FR2986599A1 - Conduite tubulaire flexible a gaine de pression double couches - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une conduite tubulaire flexible (10) pour le transport des hydrocarbures en milieu marin, ladite conduite tubulaire flexible comprenant une gaine étanche (14) en matériau polymère, et d'une part une zone d'écoulement (24) des hydrocarbures située à l'intérieur de ladite gaine étanche et d'autre part des couches métalliques (16, 18, 20) enroulées à l'extérieur autour de ladite gaine étanche (14) pour permettre à ladite conduite tubulaire flexible de résister aux contraintes radiales et longitudinales, ladite gaine étanche (14) comportant une couche externe (28) située vers l'extérieur et une couche interne (26) indépendante de ladite couche externe située vers l'intérieur de ladite gaine étanche (14) pour isoler ladite couche externe (28) vis-à-vis de ladite zone d'écoulement, ladite couche interne étant destinée à être en contact avec l'hydrocarbure s'écoulant à l'intérieur de ladite zone d'écoulement (24). Ladite couche interne (26) est réalisée en copolyamide semi-aromatique de manière à pouvoir préserver ladite couche externe (28) de l'hydrolyse.

Description

Conduite tubulaire flexible à gaine de pression double couches La présente invention se rapporte à une conduite tubulaire flexible pour le transport des hydrocarbures en milieu marin.

Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement, l'extraction des hydrocarbures en mer profonde. Dans ces conditions, les conduites sont non seulement soumises à de fortes pressions, mais aussi à des conditions thermiques inhabituelles où l'hydrocarbure est généralement chaud.

Les conduites tubulaires flexibles connues comportent de l'intérieur vers l'extérieur de la conduite, une gaine étanche, dite également gaine de pression, faite d'un matériau polymère et des couches d'armures enroulées à l'extérieur autour de la gaine pour pouvoir résister aux contraintes de pression radiales et aux contraintes d'extension longitudinale. Plus précisément, ces deux fonctions sont dissociées et au moins une première couche d'un fil d'armure enroulé à pas court sur la gaine étanche permet de former des spires jointives constituant une voûte de pression. Elle est destinée à reprendre les contraintes de pression radiales. En outre, au moins une seconde couche de fils d'armure enroulés à pas long autour de la voûte de pression permet de reprendre les contraintes longitudinales. Usuellement, une gaine de protection recouvre cette seconde couche de fils d'armure. A l'intérieur de la gaine étanche se situe une zone d'écoulement des hydrocarbures. Généralement, la gaine étanche est en appui vers l'intérieur sur un conduit flexible, ou carcasse interne, faite d'un profilé enroulé dont les spires sont agrafées les unes aux autres. La zone d'écoulement s'étend ainsi à l'intérieur de la carcasse interne. Les gaines étanches sont réalisées dans divers matériaux polymères en fonction des contraintes qu'elles ont à subir. Les polyéthylènes par exemple sont communément mis en oeuvre pour réaliser des gaines étanches.

Toutefois, ils sont sensibles à la chaleur et les hydrocarbures liquides diffusent naturellement à travers, ce qui aboutit à leur gonflement. Les polyamides-11 et les polyamides-12 résistent mieux à la chaleur et à la pression ainsi qu'au gonflement dus aux hydrocarbures. En revanche, ils s'hydrolysent et perdent ainsi leurs propriétés mécaniques. En outre, lorsqu'ils sont plastifiés, le plastifiant tend à exsuder dans l'hydrocarbure et leurs propriétés mécaniques changent. Les polymères de fluorure de vinylidène, dont l'acronyme anglais est PVDF, sont appréciés pour leur résistance à la chaleur et à la pression, et surtout pour leur grande inertie chimique vis-à-vis de l'hydrocarbure. En revanche ils sont plus coûteux. Les conditions d'exploitation des hydrocarbures devenant plus sévères, la gaine étanche subie par la même, de plus fortes contraintes et est susceptible de se dégrader alors plus rapidement. Ainsi, l'action conjuguée de la température et de la pression tout d'abord, tend à provoquer le fluage de la gaine vers l'extérieur dans les déjoints, ou interstices, de la voûte de pression. Ce qui non seulement diminue la flexibilité de la conduite, mais peut aussi provoquer des amorces de fracture dans la gaine étanche. Les paramètres température et pression peuvent également contribuer à provoquer le cloquage, ou « blistering » en langue anglaise, lors des phases de dépressurisation de la conduite tubulaire flexible. De plus, l'action seule de la température sur les réactions chimiques aptes à se produire au niveau de la gaine, accélère sa dégradation. Aussi, il a été imaginé d'installer dans la conduite une gaine étanche constituée de deux couches indépendantes, d'une part une couche interne n'incluant pas de plastifiant, dit externe, qui pourrait exsuder, mais un plastifiant greffé dans le polymère, dit plastifiant interne, et d'autre part une couche externe plastifiée avec un plastifiant externe. De la sorte, l'inertie chimique de la couche interne est améliorée, tandis que ses propriétés mécaniques chutent à cause du plastifiant interne, alors que l'inertie chimique de la couche externe demeure faible, mais que ses propriétés mécaniques sont intègres. On pourra se référer au document FR 2 772 108, lequel divulgue une telle gaine à double couches. Toutefois, on observe que la couche interne de la gaine étanche, se 30 dégrade plus rapidement que la couche externe, notamment lorsque l'hydrocarbure renferme de l'eau, et partant, que la couche externe est plus rapidement atteinte à son tour.

Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir une conduite tubulaire flexible, dont la gaine d'étanchéité résiste mieux à l'hydrolyse notamment. Dans ce but la présente invention propose, selon un premier objet, une conduite tubulaire flexible pour le transport des hydrocarbures en milieu marin, ladite conduite tubulaire flexible comprenant une gaine étanche en matériau polymère, et d'une part une zone d'écoulement des hydrocarbures située à l'intérieur de ladite gaine étanche et d'autre part des couches d'armures métalliques enroulées à l'extérieur autour de ladite gaine étanche pour permettre à ladite conduite tubulaire flexible de résister aux contraintes radiales et longitudinales, ladite gaine étanche comportant une couche externe située vers l'extérieur et une couche interne indépendante de ladite couche externe située vers l'intérieur de ladite gaine étanche pour isoler ladite couche externe vis-à-vis de ladite zone d'écoulement, ladite couche interne étant destinée à être en contact avec l'hydrocarbure s'écoulant à l'intérieur de ladite zone d'écoulement. Selon l'invention, ladite couche interne est réalisée en copolyamide semi-aromatique de manière à pouvoir préserver ladite couche externe de l'hydrolyse. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un copolyamide semi-aromatique pour former la couche interne de la gaine étanche. On entend par copolyamide semi-aromatique, un polymère issu de la copolymérisation d'au moins deux polyamides dont au moins un est semiaromatique. De préférence, ledit copolyamide semi-aromatique est réalisé à partir d'un polyamide aliphatique homopolymère et d'un polyamide semi- aromatique. Par exemple, ledit polyamide aliphatique homopolymère est choisi parmi le polycaprolactame ou PA-6, le polyundécanamide ou PA-11, le polylauroamide ou PA-12, le polyhéxaméthylène adipamide ou PA-6-6, le polyhéxaméthylène sébaçamide ou PA-6-10, et le polyhéxaméthylène dodécanediamide ou PA-6-12.

Un tel polymère est par exemple le fruit de la mise en oeuvre du polyhéxaméthylène dodécanediamide, aussi dénommé polyamide-6-12, avec un polyamide semi-aromatique, par exemple le polyamide PA 6-T issu de la polycondensation de l'hexaméthylènediamine, ou hexane-1,6-diamine, et de l'acide téréphtalique, ou acide benzène-1,4-dicarboxylique. Quant au polyamide-6-12, il résulte d'une réaction de polycondensation de l'héxaméthylènediamine et de l'acide 1,12-dodécanedioïque. Alors que les polyamides étaient reconnus comme étant moins résistants à l'hydrolyse que d'autres polymères, et que leurs propriétés à l'intérieur de la conduite étaient susceptibles de se dégrader dans des conditions extrêmes de température et de pression, il s'avère que de façon surprenante, la mise en oeuvre d'une couche interne en copolyamide semi-aromatique, permet de préserver la couche externe sur une plus longue période de temps.

Préférentiellement, la couche externe est d'autant mieux préservée lorsque la couche interne est réalisée à base de polyhéxaméthylène dodécanediamide et d'un polyamide semi-aromatique. Ainsi, au lieu de remplacer la gaine à double couche par une gaine en polyfluorure de vinylidène, plus résistante, mais aussi plus coûteuse, la réalisation d'une couche interne à base de polyhéxaméthylène dodécanediamide et d'un polyamide semi-aromatique, permet, à un coût avantageux, de préserver la couche externe et d'éviter tout risque d'incompatibilité avec les additifs d'un polyfluorure de vinylidène. On expliquera plus en détail dans la suite de la description les conséquences de l'hydrolyse sur les propriétés mécaniques du polymère. Nonobstant, la couche interne subit avec le temps des dégradations et elle joue le rôle d'une couche sacrificielle par rapport à la couche externe qui demeure moins touchée et reste étanche, au moins durant une période correspondant sensiblement à celle durant laquelle la couche interne se dégrade. En outre, une telle couche interne permet de former un écran thermique vis-à-vis de la couche externe de la gaine d'étanchéité, et partant, de réduire le phénomène de déplastification de la couche externe et d'améliorer l'isolation. De la sorte, l'écoulement du fluide d'hydrocarbures est garanti conformément aux propriétés de « flow assurance ». Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ladite couche externe de ladite gaine étanche est réalisée en polyamide. De la sorte, les propriétés mécaniques des deux couches peuvent être relativement homogènes, et partant, les mouvements de la gaine n'occasionnent aucune détérioration mécanique de l'une des couches par l'autre. Au surplus, de manière avantageuse, ladite couche externe de ladite gaine étanche est également réalisée en copolyamide semi-aromatique, ce qui permet non seulement de réduire les coûts de réalisation de la gaine, mais aussi d'obtenir une totale homogénéité des propriétés mécaniques de la gaine dans son épaisseur. On observera que la réalisation de deux couches d'un même matériau présente un avantage en comparaison d'une seule couche du même matériau.

En effet, ainsi qu'on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description, l'interface entre les deux couches constitue une discontinuité barrant la route, notamment, aux amorces de fissures qui naissent dans la couche interne du fait de sa dégradation, ou du fait de la propagation d'un défaut de surface, notamment lié à l'extrusion de la couche interne sur une carcasse présentant des déjoints. De plus, ladite couche interne de ladite gaine étanche est réalisée préférentiellement par extrusion, ce qui permet d'obtenir, à partir du polyamide sous forme pulvérulente ou de granulés transformés dans une vis d'extrusion, une surface cylindrique continue. Au surplus, la couche externe de ladite gaine étanche est avantageusement réalisée par extrusion également sur ladite couche interne, est avantageusement par extrusion tandem. C'est-à-dire que ladite couche interne et ladite couche externe de ladite gaine étanche sont réalisées l'une après l'autre par extrusion et de manière coaxiale. Selon une variante de réalisation de l'invention avantageuse, ladite couche externe présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur de ladite couche interne, afin de répondre aux exigences normatives de la norme API 17J ou API RP 17B, établies par l'American Petroleum Institute (API) relatives au fluage dans les déjoints de la voûte de pression de la structure tubulaire décrite ci-avant. De la sorte, la durée de vie globale de la gaine, c'est-à-dire la période totale durant laquelle elle est étanche, est optimale. Avantageusement, les épaisseurs des couches externe et interne sont supérieures à trois millimètres et par exemple, la couche interne présente une épaisseur de trois virgule cinq millimètres tandis que l'épaisseur de la couche externe est d'une épaisseur supérieure ou égale à trois virgule cinq millimètres. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, ladite gaine étanche comprend en outre, une couche intermédiaire réalisée en copolyamide semi- s aromatique, par exemple à base de polyhéxaméthylène dodécanediamide, et située entre ladite couche interne et ladite couche externe. De la sorte, on préserve mieux encore la couche externe et on augmente la durée de vie globale de la gaine étanche. Selon un second objet, la présente invention concerne l'utilisation d'une 10 conduite tubulaire flexible telle que décrite ci-dessus, dans une structure d'exploitation de gisements pétroliers. Selon un mode d'utilisation de ladite conduite de l'invention, la structure d'exploitation extrait un gisement marin dont le brut de production présente une température sensiblement supérieure ou égale à 70°C, avantageusement 90°C et préférentiellement 110°C depuis le 15 fond marin jusqu'en surface. De manière favorable, l'utilisation de conduites flexibles comprenant une gaine étanche présentant une couche interne et une couche externe réalisées en copolyamide semi-aromatique, par exemple à base de polyhéxaméthylène dodécanediamide, et une couche externe en polyamide, permet d'acheminer 20 des fluides d'hydrocarbure dont la température est plus élevée que ceux rencontrés habituellement avec des structures de gaine uni-couche ou mono-gaine, en polyamide. Dans le cadre d'une utilisation d'une conduite selon l'invention pour des applications à haute pression et à haute température (HP/HT), il est possible 25 d'améliorer la tenue de celle-ci de plusieurs façons dont deux cas sont décrits ci-après. Un premier cas consiste à réaliser une gaine étanche multicouches, c'est-à-dire qu'elle comporte au minimum deux couches en polyamide 6-12 comprenant au moins un cycle aromatique. Avantageusement, l'extrusion de 30 trois, voire quatre couches de même nature aura un effet bénéfique sur la tenue de la conduite. Un second cas consiste à venir positionner entre la carcasse métallique et la gaine étanche, un écran thermique disposant de qualités mécanique, chimique et thermique efficaces et permettant d'améliorer la tenue de la conduite. Plus précisément, ledit écran thermique, décrit dans la demande internationale WO 2005/038327 est par exemple mis en oeuvre par un enroulement de bandes hélicoïdales d'un matériau polymère thermoplastique tel que du polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou du PTFE modifié avec du n- perfluoropropylène-vinyle-éther (PPVE). D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique partielle en écorché d'une conduite tubulaire flexible conforme à l'invention ; et, - la Figure 2 est une vue d'un diagramme illustrant l'évolution dans le temps des caractéristiques d'un élément de la conduite tubulaire flexible conforme à l'invention. La Figure 1 montre en perspective la structure d'une conduite tubulaire flexible 10 conforme à l'invention. De l'intérieur vers l'extérieur elle comporte, une carcasse métallique 12, une gaine de pression étanche 14, une voûte de pression 16, une première paire de couches d'armure de tension successives 18, 20, ainsi qu'une deuxième paire de couches d'armure 18', 20' et une gaine de protection 22. La deuxième paire de couches d'armure 18', 20' est optionnelle et est mise en oeuvre pour des applications haute pression comme on le décrira ci-après. On expliquera tout d'abord en détail le mode de réalisation de la conduite tubulaire flexible 10 et ensuite les avantages de sa gaine de pression étanche 14. La carcasse métallique 12 définit une zone d'écoulement 24 à l'intérieur de laquelle est apte à venir s'écouler un hydrocarbure. Cette carcasse métallique 12 est réalisée en enroulant à pas court, un profilé où les spires ainsi formées sont agrafées les unes aux autres de manière à réaliser un conduit métallique flexible non étanche. Ensuite, sur cette carcasse métallique 12 est extrudée la gaine de pression étanche 14. Cette dernière présente deux couches l'une sur l'autre, une couche interne 26 et une couche externe 28, toutes les deux réalisées dans un polymère thermoplastique. Conformément à l'invention, la couche interne 26 de la gaine de pression étanche 14 est réalisée en polyamide et, selon un mode préféré de l'invention, ladite couche interne 26 est réalisée en polyhéxaméthylène dodécanediamide ou polyamide-6-12 comprenant au moins un cycle aromatique. Le polyamide-6-12 comprenant au moins un cycle aromatique est par exemple fourni sous la marque Pipelon® HT par la société du Pont de Nemours. Quant à la couche externe 28 elle est avantageusement réalisée en polyamide et de préférence dans le même matériau que la couche interne 26.

Ces deux couches 26, 28 sont appliquées lors de deux opérations d'extrusion sur la carcasse métallique 12. De la sorte, en sortie de tête d'extrusion, la couche interne 26 telle une manche, vient s'appliquer directement sur la carcasse métallique 12, tandis que la couche externe 28 vient s'appliquer sur la couche interne 26. La couche interne 26 présente une épaisseur minimale de 3.5 mm, tandis que l'épaisseur de la couche supérieure 28 est égale ou supérieure à 3,5 mm et peut être portée par exemple à 15 mm. On observera que l'extrusion tandem des deux couches 26, 28 d'un même polymère n'entraîne pas pour autant la fusion des deux couches entre elles. Une fois la couche interne 26 extrudée, le matériau polymère est refroidit puis la couche externe 28 de la gaine étanche est à son tour extrudée sur l'ensemble carcasse et couche interne 26. Après que la gaine de pression étanche a été réalisée autour de la carcasse métallique 12, un fil de forme en acier 32 est enroulé à pas court, pour former des spires jointives constituant la voûte de pression 16. Le fil de forme en acier 32 est par exemple profilé pour permettre de former des spires agrafées les unes aux autres. Cette voûte de pression 16 permet de reprendre les efforts radiaux qui s'exercent sur la conduite, soit de l'intérieur vers l'extérieur lorsque l'hydrocarbure s'écoule sous pression dans la zone d'écoulement 24, soit de l'extérieur vers l'intérieur lorsque la pression hydrostatique est supérieure à la pression de l'hydrocarbure. Cela est a fortiori le cas, lorsqu'aucun hydrocarbure ne s'écoule à l'intérieur de la conduite 10, et notamment lors des phases de maintenance indépendamment de la conduite tubulaire flexible 10.

Sur la voûte de pression 16, sont enroulés à pas long les fils d'armure croisés des deux couches 18, 20. Ces deux couches 18, 20 peuvent également être croisées à un angle sensiblement égal à 55° sur la gaine de pression étanche 14 lorsque l'on utilise une structure équilibrée (non représentée). Les couches 18, 20 permettent à la conduite tubulaire flexible 10 de résister aux efforts de traction qui s'exerce sur elle entre ces deux extrémités opposées. Pour des applications haute pression (HP), la structure de la conduite tubulaire flexible présente la deuxième paire de couches d'armure 18', 20', et tel que décrit dans le brevet EP 0 937 932, la conduite peut comprendre une première paires de couches 18, 20 de fils d'armure croisés et enroulés à pas long à un angle d'armage supérieur à 35° et inférieur à 55° ainsi qu'une deuxième paire de couches 18', 20' de fils d'armure croisés et enroulés également à pas long à un angle d'armage inférieur à 30°. Une autre paire de couches 18, 20 ; 18', 20' peut être enroulée au-dessus de ladite deuxième paire de couches 18', 20'. Enfin, la gaine de protection 22 est réalisée dans un matériau polymère extrudé autour des deux couches d'armure de tension 18, 20 ; 18', 20'. On reviendra maintenant plus précisément sur la gaine de pression étanche 14, et en particulier sur sa couche interne 26 réalisée en copolyamide semi-aromatique, qui, dans un mode préféré de réalisation de l'invention est réalisée à partir du polyhéxaméthylène dodécanediamide et du polyamide obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique. Les problèmes généralement rencontrés avec les conduites comportant une gaine de pression étanche en polyamide sont notamment dus à l'hydrolyse qui provoque le vieillissement irréversible du polyamide au cours du temps. En effet, alors que la condensation d'une fonction amine et d'une fonction acide avec élimination d'une molécule d'eau permet de constituer la liaison amide, à l'inverse l'hydrolyse est la réaction de l'eau avec la fonction amide, conduisant à couper les chaînes du polymère. Ces chaînes devenant plus courtes, le poids moléculaire diminue et le polymère perd ses propriétés mécaniques jusqu'à un point où les sollicitations mécaniques que la gaine subit conduisent à sa rupture.

Pour suivre le phénomène d'hydrolyse, une façon simple est de procéder à au moins une mesure de la viscosité inhérente ultérieurement corrigée (notée CIV), méthode appliquée pour évaluer la dégradation par hydrolyse de groupement amide, décrite ci-après ainsi que dans "Durability of polyamide 11 for offshore flexible pipe applications", publication rédigée pour la conférence du MERL (Material Engineering Research Laboratory) Oilfield Engineering with Polymers (1998). La viscosité inhérente est une caractéristique directement proportionnelle au poids moléculaire, se mesurant en dissolvant un morceau de polymère au sein d'un isomère de fonction, par exemple du méta-crésol et en enregistrant le temps de passage de la solution méta-crésol/ polymère dans un tube capillaire calibré. Lorsque la conduite tubulaire flexible 10 conforme à l'invention est en fonctionnement, les deux couches 26, 28 sont maintenues en contact sous pression l'une contre l'autre puisque d'un côté, à l'intérieur, l'hydrocarbure est sous pression et de l'autre côté, à l'extérieur, la pression hydrostatique tend à contraindre radialement les couches les unes contre les autres. L'hydrocarbure qui s'écoule sous pression dans la zone d'écoulement 24, à l'intérieur de la carcasse métallique 12, tend à fuir à travers les spires de la carcasse 12 et à venir en contact avec la couche interne 26 de la gaine de pression étanche 14.

Aussi, lorsque l'hydrocarbure renferme du sulfure hydrogène ou du dioxyde de carbone et de l'eau, le milieu est alors relativement acide au niveau de la couche interne 26, son pH est inférieur à 7, et son hydrolyse est d'autant plus importante. On observera que, plus la température de l'hydrocarbure est élevée, et plus la décomposition chimique du polyamide sera grande, tout simplement en vertu des lois d'Arrhenius. L'eau présente dans les hydrocarbures diffuse sous forme de vapeur dans les deux couches 26, 28 constituant la gaine d'étanchéité 14 et est donc en contact avec la couche externe 28 provoquant son hydrolyse mais de manière moins active que si l'eau était sous forme liquide. La couche externe 28 constituant la gaine d'étanchéité 14 se dégrade donc dès le début de l'utilisation de la conduite tubulaire flexible 10 mais avec une cinétique beaucoup plus lente que celle de la couche interne 26 qui est en contact avec le fluide transporté et qui est soumise également à une plus forte température.

Lorsque la conduite 10 n'est plus en fonctionnement normal pour des raisons de maintenance, les deux couches 26, 28 en copolyamide semiaromatique, préférentiellement réalisée à partir du polyhéxaméthylène dodécanediamide et du polyamide obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique, ne sont plus intimement en contact car la pression du fluide transporté ne s'applique plus sur elles. Au cours de ces périodes, un très léger interstice se crée entre les couches 26, 28. La taille de cet interstice dépend du degré de déplastification des deux couches 26, 28. Plus la déplastification est importante, plus les couches 26, 28 subissent une perte d'épaisseur. Lors des arrêts de production, une partie de l'eau ayant diffusée à travers les couche interne 26 et couche externe 28 se condense dans l'interstice et la couche externe 28 est ainsi en contact avec de l'eau liquide mais à une température inférieure à celle du fluide transporté. Pendant ces intervalles de temps, l'hydrolyse de la couche externe 28 de la gaine de pression étanche est plus active. L'interstice crée entre les deux couches 26,28 de la gaine étanche 14 lors des périodes de maintenance de la conduite 10 est en partie occupé par de l'eau condensée. Suivre l'évolution du phénomène d'hydrolyse ayant cours au niveau de cet interstice, plus précisément l'évolution de la formation d'eau condensée, peut être envisagé et l'utilisation d'un dispositif de mesure de pression, non représenté, tel qu'un manomètre, permettrait de suivre la variation de la pression différentielle entre la pression de vapeur saturante régnant au niveau de l'interstice et la pression partielle régnant dans la zone d'écoulement 24.

Les couches interne et externe 26,28 sont, à chaque extrémités de la conduite 10, serties dans un embout de connexion. La couche interne 26 est sertie indépendamment de la couche externe 28, séparées radialement par une canule (non représentée), de préférence une canule percée. A la première extrémité de la conduite, la canule percée est munie d'un système de drainage comportant au moins un canal axial de drainage reliant l'interstice à au moins un passage d'évacuation menant vers un orifice de sortie, à l'extérieur de la conduite. Et, à la deuxième extrémité de la conduite, la canule percée est munie d'un système de drainage comportant au moins un canal axial de drainage reliant l'interstice à la zone d'écoulement. Ledit orifice de sortie ainsi que la zone d'écoulement 24 peuvent ainsi être raccordées audit dispositif de mesure de pression. Le dispositif de mesure de pression pouvant être muni d'un témoin visuel permettant la lecture des valeurs de pression. En outre, ledit dispositif pouvant également être relié à un système, non représenté, d'enregistrement et de traitement en continu des mesures de pression.

La mise en oeuvre de la couche interne 26 en copolyamide semi- aromatique, préférentiellement réalisée à partir du polyhéxaméthylène dodécanediamide et du polyamide obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique, selon le mode préférentiel de l'invention, permet globalement de préserver l'intégrité des propriétés mécaniques de la gaine de pression 14, pendant une durée de temps au moins égale à la durée de vie requise de la conduite tubulaire flexible 10. Les cinétiques d'hydrolyse des couches 26 et 28 formant la gaine d'étanchéité 14 décrite précédemment sont illustrées à titre d'exemple sur la Figure 2. La courbe 36 illustre la dégradation de la couche externe 28 pendant les phases de production ou l'eau est présente sous la forme de vapeur d'eau ainsi que les phases de maintenance ou l'eau condense est se présente à l'état liquide. La courbe 38 illustre la dégradation plus rapide de la couche interne 26. Ladite couche 26 est soumise à une température plus élevée et est en contact avec de l'eau acidifiée due à la présence de dioxyde de carbone (CO2) et de sulfure d'hydrogène (H2S) dans le fluide d'hydrocarbure transporté à l'intérieur de la carcasse métallique 12. Une fois que la courbe 38 à atteint le critère de CIV ultime, on estime que la couche interne 26 perd son étanchéité et qu'à partir de cet instant, la couche externe 28 subit des conditions plus sévères, c'est-à-dire celles subit par la couche interne 26. Avantageusement le critère de CIV retenu pour la couche interne 26 pourra ne pas tenir compte des marges de sécurité habituellement utilisées pour fixer ce critère qui permet de garantir la non rupture d'une gaine polymérique. Or, comme la couche interne 26 est une couche sacrificielle, on admet qu'elle se dégrade jusqu'à rupture. Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, même si le polyamide-6-12 mis en oeuvre possède une bonne résistance à l'hydrolyse, néanmoins il se dégrade durant la période d'exploitation de la conduite, mais il se dégrade moins rapidement que les polyamides usuellement utilisés. De la sorte, la couche interne 26 constitue une couche sacrificielle se dégradant préférentiellement à la couche externe 28. La température du fluide d'hydrocarbure transporté est comparée à la température maximale acceptable par la conduite tubulaire flexible 10, température dépendant de la durée de vie de la conduite 10 requise et de l'acidité de l'eau contenue dans le fluide transporté. Cette température maximale acceptable doit permettre de garantir que la CIV finale de la couche externe 28 en polyamide, préférentiellement en polyamide-6-12, soit supérieure ou égale au critère de fin, dépendant de la CIV finale de la couche interne 26, exprimé en unités de CIV, soit 0,95 dl/g. Ainsi, on observe que la couche interne 26 joue bien le rôle de couche sacrificielle, puisqu'elle se dégrade plus rapidement que la couche externe 28, durant une période inférieure à la durée de vie requise pour la conduite tubulaire flexible 10. Dans l'exemple de la figure 2, au bout de 15 ans, lorsque la couche interne 26 est totalement dégradée, c'est la couche externe 28 qui se dégrade plus rapidement car elle est alors en contact direct avec le fluide d'hydrocarbure transporté. On estime qu'au bout de 20 ans, bien que la couche externe 28 soit partiellement dégradée, la gaine de pression étanche 14, conserve ses propriétés mécaniques et d'étanchéité globales, pour assurer le transport de l'hydrocarbure. Par ailleurs, outre sa bonne résistance à l'hydrolyse, la couche interne 26 forme un bon écran thermique. En effet, si la température de la zone d'écoulement 24 est voisine de 100° C, elle n'est que d'environ 60° au niveau de la voûte de pression 16. Elle permet également de préserver la couche externe 28 de la chaleur. En outre, ses capacités d'écran thermique se révèlent avantageuse lorsque l'hydrocarbure s'arrête brutalement de circuler dans la zone écoulement 24. En effet, lorsque la conduite tubulaire flexible 10 est immergée à des profondeurs de plus de mille mètres, la température de l'eau n'est que de quelques degrés, et l'hydrocarbure initialement chaud se refroidit rapidement et des bouchons de paraffine ou d'hydrates apparaissent. Aussi, grâce à l'effet d'écran thermique de la couche interne 26, la dissipation de la chaleur est atténuée, et l'apparition des bouchons de paraffine est retardée. Outre les phénomènes de vieillissement dus notamment à l'hydrolyse, la gaine de pression 14 étanche, en deux couches indépendantes 26, 28 avec une interface 30, présente un avantage en termes de propagation de fissures. En effet, les mouvements de la conduite tubulaire flexible 10 durant l'exploitation, couplés à la détérioration progressive de la couche interne 26 de la gaine de pression 14, font apparaître des fissures dans la couche interne 26 au niveau de la carcasse métallique 12. Ces fissures tendent à se propager ensuite radialement vers la couche externe 28. Grâce à l'interface 30, la propagation de ces fissures est stoppée.15

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Conduite tubulaire flexible (10) pour le transport des hydrocarbures en milieu marin, ladite conduite tubulaire flexible comprenant une gaine étanche (14) en matériau polymère, et d'une part une zone d'écoulement (24) des hydrocarbures située à l'intérieur de ladite gaine étanche et d'autre part des couches d'armures métalliques (16, 18, 20) enroulées à l'extérieur autour de ladite gaine étanche (14) pour permettre à ladite conduite tubulaire flexible de résister aux contraintes radiales et longitudinales, ladite gaine étanche (14) comportant une couche externe (28) située vers l'extérieur et une couche interne (26) indépendante de ladite couche externe située vers l'intérieur de ladite gaine étanche (14) pour isoler ladite couche externe (28) vis-à-vis de ladite zone d'écoulement, ladite couche interne (26) étant destinée à être en contact avec l'hydrocarbure s'écoulant à l'intérieur de ladite zone d'écoulement (24) ; caractérisée en ce que ladite couche interne (26) est réalisée en copolyamide semi-aromatique de manière à pouvoir préserver ladite couche externe (28) de l'hydrolyse.
2. 2. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit copolyamide semi-aromatique est réalisé à partir d'un polyamide aliphatique homopolymère et d'un polyamide semi-aromatique.
3. 3. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit polyamide aliphatique homopolymère est choisi parmi le polycaprolactame, le polyundécanamide, le polylauroamide, le polyhéxaméthylène adipamide, le polyhéxaméthylène sébaçamide, et le polyhéxaméthylène dodécanediamide.
4. 4. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit copolyamide semi-aromatique est réalisé à partir du polyhéxaméthylène dodécanediamide et du polyamide obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique.
5. 5. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite couche externe (28) de ladite gaine étanche est réalisée en polyamide.
6. 6. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite couche externe (28) de ladite gaine étanche est réalisée en copolyamide semi-aromatique à partir d'une part d'un polyamide aliphatique homopolymère choisi parmi le polycaprolactame, le polyundécanamide, le polylauroamide, le polyhéxaméthylène adipamide, le polyhéxaméthylène sébaçamide, et le polyhéxaméthylène dodécanediamide, et d'autre part d'un polyamide semi-aromatique obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique.
7. 7. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite couche interne (26) de ladite gaine étanche (14) est réalisée par extrusion.
8. 8. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite couche externe (28) de ladite gaine étanche (14) est réalisée par extrusion sur ladite couche interne (26).
9. 9. Conduite tubulaire flexible selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que ladite couche interne (26) et ladite couche externe (28) de ladite gaine étanche sont réalisées par extrusion tandem.
10. 10. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ladite couche externe (28) présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur de ladite couche interne (26).
11. 11. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 10, caractérisée en ce que les épaisseurs des couches externe (28) et interne (26) sont supérieures à trois millimètres.
12. 12. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que ladite gaine étanche (14) comprend en outre, une couche intermédiaire réalisée en copolyamide semiaromatique et située entre ladite couche interne (26) et ladite couche externe (28).
13. 13. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite couche intermédiaire de ladite gaine étanche est réalisée en copolyamide semi-aromatique à partir d'une part d'un polyamide aliphatique homopolymère choisi parmi le polycaprolactame, le polyundécanamide, lepolylauroamide, le polyhéxaméthylène adipamide, le polyhéxaméthylène sébaçamide, et le polyhéxaméthylène dodécanediamide, et d'autre part d'un polyamide semi-aromatique obtenu à partir de l'hexaméthylènediamine et de l'acide téréphtalique.
14. 14. Structure d'exploitation de gisements pétroliers comportant au moins une conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle extrait un gisement marin dont le brut de production présente une température sensiblement supérieure ou égale à 70°C, avantageusement 90°C et préférentiellement 110°C depuis le fond marin jusqu'en surface.