 FE08 (UNS S32304, YS = 450MPa), or grade 2404 (UNS S82441, YS = 640MPa).
Des exemples d’acier duplex sont le grade 2205 (UNS S31803, YS = 450MPa), ou le grade 2205 H (UNS S32205, YS = 450MPa).Examples of duplex steel are grade 2205 (UNS S31803, YS = 450MPa), or grade 2205 H (UNS S32205, YS = 450MPa).
Un exemple d’acier superduplex est le grade 2507 (UNS S32750, YS = 550MPa), et un exemple d’acier hyperduplex est le grade 3207 (UNS S33207, YS = 700MPa).An example of superduplex steel is grade 2507 (UNS S32750, YS = 550MPa), and an example of hyperduplex steel is grade 3207 (UNS S33207, YS = 700MPa).
En variante, le premier matériau est choisi parmi les aciers inoxydables austénitiques ou super-austénitiques ou des aciers inoxydables austénitiques écrouis, par exemple suivant la Norme EN 10088-2.Alternatively, the first material is chosen from austenitic or super-austenitic stainless steels or work-hardened austenitic stainless steels, for example according to Standard EN 10088-2.
Des exemples d’aciers inoxydables super-austénitiques sont le grade 4565 (UNS S32565, YS = 420MPa), ou le grade 654 SMO (UNS S32654, YS = 425MPa).Examples of super-austenitic stainless steels are grade 4565 (UNS S32565, YS = 420MPa), or grade 654 SMO (UNS S32654, YS = 425MPa).
Des exemples d’aciers inoxydables austénitiques écrouis sont le grade 301LN (UNS S30153, CW1 selon la Norme C850, YS = 552MPa), le grade 301 (UNS30100, CW1 selon la Norme C850, YS = 557 MPa, ou CW2 selon la Norme C850+, Y = 660MPa, ou CW3 selon la Norme C1000, YS= 877MPa) ou le grade 316L (UNS S31603, CW2 selon la Norme C850+, Y = 678MPa, ou CW3 selon la Norme C1000, YS= 895MPa).Examples of work-hardened austenitic stainless steels are grade 301LN (UNS S30153, CW1 according to Standard C850, YS = 552MPa), grade 301 (UNS30100, CW1 according to Standard C850, YS = 557 MPa, or CW2 according to Standard C850+, Y = 660MPa, or CW3 according to Standard C1000, YS = 877MPa) or grade 316L (UNS S31603, CW2 according to Standard C850+, Y = 678MPa, or CW3 according to Standard C1000, YS = 895MPa).
En variante encore, le premier matériau est un alliage de nickel austénitique, par exemple l’inconel® 625 (UNS N06625, YS= 414 MPa).Alternatively, the first material is an austenitic nickel alloy, for example inconel® 625 (UNS N06625, YS= 414 MPa).
L’enroulement hélicoïdal du premier feuillard 31 profilé formant la carcasse 26 est à pas court, c’est-à-dire qu’il présente un angle d’hélice de valeur absolue proche de 90° par rapport à l’axe central A-A’, typiquement compris entre 75° et 90°.The helical winding of the first profiled strip 31 forming the carcass 26 has a short pitch, that is to say it has a helix angle of absolute value close to 90° with respect to the central axis A-A’, typically between 75° and 90°.
Le premier feuillard 31 présente deux bords repliés longitudinalement sur une région centrale. Il définit une pluralité de spires agrafées de section en forme de S refermé et aplati, telle qu’illustrées par la
Le premier feuillard 31 présente une épaisseur e1 sensiblement constante.The first strip 31 has a thickness e1 that is substantially constant.
La section en S refermé de chaque spire de la carcasse 26 comprend successivement, parallèlement à l’axe A-A’ de droite à gauche sur la
La partie intérieure 32 de chaque spire du premier feuillard 31 est repliée vers la partie intermédiaire 34 à l’écart de l’axe central A-A’, extérieurement par rapport à la partie inclinée 34. Elle définit une section en U s’étendant parallèlement à l’axe A-A’ et s’ouvrant en regard de la partie inclinée 34.The inner part 32 of each turn of the first strip 31 is folded towards the intermediate part 34 away from the central axis A-A’, externally with respect to the inclined part 34. It defines a U-shaped section extending parallel to the axis A-A’ and opening opposite the inclined part 34.
La partie extérieure 36 d’une spire adjacente est partiellement engagée dans la partie intérieure 32, l’onde d’appui 38 étant intercalée entre les branches du U. La partie intérieure 32 définit une surface intérieure 39 située sur une enveloppe cylindrique d’axe A-A’.The outer part 36 of an adjacent turn is partially engaged in the inner part 32, the support wave 38 being intercalated between the arms of the U. The inner part 32 defines an inner surface 39 located on a cylindrical envelope with axis A-A’.
La partie extérieure 36 définit également une section en U s’étendant parallèlement à l’axe A-A’ et s’ouvrant en regard de la partie inclinée 34.The outer part 36 also defines a U-shaped section extending parallel to the axis A-A’ and opening opposite the inclined part 34.
La partie extérieure 36 de chaque spire est repliée vers la partie intermédiaire 34, vers l’axe central A-A’, intérieurement par rapport à la partie inclinée 34. La partie extérieure 36 et l’onde d’appui 38 de la section sont reçues dans la partie intérieure 32 d’une section adjacente, et recouvrent partiellement vers l’extérieur la partie intérieure 32 de la section adjacente.The outer part 36 of each turn is folded towards the intermediate part 34, towards the central axis A-A', internally with respect to the inclined part 34. The outer part 36 and the support wave 38 of the section are received in the inner part 32 of an adjacent section, and partially cover outwards the inner part 32 of the adjacent section.
Pour chaque spire, la partie intermédiaire 34, la partie extérieure 36 et la partie intérieure 32 d’une section adjacente délimitent un interstice intérieur 40, définissant partiellement ou totalement le jeu axial de la carcasse 26.For each turn, the intermediate part 34, the outer part 36 and the inner part 32 of an adjacent section delimit an inner gap 40, defining partially or totally the axial play of the frame 26.
L’interstice 40 débouche radialement vers l’axe central A-A’. Pour chaque spire, il s’ouvre intérieurement vers l’axe A-A’ entre les surfaces intérieures 39 des parties intérieures 32 de deux spires adjacentes.The gap 40 opens radially towards the central axis A-A’. For each turn, it opens internally towards the axis A-A’ between the internal surfaces 39 of the internal parts 32 of two adjacent turns.
Il est obturé extérieurement par la partie extérieure 36 et latéralement par la partie intermédiaire 34 d’une spire et par la partie intérieure 32 d’une spire adjacente.It is closed externally by the outer part 36 and laterally by the intermediate part 34 of a turn and by the inner part 32 of an adjacent turn.
L’interstice 40 s’étend ainsi continûment en forme d’hélice d’axe A-A’ suivant un pas P1 le long de la carcasse 26.The gap 40 thus extends continuously in the shape of a helix with axis A-A’ following a pitch P1 along the frame 26.
La branche extérieure du U de la partie intérieure 32 d’une spire est en contact direct avec la branche extérieure du U de la partie extérieure 36 d’une spire adjacente. L’interstice 40 est donc fermé latéralement d’un côté par ce contact.The outer arm of the U in the inner part 32 of a turn is in direct contact with the outer arm of the U in the outer part 36 of an adjacent turn. The gap 40 is therefore closed laterally on one side by this contact.
Chaque spire de la carcasse 26 présente une largeur avantageusement comprise entre 5 mm et 100 mm et préférentiellement comprise entre 5 mm et 50 mm.Each coil of the carcass 26 has a width advantageously between 5 mm and 100 mm and preferably between 5 mm and 50 mm.
La carcasse 26 présente, entre chaque paire de spires agrafées, un premier jeu axial défini par la course axiale de coulissement relatif de la partie extérieure 36 d’une spire dans la partie intérieure 32 d’une spire adjacente dans laquelle elle est engagée.The frame 26 has, between each pair of stapled turns, a first axial play defined by the axial stroke of relative sliding of the outer part 36 of a turn in the inner part 32 of an adjacent turn in which it is engaged.
L’insert 28 est disposé partiellement dans l’interstice 40 et obture l’interstice 40 vers l’axe A-A’.The insert 28 is partially disposed in the gap 40 and closes the gap 40 towards the axis A-A’.
L’insert 28 présente ainsi avantageusement une forme hélicoïdale d’axe A-A’, de pas P1 analogue au pas de l’interstice 40.The insert 28 thus advantageously presents a helical shape with axis A-A’, of pitch P1 analogous to the pitch of the gap 40.
Dans l’exemple illustré par la
L’insert 28 est réalisé d’un seul tenant par pliage d’un deuxième feuillard 48.The insert 28 is made in one piece by folding a second strip 48.
Le deuxième feuillard 48 est avantageusement formé en un deuxième matériau qui est un acier ou un alliage de nickel. Le deuxième matériau présente des caractéristiques mécaniques plus faibles que le premier matériau, en particulier une limite d’élasticité inférieure ou égale à 350 MPa, notamment comprise entre 150 MPa et 350 MPa.The second strip 48 is advantageously formed from a second material, which is steel or a nickel alloy. The second material has weaker mechanical properties than the first material, in particular a yield strength less than or equal to 350 MPa, specifically between 150 MPa and 350 MPa.
La limite d’élasticité YS est mesurée par la méthode décrite dans la Norme NF EN ISO 6892-1 (2019).The yield strength YS is measured by the method described in Standard NF EN ISO 6892-1 (2019).
Le deuxième matériau est par exemple choisi parmi les aciers inoxydables austénitiques ou super-austénitiques.The second material is, for example, chosen from austenitic or super-austenitic stainless steels.
Des exemples d’aciers inoxydables austénitiques sont le grade 304 (UNS S30400, YS = 250MPa), le grade 304L (UNS S30403, YS = 250MPa), le grade 316 (UNS S31600, YS= 270MPa), le grade 316L (UNS S31603, YS = 270 MPa) ou le grade 904L (UNS N08904, YS = 215MPa).Examples of austenitic stainless steels are grade 304 (UNS S30400, YS = 250MPa), grade 304L (UNS S30403, YS = 250MPa), grade 316 (UNS S31600, YS = 270MPa), grade 316L (UNS S31603, YS = 270MPa) or grade 904L (UNS N08904, YS = 215MPa).
Des exemples d’aciers inoxydables super-austénitiques sont le grade 926 (UNS N08926, YS = 295MPa), le grade 254SMo (UNS S31254, YS = 310MPa), le grade AL6XN (UNS N08367, YS = 310MPa), ou le grade 3127 hMo (UNS N08031, Y = 280MPa).Examples of super-austenitic stainless steels are grade 926 (UNS N08926, YS = 295MPa), grade 254SMo (UNS S31254, YS = 310MPa), grade AL6XN (UNS N08367, YS = 310MPa), or grade 3127 hMo (UNS N08031, Y = 280MPa).
En variante, le deuxième matériau est choisi parmi les alliages de nickel, notamment lorsque le premier matériau du premier feuillard 31 est formé d’un alliage de nickel austénitique.Alternatively, the second material is chosen from nickel alloys, in particular when the first material of the first strip 31 is formed from an austenitic nickel alloy.
Des exemples d’alliages de nickel austénitique sont le grade 825 (UNS N08825, YS = 180MPa), le grade C276 (UNS N10276, YS = 350MPa), le grade Alloy 59 (UNS N06059, YS = 340MPa), ou le grade C22 (UNS N06022, YS = 310MPa).Examples of austenitic nickel alloys are grade 825 (UNS N08825, YS = 180MPa), grade C276 (UNS N10276, YS = 350MPa), grade Alloy 59 (UNS N06059, YS = 340MPa), or grade C22 (UNS N06022, YS = 310MPa).
Dans un exemple avantageux, le premier matériau formant le feuillard 31 de la carcasse 26 est un acier duplex présentant une limite d’élasticité strictement supérieure à 350 MPa. Le deuxième matériau formant le feuillard 48 de l’insert 28 est un acier austénitique de limite d’élasticité inférieure à 350 MPa.In an advantageous example, the first material forming the strip 31 of the frame 26 is a duplex steel with a yield strength strictly greater than 350 MPa. The second material forming the strip 48 of the insert 28 is an austenitic steel with a yield strength less than 350 MPa.
En particulier, le premier matériau formant le feuillard 31 de la carcasse 26 est un acier duplex de grade 2205 (UNS S31803). Le deuxième matériau formant le feuillard 48 de l’insert 28 est un acier austénitique de grade 316L (UNS S31603).In particular, the first material forming the steel strip 31 of the frame 26 is a duplex steel of grade 2205 (UNS S31803). The second material forming the steel strip 48 of the insert 28 is an austenitic steel of grade 316L (UNS S31603).
Généralement, la différence de potentiel d’abandon entre le premier matériau et le deuxième matériau est inférieure à 0,2 Volts. Cette caractéristique peut être vérifiée à l’aide d’un test ZRA (pour « Zero Resistance Ammeter » ou ampèremètre à zéro résistance »). Ce test est par exemple suivant les Normes ASTM G71-81 (2019) et ASTM G82-98 (2021).Generally, the potential difference at the point of termination between the first and second materials is less than 0.2 volts. This characteristic can be verified using a ZRA (Zero Resistance Ammeter) test. This test is, for example, in accordance with ASTM G71-81 (2019) and ASTM G82-98 (2021) standards.
Plus généralement, le deuxième feuillard 48 présente avantageusement une épaisseur e2 constante.More generally, the second strip 48 advantageously has a constant thickness e2.
Selon l’invention, le rapport de l’épaisseur e2 du deuxième feuillard au diamètre intérieur DI est compris entre 0,10 % et 1%, notamment entre 0,10 % et 0,70%, notamment entre 0,10 % et 0,60 % et notamment entre 0,10 % et 0,50 %. De manière avantageuse, notamment entre 0,10 % et 0,40 %, notamment entre 0,10 % et 0,35 %, notamment entre 0,15 % et 0,30 % notamment entre 0,15 % et 0,25 % et notamment entre 0,15 % et 0,22 %.According to the invention, the ratio of the thickness e2 of the second strip to the internal diameter DI is between 0.10% and 1%, in particular between 0.10% and 0.70%, in particular between 0.10% and 0.60% and in particular between 0.10% and 0.50%. Advantageously, in particular between 0.10% and 0.40%, in particular between 0.10% and 0.35%, in particular between 0.15% and 0.30%, in particular between 0.15% and 0.25% and in particular between 0.15% and 0.22%.
Avantageusement, le rapport de l’épaisseur e2 du deuxième feuillard au diamètre intérieur DI est compris entre 0,10 % et 0,21 %, notamment entre 0,10 % et 0,20% ou entre 0,26% et 0,33%, notamment entre 0,27% et 0,33%.Advantageously, the ratio of the thickness e2 of the second strip to the internal diameter DI is between 0.10% and 0.21%, in particular between 0.10% and 0.20% or between 0.26% and 0.33%, in particular between 0.27% and 0.33%.
L’épaisseur e2 du deuxième feuillard 48 est de préférence inférieure à l’épaisseur e1 du premier feuillard 31The thickness e2 of the second strip 48 is preferably less than the thickness e1 of the first strip 31
L’épaisseur e2 est par exemple comprise entre 0,3 mm et 2 mm, notamment entre 0,4 mm et 1,5 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1 mm.The thickness e2 is for example between 0.3 mm and 2 mm, in particular between 0.4 mm and 1.5 mm, preferably between 0.5 mm and 1 mm.
En effet, de manière surprenante, le fait d’associer un premier matériau de caractéristiques mécaniques plus élevées pour former le feuillard 31 de la carcasse 26 avec un deuxième matériau de caractéristiques mécaniques moins élevées pour former le feuillard 48 de l’insert 28 et, de respecter un certain rapport de l’épaisseur e2 du deuxième feuillard au diamètre intérieur DI, est particulièrement adaptée pour empêcher l’apparition des phénomènes de flambage local de l’insert 28 le long de la conduite flexible 10.Indeed, surprisingly, combining a first material with higher mechanical characteristics to form the band 31 of the carcass 26 with a second material with lower mechanical characteristics to form the band 48 of the insert 28 and respecting a certain ratio of the thickness e2 of the second band to the internal diameter DI, is particularly suitable to prevent the occurrence of local buckling phenomena of the insert 28 along the flexible pipe 10.
Cet effet bénéfique quant à l’absence d’apparition d’un flambage local est renforcé par la forme de L de la section de l’insert 28 décrit dans le brevet français FR 3 097 612.This beneficial effect regarding the absence of local buckling is reinforced by the L-shape of the section of the insert 28 described in French patent FR 3 097 612.
Ainsi, une conduite flexible 10 selon l’invention, même munie d’une carcasse interne 26 formée avec des matériaux à hautes caractéristiques mécaniques (notamment de limite élastique supérieure à 350MPa) et d’un insert 28 obturant l’interstice hélicoïdal 40 de la carcasse interne 26 présentent moins de défauts en réduisant le risque de dépression radiale, de flambage local de l'insert 28 et le risque qu’ils se propagent.Thus, a flexible conduit 10 according to the invention, even equipped with an internal carcass 26 formed with materials with high mechanical characteristics (in particular with an elastic limit greater than 350MPa) and an insert 28 sealing the helical gap 40 of the internal carcass 26, presents fewer defects by reducing the risk of radial depression, local buckling of the insert 28 and the risk of them propagating.
La surface interne exposée au fluide reste donc lisse, ce qui réduit les pertes de charges linéaires et supprime le risque de vibrations et de pulsations, et permet ainsi l’inspection ponctuelle par raclage (pigging) du passage interne 16 de la conduite flexible 10.The internal surface exposed to the fluid therefore remains smooth, which reduces linear pressure losses and eliminates the risk of vibrations and pulsations, and thus allows spot inspection by pigging of the internal passage 16 of the flexible pipe 10.
Il est donc possible d’élargir le domaine de conception des carcasses internes 26 pour utiliser des matériaux à hautes caractéristiques, avec des diamètres internes plus élevés et des épaisseurs de carcasse plus faibles en réduisant le risque de flambage de l'insert.It is therefore possible to extend the design range of internal carcasses 26 to use high-character materials, with higher internal diameters and lower carcass thicknesses, reducing the risk of insert buckling.
Par ailleurs, les combinaisons de premier matériau et de deuxième matériau décrits plus haut réduisent le risque de corrosion galvanique.Furthermore, the combinations of first material and second material described above reduce the risk of galvanic corrosion.
Comme illustré par la
La région radiale 44 comprend dans cet exemple un tronçon extérieur 50 recourbé. Elle comprend un tronçon intermédiaire 52 linéaire, et un tronçon intérieur 54 recourbé de liaison avec la région intérieure 46.The radial region 44 in this example comprises an outer curved section 50. It includes an intermediate linear section 52, and an inner curved section 54 connecting to the inner region 46.
Le tronçon extérieur 50 définit ici le bord libre extérieur 51 de l’insert 28 qui est disposé dans l’interstice hélicoïdal 40.The outer section 50 here defines the outer free edge 51 of the insert 28 which is disposed in the helical gap 40.
Le tronçon extérieur 50, lorsqu’il est présent, présente une courbure de convexité dirigée vers l’extérieur. Le rayon de courbure du tronçon extérieur 50 est supérieur avantageusement à l’épaisseur e2 du deuxième feuillard 48.The outer section 50, when present, has an outward convex curvature. The radius of curvature of the outer section 50 is advantageously greater than the thickness e2 of the second strip 48.
Le tronçon extérieur 50 fait saillie axialement par rapport au tronçon intermédiaire 52, à l’opposé de la région intérieure axiale 46.The outer section 50 protrudes axially relative to the intermediate section 52, opposite the axial inner region 46.
La longueur L1 du tronçon extérieur 50, prise en projection sur l’axe A-A’, est très faible dans l’exemple de la
Cette longueur L1 est par exemple inférieure à 20 %, notamment inférieure à 10 % avantageusement inférieure à 5% de la longueur L2 de la région intérieure axiale 46, prise en projection sur l’axe A-A’.This length L1 is for example less than 20%, in particular less than 10% advantageously less than 5% of the length L2 of the internal axial region 46, taken in projection on the axis A-A’.
En outre, la longueur L1 du tronçon extérieur 50, prise en projection sur l’axe A-A’ est inférieure ou égale à 40% de la partie extérieure 36 de la carcasse 26.Furthermore, the length L1 of the outer section 50, taken in projection on the axis A-A’, is less than or equal to 40% of the outer part 36 of the frame 26.
Avantageusement, l’insert 28 et notamment son bord libre extérieur 51, en particulier la région radiale 44 et le tronçon extérieur 50 lorsqu’il est présent, sont libres de se déplacer dans l’interstice 40 de la carcasse.Advantageously, the insert 28 and in particular its outer free edge 51, in particular the radial region 44 and the outer section 50 when present, are free to move in the gap 40 of the frame.
L’insert hélicoïdal 28 est en outre apte à être désengagé de la carcasse 26, sans interférence avec l’agrafage des spires de la carcasse 26.The helical insert 28 is also able to be disengaged from the carcass 26, without interfering with the stapling of the coils of the carcass 26.
Le bord libre extérieur 51 et plus généralement tout le tronçon extérieur 50 sont situés dans l’interstice 40, et ne sont donc pas engagés entre la branche extérieure du U de la partie intérieure 32 d’une section de la carcasse 26 et la branche extérieure du U de la partie extérieure 36 d’une section adjacente de la carcasse 26.The outer free edge 51 and more generally the entire outer section 50 are located in the gap 40, and are therefore not engaged between the outer branch of the U of the inner part 32 of a section of the frame 26 and the outer branch of the U of the outer part 36 of an adjacent section of the frame 26.
L’insert 28 est libre de se déplacer axialement et radialement dans l’interstice 40 de la carcasse 26.The insert 28 is free to move axially and radially in the gap 40 of the frame 26.
La faible longueur L1 permet un tel arrangement dans lequel l’insert 28 peut se déplacer au sein du jeu 40 de la carcasse.The short length L1 allows such an arrangement in which the insert 28 can move within the play 40 of the carcass.
Le tronçon intermédiaire 52 s’étend de manière inclinée par rapport à un axe perpendiculaire à l’axe central A-A’ en étant situé axialement à l’écart de la région intérieure 46.The intermediate section 52 extends at an angle to an axis perpendicular to the central axis A-A’, being located axially away from the inner region 46.
Le tronçon intérieur 54 présente une courbure de convexité dirigée vers l’intérieur, à l’opposé de la convexité de la courbure du tronçon extérieur 50. Il présente un rayon de courbure supérieur de rayon de courbure du tronçon extérieur 50. Alternativement, le tronçon intermédiaire 52 s’étend de manière parallèle par rapport à un axe perpendiculaire à l’axe central A-A’.The inner section 54 has a convex curvature directed inwards, opposite to the convexity of the curvature of the outer section 50. It has a greater radius of curvature than the radius of curvature of the outer section 50. Alternatively, the intermediate section 52 extends parallel to an axis perpendicular to the central axis A-A’.
La région radiale 44 est disposée dans l’interstice 40 entre la partie intermédiaire 34 et la partie extérieure 36 d’une spire de la carcasse 26, et la partie intérieure 32 d’une spire adjacente de la carcasse 26.The radial region 44 is arranged in the gap 40 between the intermediate part 34 and the outer part 36 of a turn of the frame 26, and the inner part 32 of an adjacent turn of the frame 26.
La région intérieure 46 fait saillie axialement à partir du tronçon intérieur 54 de la région radiale 44.The inner region 46 projects axially from the inner section 54 of the radial region 44.
La région intérieure 46 s’étend axialement le long de l’axe A-A’, sur une enveloppe cylindrique d’axe A-A’ ou avec un angle inférieur à 10° par rapport à cette enveloppe et préférentiellement compris entre 1° et 2,5°. Sa section dans un plan axial médian s’étend linéairement depuis le tronçon intérieur 54 jusqu’à son bord libre 55.The inner region 46 extends axially along the axis A-A’, on a cylindrical envelope with axis A-A’ or at an angle of less than 10° to this envelope and preferably between 1° and 2.5°. Its section in a median axial plane extends linearly from the inner segment 54 to its free edge 55.
En section dans un plan axial médian, la région intérieure 46 s’étend de préférence suivant une courbe continûment dérivable depuis le tronçon intérieur 54 jusqu’à son bord libre 55, constituant le bord libre intérieur 55 de l’insert 28.In section in a median axial plane, the inner region 46 preferably extends along a continuously differentiable curve from the inner segment 54 to its free edge 55, constituting the inner free edge 55 of the insert 28.
La longueur L2 de la région intérieure 46, prise en projection sur l’axe A-A’ est supérieure à la longueur L4 de la région radiale 44, prise en projection sur l’axe A-A’. De préférence, la longueur L2 est supérieure à 3 fois, notamment à 4 fois la longueur L4 et préférentiellement supérieure à 6 fois la longueur L4.The length L2 of the internal region 46, taken in projection onto the axis A-A', is greater than the length L4 of the radial region 44, taken in projection onto the axis A-A'. Preferably, the length L2 is greater than 3 times, in particular 4 times, the length L4 and preferably greater than 6 times the length L4.
En outre, la longueur L2 de la région intérieure 46, prise le long de l’axe A-A’ est supérieure à la longueur L3 de la partie interne 32, prise le long de l’axe A-A’.Furthermore, the length L2 of the inner region 46, taken along the axis A-A’, is greater than the length L3 of the inner part 32, taken along the axis A-A’.
L’étendue radiale ER de la région radiale 44, prise perpendiculairement à l’axe A- A’, est inférieure à la longueur de la région intérieure axiale 46, prise en projection le long de l’axe central A-A’, notamment est inférieure à 50% de la longueur de la région intérieure axiale 46, prise en projection le long de l’axe A-A’. Préférentiellement, la longueur L2 de la région intérieure axiale 46, prise en projection sur l’axe A-A’ est égale ou supérieure à 5 fois l’étendue radiale ER de la région radiale 44 prise perpendiculairement à l’axe A-A’.The radial extent ER of the radial region 44, taken perpendicular to the axis A-A', is less than the length of the internal axial region 46, taken in projection along the central axis A-A', and in particular is less than 50% of the length of the internal axial region 46, taken in projection along the axis A-A'. Preferably, the length L2 of the internal axial region 46, taken in projection onto the axis A-A', is equal to or greater than 5 times the radial extent ER of the radial region 44 taken perpendicular to the axis A-A'.
L’étendue radiale ER de la région radiale 44 est avantageusement supérieure ou égale à 4 fois l’épaisseur e1 du premier feuillard 31.The radial extent ER of the radial region 44 is advantageously greater than or equal to 4 times the thickness e1 of the first strip 31.
En référence à la
La région intérieure 46 de chaque spire de l’insert 28 est avantageusement maintenue plaquée contre la surface intérieure de la région intérieure 46 d’une spire de l’insert 28, par le retour élastique de la région intérieur 46 résultant du spiralage de la carcasse 26.The inner region 46 of each turn of the insert 28 is advantageously held pressed against the inner surface of the inner region 46 of a turn of the insert 28, by the elastic return of the inner region 46 resulting from the spiraling of the frame 26.
Ainsi, les spires successives de l’insert 28 se recouvrent les unes les autres par leurs régions intérieures 46, afin d’obturer l’interstice 40 vers l’intérieur.Thus, the successive turns of the insert 28 overlap each other by their inner regions 46, in order to close the gap 40 inwards.
La largeur de recouvrement de chaque région intérieure 46, lorsque la carcasse 26 occupe une configuration linéaire non déformée est supérieure au jeu axial de la carcasse 26.The overlap width of each internal region 46, when the frame 26 occupies an undeformed linear configuration, is greater than the axial clearance of the frame 26.
L’ensemble intérieur formé par la carcasse 26 et l’insert 28 est perméable au passage de fluide. Ceci permet l’équilibrage des pressions de part et d’autre de cet ensemble. Une telle configuration est donc totalement opposée à celle d’un tuyau métallique totalement étanche tel que décrit dans US 2002/195157 qui vise à contenir un fluide à l’intérieur du tuyau sans fuite de fluide.The internal assembly formed by the casing 26 and the insert 28 is permeable to the passage of fluid. This allows for pressure equalization on both sides of this assembly. Such a configuration is therefore completely opposite to that of a fully sealed metal pipe as described in US 2002/195157, which aims to contain a fluid inside the pipe without any fluid leakage.
En référence à la
Le matériau métallique formant le fil profilé 25 est choisi parmi un acier au carbone, notamment choisi parmi les grades d’acier au carbone comprenant entre 0,01 % et 0,8% de carbone. Lors des applications en milieu particulièrement corrosif, le matériau métallique est choisi parmi les aciers inoxydables austénitiques ou austéno-ferritiques ou parmi les alliages à base nickel, tels que les aciers duplex.The metallic material forming the profile wire 25 is selected from carbon steel, specifically from grades of carbon steel containing between 0.01% and 0.8% carbon. For applications in particularly corrosive environments, the metallic material is selected from austenitic or austenitic-ferritic stainless steels or from nickel-based alloys, such as duplex steels.
La voûte de pression 27 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine de pression 20, c’est-à-dire avec un angle d’hélice de valeur absolue proche de 90° par rapport à l’axe central A-A’, typiquement compris entre 75° et 90°.The pressure vault 27 is wound in a short-pitch helix around the pressure sheath 20, that is to say with a helix angle of absolute value close to 90° with respect to the central axis A-A’, typically between 75° and 90°.
La conduite flexible 10 comprend optionnellement une frette (non représentée).The flexible conduit 10 optionally includes a ferrule (not shown).
La frette, lorsqu’elle est présente, est constituée par un enroulement en spirale d'au moins un fil avantageusement de section transversale rectangulaire autour de la voûte de pression 27. La superposition de plusieurs fils enroulés autour de la voûte de pression 27 peut avantageusement remplacer une épaisseur totale de frette donnée. Ceci augmente la résistance à l’éclatement de la conduite flexible 10. L'enroulement du au moins un fil est à pas court autour de l’axe A-A’ de la conduite flexible 10, c’est-à-dire avec un angle d’hélice de valeur absolue proche de 90° par rapport à l’axe central A-A’, typiquement compris entre 75° et 90°.The reinforcement, when present, consists of a spiral winding of at least one wire, advantageously with a rectangular cross-section, around the pressure arch 27. The superposition of several wires wound around the pressure arch 27 can advantageously replace a given total reinforcement thickness. This increases the burst resistance of the flexible pipe 10. The winding of the at least one wire has a short pitch around the axis A-A' of the flexible pipe 10, that is to say, with a helix angle of absolute value close to 90° with respect to the central axis A-A', typically between 75° and 90°.
Dans une variante de réalisation de l’invention, la voûte de pression 27 et la frette sont remplacées par une voûte de pression 27 d’épaisseur plus importante formée à partir d’un fil profilé en métal présentant une géométrie en forme de T, de U, de K, de X ou de I, et/ou à partir d’au moins une bande en aramide à résistance mécanique élevée (Technora® ou Kevlar®), et/ou à partir d’au moins une bande composite comprenant une matrice thermoplastique dans laquelle sont noyées des fibres de carbone ou des fibres de verre.In one embodiment of the invention, the pressure arch 27 and the fret are replaced by a pressure arch 27 of greater thickness formed from a profiled metal wire having a geometry in the shape of a T, U, K, X or I, and/or from at least one strip of aramid with high mechanical strength (Technora® or Kevlar®), and/or from at least one composite strip comprising a thermoplastic matrix in which carbon fibers or glass fibers are embedded.
La conduite flexible 10 selon l’invention comprend au moins une couche d’armures 24, 25 formée d’un enroulement hélicoïdal d’au moins un élément d’armure 63 allongé.The flexible conduit 10 according to the invention comprises at least one layer of armor 24, 25 formed from a helical winding of at least one elongated armor element 63.
Dans l’exemple représenté sur la
Par « enroulé à pas long », on entend que la valeur absolue de l’angle d’hélice est inférieure à 60°, et est typiquement comprise entre 10° et 60°, notamment entre 25° et 55°.By "long pitch winding", we mean that the absolute value of the helix angle is less than 60°, and is typically between 10° and 60°, especially between 25° and 55°.
Les éléments d’armure 63 d’une première couche 24 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d’armure 63 d’une deuxième couche 25. Ainsi, si l’angle d’enroulement des éléments d’armure 63 de la première couche 24 est égal à + a, a étant compris entre 10° et 60°, l’angle d’enroulement des éléments d’armure 63 de la deuxième couche d’armures 25 disposée au contact de la première couche d’armures 24 est par exemple égal à - a°.The armor elements 63 of a first layer 24 are generally wound at an opposite angle to the armor elements 63 of a second layer 25. Thus, if the winding angle of the armor elements 63 of the first layer 24 is equal to + a, a being between 10° and 60°, the winding angle of the armor elements 63 of the second layer of armor 25 arranged in contact with the first layer of armor 24 is for example equal to - a°.
Les éléments d’armure 63 sont par exemple formés par des fils métalliques, notamment des fils en acier, ou par des rubans en matériau composite, par exemple des rubans renforcés de fibres de carbone.The 63 armor elements are for example formed by metallic wires, in particular steel wires, or by tapes of composite material, for example carbon fiber reinforced tapes.
Le matériau métallique formant les éléments d’armure 28 est choisi parmi un acier au carbone, notamment choisi parmi les grades d’acier au carbone comprenant entre 0,01 % et 0,8% de carbone. Lors des applications en milieu particulièrement corrosif, le matériau métallique est choisi parmi les aciers inoxydables austénitiques ou austéno-ferritiques ou parmi les alliages à base nickel, tels que les aciers duplex.The metallic material forming the armor elements 28 is selected from carbon steel, in particular from grades of carbon steel containing between 0.01% and 0.8% carbon. For applications in particularly corrosive environments, the metallic material is selected from austenitic or austenitic-ferritic stainless steels or from nickel-based alloys, such as duplex steels.
Dans cet exemple, chaque couche d’armures de traction 24, 25 repose avantageusement sur au moins une bande anti-usure (non représentée). La bande anti usure est par exemple réalisée en plastique, notamment à base d’un polyamide ou d’un polyfluorure de vinylidène (PVDF). Elle présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur de chaque gaine.In this example, each layer of tensile armor 24, 25 advantageously rests on at least one wear-resistant strip (not shown). The wear-resistant strip is, for example, made of plastic, particularly polyamide or polyvinylidene fluoride (PVDF). It has a thickness less than the thickness of each sheath.
Avantageusement, un ruban de maintien tel qu’une bande en aramide à résistance mécanique élevée (Technora® ou Kevlar®) est enroulé autour de la deuxième couche d'armures de traction 25 la plus à l'extérieur par rapport à l'axe A-A', pour assurer un maintien mécanique des couches d'armures de traction 24, 25. Alternativement, les fibres d’aramide sont remplacées par des fibres de verre ou des fibres de carbone.Advantageously, a retaining tape such as a high mechanical strength aramid tape (Technora® or Kevlar®) is wrapped around the second outermost tensile armor layer 25 relative to the A-A' axis, to provide mechanical support for the tensile armor layers 24, 25. Alternatively, the aramid fibers are replaced by glass fibers or carbon fibers.
La gaine externe 30 est destinée à empêcher la perméation de fluide depuis l’extérieur de la conduite flexible 10 vers l’intérieur. Elle est avantageusement réalisée en matériau polymère, notamment à base d’une polyoléfine, tel que du polyéthylène, ou à base d’un polyamide, tel que du PA1 1 ou du PA12The outer sheath 30 is designed to prevent fluid permeation from the outside of the flexible hose 10 to the inside. It is advantageously made of polymer material, in particular based on a polyolefin, such as polyethylene, or based on a polyamide, such as PA11 or PA12.
L’épaisseur de la gaine externe 30 est par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm.The thickness of the outer sheath 30 is, for example, between 5 mm and 15 mm.
La carcasse 26 et l’insert 28 sont fabriqués et sont mis en place simultanément dans un poste 70 de fabrication et de pose, dont des exemples sont illustrés schématiquement respectivement par les figures 4 et 5.The carcass 26 and the insert 28 are manufactured and installed simultaneously in a manufacturing and installation station 70, examples of which are schematically illustrated respectively by figures 4 and 5.
Dans l’exemple illustré sur la
Le poste 70 comporte un support 73 rotatif autour de l’axe A-A’ et par rapport au mandrin 72, un premier dérouleur 74 (représenté schématiquement) recevant le premier feuillard 31, et une profileuse du feuillard de la carcasse 76 disposée en aval du premier dérouleur 74 entre le premier dérouleur 74 et le mandrin 72.The station 70 includes a support 73 rotating around the axis A-A’ and relative to the mandrel 72, a first uncoiler 74 (shown schematically) receiving the first strip 31, and a profiling machine for the carcass strip 76 arranged downstream of the first uncoiler 74 between the first uncoiler 74 and the mandrel 72.
Le poste 70 comporte en outre un deuxième dérouleur 78 (représenté schématiquement) recevant le deuxième feuillard 48. Dans l’exemple de la
Dans ce même exemple, le poste 70 comporte un système 81 de réunion des feuillards 31, 48 à leur sortie des profileuses 76, 80.In this same example, station 70 includes a system 81 for joining the strips 31, 48 as they exit the profiling machines 76, 80.
Le poste 70 comporte en outre des organes 82 de placage radial de la carcasse 26 et de l’insert 28 contre le mandrin 72, et avantageusement, des organes de renvoi 83 pour guider le premier feuillard 31 et le deuxième feuillard 48 à partir de chaque dérouleur 74, 78 vers une profileuse 76, 80 respective.The station 70 further includes radial plating elements 82 for the carcass 26 and the insert 28 against the mandrel 72, and advantageously, return elements 83 for guiding the first strip 31 and the second strip 48 from each uncoiler 74, 78 to a respective profiler 76, 80.
Le mandrin rotatif 72 fait saillie axialement par rapport au support 73 le long d’un axe A-A’ d’enroulement.The rotating mandrel 72 protrudes axially relative to the support 73 along a winding axis A-A’.
Il présente une surface extérieure sur laquelle un premier profil 85 de carcasse, obtenu à partir du premier feuillard 31 déformé dans la profileuse de carcasse 76 et un deuxième profil 87 d’insert, obtenu à partir du deuxième feuillard 48 déformé dans la profileuse d’insert 80 sont appliqués.It has an outer surface on which a first carcass profile 85, obtained from the first strip 31 deformed in the carcass roll forming machine 76 and a second insert profile 87, obtained from the second strip 48 deformed in the insert roll forming machine 80 are applied.
Dans cet exemple, le mandrin rotatif 72 comporte en outre un ensemble de lubrification de la surface extérieure.In this example, the rotary chuck 72 also includes an external surface lubrication assembly.
Le mandrin rotatif 72 est propre à être entraîné en rotation autour de l’axe A-A’ avec une vitesse et un sens de rotation différents de ceux du support 73.The rotating chuck 72 is suitable for being driven in rotation around the axis A-A’ with a speed and direction of rotation different from those of the support 73.
Le support 73 comporte par exemple un plateau entraîné en rotation autour de l’axe A-A’ dans le sens d’enroulement de l’insert 28 et de la carcasse 26.The support 73 includes, for example, a plate driven in rotation around the axis A-A’ in the winding direction of the insert 28 and the frame 26.
Le support 73 porte les dérouleurs 74, 78, et les profileuses 76, 80. Dans cet exemple, les profileuses 76, 80 sont disposées diamétralement du même côté par rapport à un plan axial médian passant par l’axe A-A’.The support 73 carries the uncoilers 74, 78, and the profilers 76, 80. In this example, the profilers 76, 80 are arranged diametrically on the same side with respect to a median axial plane passing through the axis A-A’.
Les profileuses 76, 80 sont par exemple situées l’une sur l’autre.For example, the profiling machines 76 and 80 are located one on top of the other.
Chaque profileuse 76, 80 comporte une pluralité de paires de galets 100 de déformation du feuillard 31, 48, qui définissent un axe B-B’, C-C’ respectif d’alimentation respectivement de la carcasse 26 et de l’insert 28 sur le mandrin 72.Each profiling machine 76, 80 includes a plurality of pairs of rollers 100 for deforming the strip 31, 48, which define a respective axis B-B’, C-C’ for feeding respectively the frame 26 and the insert 28 onto the mandrel 72.
Les profileuses 76, 80 sont mobiles en translation sur le support 73 dans un plan perpendiculaire à l’axe A-A’ d’enroulement. La profileuse d’insert 80 est apte à être pivotée autour de son axe C-C’ pour régler l’angle d’introduction du profil d’insert 87 dans le système de réunion 81 .The roll forming machines 76 and 80 are movable in translation on the support 73 in a plane perpendicular to the winding axis A-A'. The insert roll forming machine 80 is able to be pivoted around its axis C-C' to adjust the angle of insertion of the insert profile 87 into the joining system 81.
Le système de réunion 81 comporte avantageusement, un guide profil 106 interposé entre la profileuse d’insert 80 et le mandrin 72. Le guide profil 106 comporte des moyens de guidage de l’insert 28 entre d’une part l’aval de la profileuse d’insert 80 et d’autre part le mandrin 72.The joining system 81 advantageously includes a profile guide 106 interposed between the insert profiler 80 and the mandrel 72. The profile guide 106 includes means for guiding the insert 28 between, on the one hand, the downstream end of the insert profiler 80 and, on the other hand, the mandrel 72.
Ces moyens de guidage épousent la géométrie de l’insert 28 et comportent un ensemble de galets de guidage et/ou une ou plusieurs rampes de guidage présentant un faible coefficient de frottement.These guiding means follow the geometry of the insert 28 and include a set of guide rollers and/or one or more guide ramps with a low coefficient of friction.
Les organes de placage radial 82 sont disposés radialement autour de la surface extérieure du mandrin 72. Ils comportent par exemple des molettes propres à s’appliquer radialement à l’extérieur de l’insert 28 et de la carcasse 26 pour finaliser la disposition de l’insert 28 dans l’interstice hélicoïdal 40, et l’agrafage de la carcasse 26.The radial plating elements 82 are arranged radially around the outer surface of the mandrel 72. They include, for example, rollers designed to be applied radially to the outside of the insert 28 and the frame 26 to finalize the arrangement of the insert 28 in the helical gap 40, and the stapling of the frame 26.
Dans une variante, pour faciliter le dégagement de l’insert 28 et de la carcasse 26 à l’écart du mandrin 72, les organes de placage radial 82 situé sur le mandrin 72 sont aptes à fermer uniquement partiellement la carcasse 26. Un mandrin spécifique (non représenté), associé à des organes de placage additionnel est alors prévu en aval du mandrin 72.In one variant, to facilitate the release of the insert 28 and the frame 26 away from the mandrel 72, the radial clamping members 82 located on the mandrel 72 are able to only partially close the frame 26. A specific mandrel (not shown), associated with additional clamping members, is then provided downstream of the mandrel 72.
Un procédé de fabrication de la conduite flexible 10 dans le poste 70 de la
Dans la profileuse de carcasse 76, le premier feuillard 31 se déforme successivement pour réaliser le premier profil 85 comportant la partie intérieure 32, la partie intermédiaire 34 et la partie extérieure 36, sans refermer totalement la partie intérieure 32 et la partie extérieure 36.In the carcass profiling machine 76, the first strip 31 is successively deformed to produce the first profile 85 comprising the inner part 32, the intermediate part 34 and the outer part 36, without totally closing the inner part 32 and the outer part 36.
En particulier, la branche intérieure du U de la partie extérieure 36 reste partiellement ouverte, de même que la branche extérieure du U de la partie intérieure 32.In particular, the inner arm of the U of the outer part 36 remains partially open, as does the outer arm of the U of the inner part 32.
Dans la profileuse d’insert 80, le deuxième feuillard 48 est déformé et plié le long d’un axe intermédiaire situé à l’écart de l’axe central du feuillard 48 pour former la région radiale 44, et la région intérieure 46. La déformation se poursuit en en incurvant des tronçons de liaison 50, 54In the insert roll forming machine 80, the second strip 48 is deformed and bent along an intermediate axis located away from the central axis of the strip 48 to form the radial region 44, and the inner region 46. The deformation continues by bending connecting sections 50, 54
Un deuxième profil 87 de section en L comprenant une région intérieure 46 axiale et une région radiale 44 est alors obtenu, pour former l’insert 28.A second L-shaped profile 87 comprising an axial inner region 46 and a radial region 44 is then obtained, to form the insert 28.
Selon une variante de l’invention, le deuxième feuillard 48 de l’insert 28 est mise en forme en une opération, c’est-à-dire que les régions radiale 44 et intérieure 46 ainsi que les tronçons de liaison 50, 54 sont créées en même temps.According to one variant of the invention, the second strip 48 of the insert 28 is formed in one operation, i.e. the radial region 44 and inner region 46 as well as the connecting sections 50, 54 are created at the same time.
Le deuxième profil 87 est ensuite guidé par le guide profil 106.The second profile 87 is then guided by the profile 106 guide.
Puis, le deuxième profil 87 est combiné avec le premier profil 85 pour former la carcasse 26 selon l’invention sur le mandrin 72. Le deuxième profil 87 converge tangentiellement vers le mandrin 72 avec quelques degrés d’angle d’avance par rapport au premier profil 85, par exemple entre 8° et 12°.Then, the second profile 87 is combined with the first profile 85 to form the frame 26 according to the invention on the mandrel 72. The second profile 87 converges tangentially towards the mandrel 72 with a few degrees of angle ahead of the first profile 85, for example between 8° and 12°.
Un profil combiné se forme et se plaque sur la surface extérieure du mandrin 72 avant de s’enrouler en hélice, au pas souhaité pour l’insertion dans l’interstice 40, formant ainsi l’insert 28 et la carcasse 26.A combined profile is formed and pressed onto the outer surface of the mandrel 72 before winding into a helix, at the desired pitch for insertion into the gap 40, thus forming the insert 28 and the frame 26.
Simultanément, la partie extérieure 36 partiellement ouverte de chaque spire du premier profil 85 s’insère dans la partie intérieure 32 d’une spire adjacente.Simultaneously, the partially open outer part 36 of each turn of the first profile 85 is inserted into the inner part 32 of an adjacent turn.
Par ailleurs, la région intérieure 46 de chaque spire du deuxième profil 87 s’applique sur la région intérieure 46 d’une spire adjacente pour obturer l’interstice 40 en formation.Furthermore, the inner region 46 of each turn of the second profile 87 applies to the inner region 46 of an adjacent turn to close the gap 40 being formed.
Les organes de placage radial 82 sont alors appliqués à l’extérieur de la carcasse 26 et de l’insert 28 pour refermer et agrafer la carcasse 26, tout en assurant le calage interne de l’insert 28 dans l’interstice hélicoïdal 40.The radial plating elements 82 are then applied to the outside of the frame 26 and the insert 28 to close and staple the frame 26, while ensuring the internal positioning of the insert 28 in the helical gap 40.
Les spires ainsi formées de la carcasse 26 et de l’insert 28 se dégagent progressivement vers l’aval, en se détachant du mandrin 72 sous l’effet de la lubrification apportée par l’ensemble de lubrification, et du différentiel de rotation entre le support 73 et le mandrin 72 tendant à gonfler la carcasse 26.The coils thus formed of the carcass 26 and the insert 28 gradually move away downstream, detaching from the mandrel 72 under the effect of the lubrication provided by the lubrication assembly, and the differential of rotation between the support 73 and the mandrel 72 tending to inflate the carcass 26.
Une fois la carcasse 26 réalisée, et l’insert 28 disposé dans la carcasse 26, la gaine interne 20 est formée autour de la carcasse 26, par exemple par extrusion. La voûte de pression 27 et les couches d’armures 24, 25 sont alors enroulées autour de la gaine interne 20.Once the frame 26 is formed, and the insert 28 is placed within the frame 26, the inner sheath 20 is formed around the frame 26, for example by extrusion. The pressure arch 27 and the reinforcement layers 24, 25 are then wound around the inner sheath 20.
La gaine externe 30 est ensuite réalisée avantageusement par extrusion, en étant disposée à l’extérieur des couches d’armures 24, 25.The outer sheath 30 is then advantageously produced by extrusion, being placed outside the armor layers 24, 25.
L’ensemble intérieur formé par la carcasse 26 et l’insert 28 est perméable au passage de fluide depuis l’intérieur de la carcasse 26 vers l’extérieur de la carcasse 26.The internal assembly formed by the carcass 26 and the insert 28 is permeable to the passage of fluid from the inside of the carcass 26 to the outside of the carcass 26.
Dans une variante (non représentée) de poste 70 de fabrication et de pose, les profileuses 76, 80 sont disposées diamétralement à l’opposé l’une de l’autre, de part et d’autre d’un plan axial médian passant par l’axe A-A’.In a variant (not shown) of manufacturing and installation station 70, the profiling machines 76, 80 are arranged diametrically opposite each other, on either side of a median axial plane passing through the axis A-A’.
La
Dans cet exemple, le poste 70 comporte une profileuse unique 76, destinée à profiler conjointement le premier feuillard 31 et le deuxième feuillard 48.In this example, station 70 includes a single profiling machine 76, intended to jointly profile the first strip 31 and the second strip 48.
Le premier feuillard 31 est alimenté en amont dans la profileuse 76 pour être déformé partiellement par des galets 100 amont, sans déformation du deuxième feuillard 48. A partir de l’introduction intermédiaire du deuxième feuillard 48 non déformé, transversalement par rapport à la profileuse 76, le premier feuillard 31 et le deuxième feuillard 48 se déforment conjointement entre les galets 100 pour former un profil combiné 112.The first strip 31 is fed upstream into the roll forming machine 76 to be partially deformed by upstream rollers 100, without deformation of the second strip 48. From the intermediate introduction of the second undeformed strip 48, transversely with respect to the roll forming machine 76, the first strip 31 and the second strip 48 are deformed jointly between the rollers 100 to form a combined profile 112.
Le profil combiné 112 est ensuite enroulé sur la surface extérieure du mandrin 72, comme décrit précédemment.The combined profile 112 is then wrapped around the outer surface of the mandrel 72, as described previously.
Dans une variante (non représentée), l’insert présente une section en forme de S, en particulier en forme de S étendu, tel que décrit dans la demande de brevet WO2015/121424.
In one variant (not shown), the insert has an S-shaped section, in particular an extended S-shaped section, as described in patent application WO2015/121424.
Claims (12)
- une gaine interne (20) en polymère délimitant un passage (16) de circulation de fluide d’axe central (A-A’), le passage de circulation de fluide (16) présentant un diamètre intérieur (DI) ;
- au moins une couche d’armures (24, 25) disposée à l’extérieur de la gaine interne (20) ;
- une carcasse interne (26), disposée dans la gaine interne (20), la carcasse interne (26) comprenant un premier feuillard (31) plié délimitant un interstice hélicoïdal (40) débouchant vers l’axe central (A-A’), le premier feuillard (31) étant formé d’un premier matériau ;
- un insert hélicoïdal (28) obturant vers l’intérieur l’interstice hélicoïdal (40), l’insert hélicoïdal (28) comprenant un deuxième feuillard (48) plié, formé d’un deuxième matériau, l’insert hélicoïdal (28) présentant une section, prise dans un plan axial médian, comportant une région radiale (44) disposée dans l’interstice hélicoïdal (40) et une région intérieure axiale (46) faisant saillie à partir de la région radiale (44), la région intérieure axiale (46) obturant au moins partiellement l’interstice hélicoïdal (40),
caractérisée en ce que le deuxième matériau présente une limite d’élasticité (YS) inférieure à la limite d’élasticité (YS) du premier matériau, le rapport de l’épaisseur (e2) du deuxième feuillard (48) au diamètre intérieur (DI) étant compris entre 0,10% et 1%.Flexible fluid transport conduit (10), comprising:
- an internal polymer sheath (20) delimiting a central axis (A-A') fluid circulation passage (16), the fluid circulation passage (16) having an internal diameter (DI);
- at least one layer of armor (24, 25) arranged outside the inner sheath (20);
- an internal frame (26), arranged in the internal sheath (20), the internal frame (26) comprising a first folded strip (31) delimiting a helical gap (40) opening towards the central axis (A-A'), the first strip (31) being formed of a first material;
- a helical insert (28) closing inwards the helical gap (40), the helical insert (28) comprising a second folded strip (48), formed of a second material, the helical insert (28) having a cross-section, taken in a median axial plane, comprising a radial region (44) disposed in the helical gap (40) and an internal axial region (46) projecting from the radial region (44), the internal axial region (46) at least partially closing the helical gap (40),
characterized in that the second material has a yield strength (YS) lower than the yield strength (YS) of the first material, the ratio of the thickness (e2) of the second strip (48) to the inside diameter (DI) being between 0.10% and 1%.
- formation d’une carcasse interne (26), la carcasse interne (26) comprenant un premier feuillard (31) plié délimitant un interstice hélicoïdal (40) débouchant vers l’axe central (A-A’), le premier feuillard (31) étant formé d’un premier matériau ;
- réalisation d’une gaine interne (20) en polymère délimitant un passage de circulation de fluide (16) d’axe central (A-A’), le passage de circulation de fluide (16) présentant un diamètre intérieur (DI), la carcasse interne (26) étant disposée dans la gaine interne (20) ;
- disposition d’au moins une couche (24, 25) d’armures externe à l’extérieur de la gaine interne (20) ;
le procédé comportant la mise en place d’un insert hélicoïdal (28) dans l’interstice hélicoïdal (40), l’insert hélicoïdal (28) comprenant un deuxième feuillard (48) plié formé d’un deuxième matériau,
l’insert hélicoïdal (28) présentant une section, prise dans un plan axial médian, comportant une région radiale (44) disposée dans l’interstice hélicoïdal (40) et une région intérieure axiale (46) faisant saillie à partir de la région radiale (44), la région intérieure axiale (46) obturant au moins partiellement l’interstice hélicoïdal (40),
caractérisé en ce que le deuxième matériau présente une limite d’élasticité (YS) inférieure à la limite d’élasticité (YS) du premier matériau, le rapport de l’épaisseur (e2) du deuxième feuillard (48) au diamètre intérieur (DI) étant compris entre 0,10% et 1%.A method for manufacturing a flexible pipe (10), comprising the following steps:
- formation of an internal frame (26), the internal frame (26) comprising a first folded strip (31) delimiting a helical gap (40) opening towards the central axis (A-A'), the first strip (31) being formed of a first material;
- fabrication of an internal polymer sheath (20) delimiting a fluid circulation passage (16) with a central axis (A-A'), the fluid circulation passage (16) having an internal diameter (DI), the internal frame (26) being disposed in the internal sheath (20);
- arrangement of at least one layer (24, 25) of external armor outside the internal sheath (20);
the method comprising the placement of a helical insert (28) in the helical gap (40), the helical insert (28) comprising a second folded strip (48) formed of a second material,
the helical insert (28) having a section, taken in a median axial plane, comprising a radial region (44) disposed in the helical gap (40) and an internal axial region (46) projecting from the radial region (44), the internal axial region (46) at least partially closing the helical gap (40),
characterized in that the second material has a yield strength (YS) lower than the yield strength (YS) of the first material, the ratio of the thickness (e2) of the second strip (48) to the inside diameter (DI) being between 0.10% and 1%.
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2024
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2025
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2025219451A1 (en) | 2025-10-23 |
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