FR2721681A1 - Process for constructing oil pipes and pipe produced - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la conception et la réalisation de conduites, en se référant en particulier, en tant qu'application p-é~érée, aux conduites telles que les canalisations couramment appelées pipelines, qui sont mises en place en mer, pour servir â véhiculer des fluides constitués notamment de produits pétroliers, sous forme de gaz ou d'hydrocarbures ' guides. The present invention relates to the design and production of pipes, with particular reference, as a p-é ~ ered application, to pipes such as pipelines commonly called pipelines, which are installed at sea, to serve â convey fluids consisting in particular of petroleum products, in the form of gases or hydrocarbons' guides.
Pour constituer de telles conduites, il est usuel d'utiliser des tuyaux qui sont préfabriqués et amenés sur le chantier, sur barge en mer ("off-shore"), et de les y raccorder bout à bout sur place, au fur et à mesure que l'on pose la conduite en pleine mer, en passant de proche en proche d'un tuyau ac suivant. Pour ce faire on a déjà, sinon utilisé industriellement, du moins proposé ou essayé différentes techniques, tant pour la conception des tuyaux et des raccords que pour le montage et le procédé de mise en place. To constitute such pipes, it is usual to use pipes which are prefabricated and brought to the site, on barge at sea ("off-shore"), and to connect them end to end on site, as and when measure that the pipe is laid in the open sea, passing step by step from a next ac pipe. To do this, we have already, if not used industrially, at least proposed or tried different techniques, both for the design of pipes and fittings as for the assembly and the implementation process.
I1 existe toutefois une circonstance que ne semble pas avoir été prise en compte dans toutes ses dimensions. There is, however, one circumstance which does not appear to have been taken into account in all its dimensions.
I1 s'agit du poids apparent que doit présenter la conduite intrinsèquement si l'on veut éviter d'avoir à l'enterrer au fond de la mer pour qu'elle ne se déplace pas sous l'effet des vagues et des courants. Mais aussi, on ne peut pas résoudre cette question sans traiter en méme temps les difficultés que l'on rencontre au niveau des raccords, en particulier pour assurer une continuité uniforme dans les propriétés mécaniques et thermiques le long de la conduite terminée, ou en négligeant les besoins liés au milieu marin et aux efforts temporaires à affronter lors du montage et de la pose des tuyaux successifs. This is the apparent weight that driving must intrinsically present if one wants to avoid having to bury it at the bottom of the sea so that it does not move under the effect of waves and currents. But also, one cannot resolve this question without at the same time treating the difficulties which one meets on the level of the connections, in particular to ensure a uniform continuity in the mechanical and thermal properties along the finished pipe, or by neglecting the needs related to the marine environment and the temporary efforts to be faced during the mounting and laying of successive pipes.
A ces exigences de la pratique industrielle, l'invention apporte une solution nouvelle, notamment en ce que le raccord entre deux tuyaux successifs implique un manchon librement coulissant mais collé sur les tuyaux au niveau de la jonction entre deux tuyaux successifs et/ou par le fait que les différents tuyaux sont constitués dans leur partie courante de deux tubes coaxiaux, généralement en acier, entre lesquels est interposé un remplissage grâce auquel ils sont à la fois calorifugés et lestés, et de préférence en outre rendus relativement imperméables à l'eau.Le fluide à véhiculer, constitué par un produit pétrolier en général, dans l'exemple d'application préféré, circule à l'intérieur du tube interne, ou tube transporteur, alors que le tube externe peut être aisément choisi pour jouer le rôle d'un tube protecteur mettant le remplissage intermédiaire à l'abri des agressivités de l'eau de mer et des chocs que la conduite risque fort de devoir subir en cours d'utilisation. To these requirements of industrial practice, the invention provides a new solution, in particular in that the connection between two successive pipes implies a freely sliding sleeve but glued to the pipes at the junction between two successive pipes and / or by the the fact that the different pipes consist in their main part of two coaxial tubes, generally of steel, between which is interposed a filling by which they are both insulated and weighted, and preferably also made relatively impermeable to water. The fluid to be conveyed, consisting of a petroleum product in general, in the preferred application example, circulates inside the internal tube, or transport tube, while the external tube can be easily chosen to play the role of a protective tube protecting the intermediate filling from the aggressiveness of sea water and the shocks that the pipe is likely to have to undergo in c use bear.
Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, le remplissage formé dans l'espace enveloppe annulaire séparant les deux tubes des tuyaux est constitué essentiellement de béton, donc d'un liant au ciment enrobant des cailloux et graviers en tant que matières de charge, le béton constituant une matière de lestage privilégiée. In accordance with one of the characteristics of the invention, the filling formed in the annular envelope space separating the two tubes from the pipes consists essentially of concrete, therefore of a cement binder coating stones and gravel as materials for load, concrete constituting a preferred ballast material.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un matériau de remplissage interposé entre les tubes coaxiaux des tuyaux est essentiellement constitué d'un matériau alvéolaire à pores fermés, tel que du verre expansé ou une mousse de matière plastique équivalente. According to another characteristic of the invention, a filling material interposed between the coaxial tubes of the pipes consists essentially of a cellular material with closed pores, such as expanded glass or an equivalent plastic foam.
Dans ce cas, la conduite selon l'invention trouve avantage dans les qualités d'imperméabilité et d'isolation de ce type de matériau. En particulier, le caractère hydrofuge du verre ou des matériaux analogues permet que les légères fuites qui peuvent toujours se produire à travers des fissures minimes des tubes externes, ou surtout à travers les raccords entre tuyaux successifs, ne se propagent pas le long de la canalisation et n'aillent pas jusqu'à attaquer éventuellement les tubes transporteurs de fluide.In this case, the pipe according to the invention finds advantage in the qualities of impermeability and insulation of this type of material. In particular, the water-repellent nature of glass or similar materials means that the slight leaks which can always occur through minimal cracks in the external tubes, or especially through the connections between successive pipes, do not propagate along the pipe. and do not go so far as to possibly attack the fluid transport tubes.
I1 est toutefois plus avantageux de combiner les deux matériaux préférés, en enveloppant le matériau calorifugeant imperméable qu'est le verre expansé, ou un matériau à pores fermés analogue, d'une couche de lestage formée de béton coulé en usine, le béton pouvant également servir de liant enrobant des blocs distincts de verre expansé et assurant l'homogénéité de l'enveloppe de remplissage dans tout le volume annulaire entre les deux tubes.En particulier, le remplissage peut ainsi être constitué d'une couche enveloppe de béton, autour d'une enveloppe de plus faible diamètre formée de blocs de béton expansé, eux-mêmes noyés dans un liant au ciment enrobant le tout et chargé de manière différente, notamment avec des charges de granulométrie plus faible
Suivant l'invention, le tube transporteur interne se prolonge en continu à chacune des extrémités longitudinales du tuyau correspondant, par un tronçon de jonction où il est nu, au-delà de la partie courante du tuyau équipée du remplissage intermédiaire et du tube protecteur externe.A ce niveau, un dispositif de raccordement entre deux tuyaux successifs conforme à l'invention implique, outre les tronçons de jonction de deux tuyaux présentés alignés bout à bout, sa propre enveloppe de remplissage ainsi qu'un manchon d'accouplement destiné à recouvrir ensemble du raccord. Celui-ci s'étend sur une zone de jonction dont la longueur couvre non seulement celle des tronçons de jonction des tubes internes, mais aussi de part et d'autre, un tronçon d'extrémité des tubes externes correspondant aux parties courantes des tuyaux. I1 est à avantageusement à libre coulissement sur les tubes externes des deux tuyaux, au moins sur leurs tronçons d'extrémité intervenant dans la zone de jonction. It is however more advantageous to combine the two preferred materials, by enveloping the waterproof heat-insulating material that is expanded glass, or a similar closed-pore material, with a ballast layer formed from concrete poured in the factory, the concrete also being able to serve as a binder coating separate blocks of expanded glass and ensuring the homogeneity of the filling envelope throughout the annular volume between the two tubes. In particular, the filling can thus consist of a concrete envelope layer, around '' an envelope of smaller diameter formed by blocks of expanded concrete, themselves embedded in a cement binder coating the whole and loaded in a different way, in particular with loads of smaller particle size
According to the invention, the internal conveyor tube is continuously extended at each of the longitudinal ends of the corresponding pipe, by a junction section where it is bare, beyond the current part of the pipe equipped with the intermediate filling and the external protective tube. .At this level, a connection device between two successive pipes in accordance with the invention involves, in addition to the joining sections of two pipes presented aligned end to end, its own filling envelope as well as a coupling sleeve intended to cover fitting assembly. This extends over a junction zone whose length covers not only that of the junction sections of the internal tubes, but also on either side, an end section of the external tubes corresponding to the current parts of the pipes. I1 is advantageously free sliding on the external tubes of the two pipes, at least on their end sections intervening in the junction zone.
Conformément à l'invention, une continuité des propriétés mécaniques et thermiques de la canalisation dans son ensemble est assurée en sélectionnant pour les éléments constitutifs du raccord sensiblement les mêmes matériaux ou des matériaux équivalents à ceux qui sont utilisés dans la partie courante des tuyaux. Ainsi, le manchon d'accouplement est de préférence de forme annulaire cylindrique et réalisé en acier, sous une épaisseur de paroi équivalente à celle des tubes externes de tuyaux. According to the invention, continuity of the mechanical and thermal properties of the pipe as a whole is ensured by selecting for the constituent elements of the connector substantially the same materials or materials equivalent to those used in the current part of the pipes. Thus, the coupling sleeve is preferably of cylindrical annular shape and made of steel, with a wall thickness equivalent to that of the external tubes of pipes.
Dans ce cadre et conformément à une variante de réalisation préférée de l'invention, un anneau de remplissage à insérer sur place, dans la zone des deux tronçons de jonction des tubes internes soudés bout à bout, est constitué d'éléments rigides préfabriqués, d'isolation thermique et/ou de lestage, réalisés avantageusement soit en verre expansé ou en matière plastique analogue à pores fermés, soit en ciment, soit encore en une combinaison de ces deux matériaux. I1 semble que pour la commodité de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, il soit particulièrement avantageux de réaliser un tel anneau de remplissage à partir de douelles ou coquilles rigides, notamment de deux éléments semi-annulaires couvrant chacun la moitié de la circonférence des tubes internes, qui sont destinés à être assemblés sur place, notamment par l'intermédiaire d'un liant compatible. In this context and in accordance with a preferred alternative embodiment of the invention, a filling ring to be inserted on site, in the area of the two connecting sections of the internal tubes welded end to end, consists of rigid prefabricated elements, d thermal insulation and / or ballasting, advantageously made either of expanded glass or of similar plastics material with closed pores, or of cement, or even of a combination of these two materials. I1 seems that for the convenience of implementing the process which is the subject of the invention, it is particularly advantageous to produce such a filling ring from rigid staves or shells, in particular from two semi-annular elements each covering half of the circumference of the internal tubes, which are intended to be assembled on site, in particular by means of a compatible binder.
D'autre part, il est souhaitable dans le cadre de l'invention que le manchon soit, au moins sur sa face intérieure, à surface sensiblement continue et lisse, c'est-à-dire dépourvue de corrugations interférant avec la surface extérieure des tubes protecteurs. Ceci n'empêche pas que, sans faire obstacle à une capacité de libre coulissement sur les tuyaux, sa surface intérieure comporte des corrugations ou autre forme d'aspérités facilitant les effets de placage et l'adhérence d'un remplissage ayant une fonction de liant comme il sera vu plus loin. I1 présente avantageusement un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur des tubes protecteurs externes, de sorte à ménager entre les deux un jeu par exemple compris entre 5 et 30 mm, et de préférence entre 10 et 15 mm. I1 en résulte qu'il est aisé de faire coulisser le manchon sur les tuyaux pour l'amener en position appropriée pendant les opérations de raccordement, et ce quel que soit le désalignement éventuel entre les tubes externes, entraîné souvent par des défauts de fabrication et/ou par des écarts au montage lors de la soudure des tubes internes, et quelles que soient les tolérances d'ovalisation des tubes externes et du manchon d'accouplement. On the other hand, it is desirable in the context of the invention that the sleeve is, at least on its inner face, with a substantially continuous and smooth surface, that is to say free from corrugations interfering with the outer surface of the protective tubes. This does not prevent that, without obstructing a capacity of free sliding on the pipes, its internal surface includes corrugations or other form of roughness facilitating the effects of plating and the adhesion of a filling having a function of binder as will be seen later. I1 advantageously has an inside diameter greater than the outside diameter of the outer protective tubes, so as to provide a clearance between the two, for example between 5 and 30 mm, and preferably between 10 and 15 mm. As a result, it is easy to slide the sleeve over the pipes to bring it into the appropriate position during the connection operations, regardless of any misalignment between the external tubes, often caused by manufacturing defects and / or by deviations from assembly during the welding of the internal tubes, and whatever the ovalization tolerances of the external tubes and of the coupling sleeve.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, dans la concrétisation de laquelle intervient le jeu avantageusement prévu entre le diamètre extérieur des tubes protecteurs externes et le diamètre intérieur du manchon d'accouplement, les éléments constitutifs des tuyaux et du raccord servent à la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'invention qui, lors du montage sur site en mer, comporte une étape permettant de rendre chaque zone de raccordement entre tuyaux successifs au mieux cohérente avec les parties courantes de ces tuyaux et intimement liée solidairement avec elles. Cette étape consiste à injecter sous pression un liant liquide, mais à durcissement rapide, dans tout espace ou interstice restant libre au niveau de la jonction entre deux tubes successifs. L'injection est avantageusement effectuée à travers la paroi du manchon d'accouplement. According to another characteristic of the invention, in the concretization of which intervenes the advantageously provided clearance between the outside diameter of the outer protective tubes and the inside diameter of the coupling sleeve, the constituent elements of the pipes and of the connector are used for setting using a method according to the invention which, during assembly on site at sea, comprises a step making it possible to make each connection zone between successive pipes at best coherent with the current parts of these pipes and intimately linked with them. This stage consists in injecting under pressure a liquid binder, but fast hardening, in any space or interstice remaining free at the junction between two successive tubes. The injection is advantageously carried out through the wall of the coupling sleeve.
Suivant des modes de réalisation préférés de l'invention, un tel liant, capable de durcir autrement que par évaporation de diluant uniquement, peut être de nature minérale, ne qui sera le cas des liants hydrauliques de la famille du ciment, ou de nature principalement organique comme le sont les compositions à base de résines et colles durcissant par polymérisation, que ce soit par l'effet de radicaux libres, par celui de promoteurs ou réticulants, ou par tout autre processus. En exemples de résines organiques particulièrement avantageuses, on peut citer les résines époxydes accompagnées d'un durcisseur complémentaire et le cas échéant d'un réticulant, les colles à base de résine de polyester, les résines de polyuréthannes et les résines élastomères polymérisables.Etant entendu qu'une telle liste de liants n'est pas limitative, on doit comprendre également que de tels liants peuvent être utilisés dans le cadre de l'invention dans toutes combinaisons dans lesquelles ils sont techniquement compatibles, l'intérêt de telles combinaisons étant, suivant les cas, de réduire les coûts, d'améliorer le pouvoir d'adhérence vis-à-vis de l'acier, du verre, ou du matériau alvéolaire choisi, de diminuer le temps nécessaire au durcissement, d'améliorer la qualité du collage par contact et la résistance aux contraintes de friction qui se font jour quand, comme il est usuel la conduite en cours de pose est soumise à des efforts de traction dans le sens longitudinal. According to preferred embodiments of the invention, such a binder, capable of hardening other than by evaporation of diluent only, can be of mineral nature, which will be the case of hydraulic binders of the cement family, or of mainly nature organic as are the compositions based on resins and adhesives hardening by polymerization, whether by the effect of free radicals, by that of promoters or crosslinkers, or by any other process. Examples of particularly advantageous organic resins include epoxy resins accompanied by an additional hardener and, where appropriate, a crosslinker, adhesives based on polyester resin, polyurethane resins and polymerizable elastomer resins. that such a list of binders is not limiting, it should also be understood that such binders can be used in the context of the invention in any combination in which they are technically compatible, the advantage of such combinations being, according to the cases, to reduce the costs, to improve the power of adhesion with respect to the steel, the glass, or the cellular material chosen, to reduce the time necessary for hardening, to improve the quality of the bonding by contact and resistance to friction stresses which arise when, as usual, the pipe being laid is subjected to tensile forces in the longitudinal direction.
On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. A particular embodiment of the invention will now be described in more detail which will make it better understand the essential characteristics and the advantages, it being understood however that this embodiment is chosen by way of example and that it is in no way limiting.
Sa description est illustrée par les dessins annexés, dans lesquels
- La figure 1 représente en coupe longitudinale un tuyau préfabriqué conformément à l'invention.Its description is illustrated by the accompanying drawings, in which
- Figure 1 shows in longitudinal section a prefabricated pipe according to the invention.
- La figure 2 représente deux tuyaux en bout à bout au cours des opérations de raccordement sur site. - Figure 2 shows two pipes end to end during on-site connection operations.
- La figure 3 représente, toujours en coupe longitudinale, les deux mêmes tuyaux une fois raccordés. - Figure 3 shows, still in longitudinal section, the same two pipes once connected.
- La figure 4 représente une vue schématique en section droite transversale du même ensemble au niveau de la jonction entre les deux tuyaux. - Figure 4 shows a schematic cross-sectional view of the same assembly at the junction between the two pipes.
- La figure 5 représente une vue en section analogue à la figure 4, mais cette fois à travers la partie médiane ou courante d'un tuyau. - Figure 5 shows a sectional view similar to Figure 4, but this time through the middle or running part of a pipe.
Pour des raisons de clarté, on désignera souvent ciaprès les mêmes éléments par les mêmes chiffres de référence et la représentation des dessins est schématique, sans toujours respecter nécessairement la même échelle dans les dimensions. For the sake of clarity, the same elements will often be designated below by the same reference numbers and the representation of the drawings is schematic, without necessarily necessarily respecting the same scale in dimensions.
Conformément à l'invention dans le mode de réalisation particulier décrit et illustré par les figures, une canalisation pour produits pétroliers, soit notamment pour des hydrocarbures gazeux ou liquides, est montée sur site sur une barge en pleine mer, à partir de séries de tuyaux tous identiques entre eux, par raccordement en bout à bout de tuyaux successifs qui sont rajoutés de proche en proche à la canalisation en cours de mise en place au fond de la mer. In accordance with the invention in the particular embodiment described and illustrated by the figures, a pipeline for petroleum products, in particular for gaseous or liquid hydrocarbons, is mounted on site on a barge in the open sea, from series of pipes all identical to each other, by end-to-end connection of successive pipes which are added step by step to the pipe being installed at the bottom of the sea.
L'ensemble étant du type à double paroi et enveloppe intermédiaire en matériaux d'isolation thermique et lestage, chaque tuyau est préfabriqué en usine et constitué comme il ressort de la figure 1. Entre deux tubes coaxiaux cylindriques en acier, à savoir un tube transporteur interne 10 et un tube protecteur externe 20, on voit qu'en pratique, l'enveloppe 15 de remplissage de l'espace annulaire intermédiaire est formée en des matériaux de remplissage de deux types différents dans le cas particulier considéré. The assembly being of the double-walled type and intermediate envelope made of thermal insulation and ballasting materials, each pipe is prefabricated in the factory and constituted as shown in FIG. 1. Between two coaxial cylindrical steel tubes, namely a conveyor tube internal 10 and an external protective tube 20, it can be seen that in practice, the envelope 15 for filling the intermediate annular space is formed from filling materials of two different types in the particular case under consideration.
En effet, au cours de la fabrication en usine, on a disposé sur le tube interne 10, tout autour de celui-ci, des blocs 22 en matériau alvéolaire hydrofuge, plus particulièrement ici en verre expansé, et l'on a ensuite coulé du béton, en tant que matière de remplissage à liant hydraulique de ciment, dans l'espace laissé libre entre les blocs eux-mêmes et entre les blocs et les tubes. Par là, on a formé deux enveloppes concentriques, la première 16 autour du tube interne étant constituée par les blocs de verre expansé enrobés de béton et la seconde étant une couche continue de béton 23 contre la surface intérieure du tube externe. In fact, during manufacturing in the factory, blocks 22 of water-repellent cellular material, more particularly here of expanded glass, were placed on the internal tube 10, all around the latter, and then concrete, as a filling material with hydraulic cement binder, in the space left free between the blocks themselves and between the blocks and the tubes. By this, two concentric envelopes were formed, the first 16 around the inner tube being formed by blocks of expanded glass coated with concrete and the second being a continuous layer of concrete 23 against the inner surface of the outer tube.
Comme il apparait de la figure 1, le tube externe 20 est plus court que le tube interne 10. Il s'étend sur l'essentiel de la longueur du tube interne dans toute sa partie médiane, constituant la partie courante du tuyau, mais il laisse aux deux extrémités opposées du tube interne 10 deux tronçons de jonction 26 et 27 où le tube interne dépasse du tube externe et où il est dépourvu de toute enveloppe. Le remplissage intermédiaire constitué des matériaux 22 et 23 s'arrête aux extrémités du tube externe 20, des banches appropriées étant disposées à ces extrémités de manière temporaire lors du coulage du béton. As it appears from FIG. 1, the external tube 20 is shorter than the internal tube 10. It extends over most of the length of the internal tube in all its middle part, constituting the current part of the pipe, but it leaves at the two opposite ends of the inner tube 10 two joining sections 26 and 27 where the inner tube protrudes from the outer tube and where it is devoid of any envelope. The intermediate filling consisting of the materials 22 and 23 stops at the ends of the external tube 20, suitable forms being temporarily placed at these ends when the concrete is poured.
Par ailleurs, il est utile de prévoir des espaceurs 24 et 25, qui subsistent dans le tuyau fini, alors qu'ils sont destinés à maintenir les blocs 22 en place contre le tube interne 10 et/ou à maintenir ce dernier centré dans l'axe du tube externe 20 pendant le coulage et le durcissement du béton.Furthermore, it is useful to provide spacers 24 and 25, which remain in the finished pipe, while they are intended to hold the blocks 22 in place against the internal tube 10 and / or to keep the latter centered in the axis of the outer tube 20 during the pouring and hardening of the concrete.
Les blocs 22 sont préférentiellement en verre expansé dans le cas particulier décrit. Ce matériau a pour avantage d'être imperméable à l'eau, ce qui fait qu'il garde ses propriétés isolantes en cas de fuites d'eau de mer susceptibles de se produire à travers des fissures interstitielles des tubes 20 ou au niveau des raccords formés à l'aide des manchons 3, au long des annees d'utilisation de la conduite immergée en mer. La légèreté de ce matériau fait qu'il se combine avantageusement, conformément à l'invention, avec du béton qui sert à la fois à noyer le tout et à lester les tuyaux. Le poids est un atout important pour les pipelines, car dans bon nombre d'applications, il évitera d'avoir à enterrer la conduite au fond de la mer pour assurer sa stabilité.Quant au tube d'enveloppe externe 20, il protège le matériau de remplissage, et plus particulièrement le béton, des agressivités de l'eau de mer et des chocs avec les rochers, ancres et articles divers qui peuvent venir heurter la conduite. The blocks 22 are preferably made of expanded glass in the particular case described. This material has the advantage of being impermeable to water, which means that it retains its insulating properties in the event of seawater leaks which may occur through interstitial cracks in the tubes 20 or at the fittings. formed using the sleeves 3, over the years of use of the submerged pipe at sea. The lightness of this material means that it combines advantageously, in accordance with the invention, with concrete which serves both to drown everything and to ballast the pipes. Weight is an important asset for pipelines, because in many applications, it will avoid having to bury the pipe at the bottom of the sea to ensure its stability. As for the outer casing tube 20, it protects the material filling, and more particularly concrete, of the aggressiveness of sea water and impacts with rocks, anchors and various articles which can strike the pipe.
On peut observer de la figure 1 et de la figure 5 que les blocs 22 sont chacun de forme parallélépipédique, qu'ils sont disposés bout à bout le long du tube interne 10, et que dans le cas particulier illustré par la figure 5, ils présentent chacun une section sensiblement carrée. It can be seen from FIG. 1 and from FIG. 5 that the blocks 22 are each of parallelepipedal shape, that they are placed end to end along the internal tube 10, and that in the particular case illustrated by FIG. 5, they each have a substantially square section.
Il pourra toutefois être utile, en variante, de leur donner une forme trapézoïdale, éventuellement limitée par deux arcs de cercles, à pans coupés ou non, pour mieux remplir un espace annulaire autour du tube 10.It may however be useful, as a variant, to give them a trapezoidal shape, possibly limited by two arcs of circles, with cut sides or not, to better fill an annular space around the tube 10.
Le dimensionnement peut impliquer par exemple, pour des tuyaux aux longueurs courantes de 12, ou plutôt 24 mètres, des diamètres intérieurs de 150 mm, pour les tubes internes, de 300 à 400 mm pour les tubes externes, avec des tubes internes dépassant longitudinalement de 100 mm les tubes externes à chaque extrémité, compte tenu des besoins d'accessibilité pour l'opération de soudure, la couche de béton autour de l'isolant présentant une épaisseur comprise entre 10 et 100 mm, notamment d'environ 20 à 30 millimètres. On remarquera que l'épaisseur de paroi des tubes externes peut être relativement réduite, compte tenu du fait que sa résistance aux chocs et au flambage est renforcée par la couche de béton 23. Sizing may involve, for example, for pipes with common lengths of 12, or rather 24 meters, internal diameters of 150 mm, for internal tubes, from 300 to 400 mm for external tubes, with internal tubes protruding longitudinally from 100 mm the outer tubes at each end, taking into account the accessibility requirements for the welding operation, the layer of concrete around the insulation having a thickness of between 10 and 100 mm, in particular around 20 to 30 millimeters . It will be noted that the wall thickness of the external tubes can be relatively reduced, taking into account the fact that its impact and buckling resistance is reinforced by the concrete layer 23.
Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on y voit deux tuyaux Il et 12 en cours de raccordement bout à bout. Le tuyau 11 termine la conduite déjà mise en place et l'on vient y raccorder le tuyau suivant 12. Au préalable, on a engage par l'extrémité libre du tuyau 11 un manchon d'accouplement 3. Ce manchon est de forme annulaire cylindrique, avec un diamètre interne laissant subsister autour des tubes externes 20 et 30 respectivement des tuyaux 11 et 12, un jeu de libre coulissement, suffisant pour être capable d'absorber leurs déformations éventuelles, et notamment les effets des tolérances d'alignement et du rétreint lors des opérations de soudage. If we now refer to Figure 2, we see two pipes II and 12 being connected end to end. The pipe 11 ends the pipe already in place and the next pipe is connected to it 12. Beforehand, a coupling sleeve 3 is engaged by the free end of the pipe 11. This sleeve is of cylindrical annular shape. , with an internal diameter leaving around the outer tubes 20 and 30 respectively of the pipes 11 and 12, a free sliding clearance, sufficient to be able to absorb their possible deformations, and in particular the effects of alignment tolerances and shrinking during welding operations.
Sa surface interne, comme d'ailleurs la surface externe des tubes, est soit véritablement lisse, soit de préférence rugueuse pour améliorer l'efficacité du liant par adhérence et coincement. Il est préférentiellement d'une épaisseur égale ou légèrement supérieure à celle du tube externe.Its internal surface, like the external surface of the tubes, is either truly smooth, or preferably rough to improve the effectiveness of the binder by adhesion and jamming. It is preferably of a thickness equal to or slightly greater than that of the outer tube.
La figure 2 représente les deux tuyaux 1l et 12 au moment où leurs tubes internes respectifs 10 et 31 ont déjà été soudés ensemble dans l'alignement l'un de l'autre en 4, en bout de leurs tronçons de jonction respectifs 26 et 32. FIG. 2 represents the two pipes 11 and 12 at the moment when their respective internal tubes 10 and 31 have already been welded together in alignment with one another at 4, at the end of their respective joining sections 26 and 32 .
Dans l'espace libre entourant ces tronçons de jonction entre les extrémités des tubes externes respectifs 20 et 30, on vient interposer un anneau de remplissage dont on a admis ici qu'il est constitué de deux demi-coquilles 5 et 6. Ces demi-coquilles étant fabriquées par avance, sont de préférence constituées de béton durci. Toutefois, pour améliorer la continuité des propriétés de la conduite d'un tuyau à l'autre, on peut avantageusement prévoir de noyer dans le béton des blocs en même matière que les blocs de verre expansé 23. Dans d'autres cas, on pourra réaliser un anneau analogue constitué seulement de douelles ou blocs en verre expansé de forme et dimensions appropriées.In the free space surrounding these junction sections between the ends of the respective external tubes 20 and 30, there is interposed a filling ring which we have admitted here that it consists of two half-shells 5 and 6. These half-shells shells being made in advance, are preferably made of hardened concrete. However, to improve the continuity of the properties of the pipe from one pipe to another, it is advantageous to provide for embedding in the concrete blocks of the same material as the blocks of expanded glass 23. In other cases, it is possible to make a similar ring consisting only of staves or blocks of expanded glass of appropriate shape and dimensions.
L'étape suivante consiste à ramener le manchon 3 partiellement sur l'extrémité du tuyau 12, de sorte qu'il recouvre l'ensemble de la zone de jonction par sa partie mediane. La longueur du manchon 3 est avantageusement choisie, de sorte qu'il s'étende alors symétriquement sur les tronçons d'extrémité 33 et 34 des tubes externes 20 et 30. Sa longueur est choisie comprise entre 2 et 4 fois leur diamètre. Elle est par exemple de l'ordre de 3 à 3,5 mètres pour un diamètre de tuyau de 400 mm environ. The next step is to bring the sleeve 3 partially on the end of the pipe 12, so that it covers the entire junction area by its middle part. The length of the sleeve 3 is advantageously chosen, so that it then extends symmetrically over the end sections 33 and 34 of the outer tubes 20 and 30. Its length is chosen to be between 2 and 4 times their diameter. It is for example of the order of 3 to 3.5 meters for a pipe diameter of approximately 400 mm.
Puis, par des orifices d'injection 7, 8 et 9 percés à cet effet à travers la paroi du manchon 3, on introduit sous pression un liant durcissable 18 venant remplir tous les intervalles et interstices restant libres autour de l'anneau de remplissage (éventuellement à l'intérieur de celui-ci quand il est formé de blocs non noyés), entre les deux demi-coquilles 5 et 6, entre celles-ci et les tronçons de jonction 26, 32 des tubes internes 10, 31, et entre les tubes externes 20, 30 (plus précisément leurs tronçons d'extrémité 33 et 34) et le manchon 3 lui-même. Des figures 2 et 3 on peut observer que pour des raisons de commodité, lors de l'injection le manchon 3 est oriente circulairement de sorte que les trous d'injection se situent en partie basse sur des tuyaux disposés horizontalement pendant les operations de raccordement. Then, by injection orifices 7, 8 and 9 drilled for this purpose through the wall of the sleeve 3, a curable binder 18 is introduced under pressure, filling all the gaps and interstices remaining free around the filling ring ( possibly inside of it when it is formed from non-embedded blocks), between the two half-shells 5 and 6, between these and the connecting sections 26, 32 of the internal tubes 10, 31, and between the outer tubes 20, 30 (more precisely their end sections 33 and 34) and the sleeve 3 itself. Figures 2 and 3 it can be seen that for reasons of convenience, during injection the sleeve 3 is oriented circularly so that the injection holes are located at the bottom on pipes arranged horizontally during connection operations.
Le liant durcissable peut entre du béton léger peu chargé et fluide, si sa composition assure un durcissement rapide. Toutefois, de préférence, il s'agit d'un liant durcissant par polymérisation et choisi pour presenter un bon pouvoir d'adhérence sur l'acier constitutif des tubes, par exemple à base de résine de polyester. Sous la pression d'injection, un tel liant pénètre dans le jeu librement coulissant laissé entre les tubes externes 20-30 et le manchon 3 en s'écoulant depuis la partie médiane vers les extrémités du manchon. Pour éviter qu'il déborde vers l'extérieur, des joints gonflables sont disposés à ses extrémités et retirés une fois le durcissement du liant effectué. Il est à noter toutefois qu'il n'est pas toujours indispensable que le liant parvienne jusqu aux extrémités du manchon. The curable binder can be between light, lightly loaded and fluid concrete, if its composition ensures rapid hardening. However, preferably, it is a binder hardening by polymerization and chosen to have good adhesion on the steel constituting the tubes, for example based on polyester resin. Under the injection pressure, such a binder enters the freely sliding clearance left between the external tubes 20-30 and the sleeve 3 by flowing from the middle part towards the ends of the sleeve. To prevent it from overflowing outwards, inflatable seals are placed at its ends and removed once the binder has hardened. It should be noted, however, that it is not always essential for the binder to reach the ends of the sleeve.
De la sorte, l'invention permet d'assurer l'inertie souhaitable au cours de la pose et lors de l'utilisation de la conduite, de manière homogène tout au long de celle-ci. In this way, the invention makes it possible to ensure the desired inertia during laying and during the use of the pipe, homogeneously throughout the latter.
Au moment du raccordement, les tubes internes soudés ensemble suffisent à supporter l'essentiel des efforts de traction, tandis que l'épaisseur du jeu qui sépare le manchon d'accouplement des tubes externes peut être adaptée afin de permettre au liant remplissant ce jeu, une fois durci, de venir ensuite parfaire les qualités globales de la conduite en cours d'utilisation, par sa résistance en friction et en flexion.At the time of connection, the internal tubes welded together are sufficient to withstand most of the tensile stresses, while the thickness of the clearance which separates the coupling sleeve from the external tubes can be adapted in order to allow the binder filling this clearance, once hardened, then come and perfect the overall qualities of the pipe in use, by its resistance to friction and bending.
Naturellement, et comme il résulte déjà amplement de ce qui précède, l'invention n'est pas limite aux modes particuliers de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples préférés, dont elle englobe toutes les variantes restant dans le cadre des revendications du brevet. Naturally, and as it already clearly follows from the above, the invention is not limited to the particular embodiments which have been described by way of preferred examples, of which it encompasses all the variants remaining within the scope of the claims of the patent.
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