Procédé de confection d'un pipe-line titube et pipe-line résultant du procédé La présente invention se rapporte à un procédé de confection d'un pipe-line titube et au pipe-line qui en résulte.
Des pipelines multitubes - par exemple titube à gaine fluide maintenue sous pression - sont néces saires soit pour protéger les terres d'une pollution du fait d'une fissure de conduite d'hydrocarbure, soit pour protéger la conduite d'une pénétration, au tra vers de la fissure, de l'eau d'un bassin dans le cas de conduites immergées ;
la longueur standard d'un tube est d'une dizaine de mètres et il est banal, à l'aide d'engins de levage, de faire pénétrer et pousser ce court tube dans son enveloppe mais c'est là une opération incommode à cause d'une part du frotte ment du tube dans cette enveloppe qui en outre dété riore le revêtement interne de l'enveloppe et d'autre part des complications. d'assemblage des tubes ;
cet assemblage ne comprend pas seulement la soudure des tubes intérieurs et celle des tubes extérieurs mais encore le raccordement des revêtements, du calori- fugeage éventuel, le cas échéant des tuyaux acces soires, etc. Or cette opération multiple, compliquée et incommode doit être répétée pour chaque jonction de longueurs standards, c'est-à-dire une centaine de fois par kilomètre.
Le procédé selon la présente invention remédie à ces inconvénients ; il s'applique à des oléoducs comme à des gazoducs terrestres ou immergés.
Le procédé est caractérisé en ce que l'on enfile l'un dans l'autre de longs tronçons de tubes préala blement assemblés, ledit enfilage étant effectué par flottage du tronçon intérieur dans le tronçon exté rieur - appelé enveloppe - préalablement rempli, au moins partiellement, d'eau.
Le pipe-line résultant du procédé est caractérisé en ce que l'intervalle annulaire entre les deux tubes est rempli d'un fluide maintenu sous pression. Un. tronçon intérieur et son enveloppe sont pra tiquement de même longueur, le premier étant seu lement: d'un ou deux décimètres plus, long que le second afin d'en dépasser lors de l'enfilage.
Les 3 planches annexées illustrent schématique ment des exemples du procédé.
Les fig. 1, 2, 3, 4, 5 et 6 illustrent schématique ment une version de confection dans un chantier fixe ; la tranchée y est horizontale ou quasi horizon tale ;
la fig. 1 est une vue en plan au stade initial de la pose d'un tronçon et la fig. 2 est une vue en plan au stade intermédiaire et la fig. 3 est une vue en plan .au ;stade final. La fig. 4 est une vue du profil, la fig. 5 est une vue agrandie de la région de raccor dement et la fig. 6 une coupe selon XX de la fig. 5.
Les fig. 7, 8, 9, 10 illustrent schématiquement une version dans un chantier ambulant pour un pro fil en rampe ; dans cette version, la fig. 7 montre le profil de la tranchée après dépôt de l'enveloppe et de sa conduite ;
la fig. 8 le même profil au stade de l'enfilage de la conduite dans son enveloppe, la fig. 9 est une coupe transversale .selon YY et la fig. 10 une vue agrandie de la tête de conduite.
La fig. 11 montre une version dans un chantier ambulant pour un profil horizontal.
Si l'on se reporte aux fig. 1, 2, 3, 4, 5 et 6 on voit en 1 la tranchée en eo le dernier tronçon de l'enveloppe déjà posé, en el et e2 les deux tronçons d'enveloppes suivants préparés le long de la tran chée ;
en co se trouve le dernier tronçon de la con duite déjà en place, en ci et c2 deux tronçons de con duites préparés le long de la tranchée ; 2 et 2' sont les bouchons temporaires de la conduite ci à enfiler<B>;</B> 3 est la bagne de raccordement des conduites co et cl.
4 est la manchette de raccordement des enveloppes eo et el tandis que 5 et 6 sont des écrans amovibles qui limitent le bassin d'eau 7 et enfin 8 est un crochet taillé dans le bouchon 2 pour faciliter son enlèvement. Les tronçons de conduite sont légèrement plus longs que les tronçons d'enveloppe qui leur corres pondent. Les tronçons d'enveloppe - et donc de conduite - ne sont pas nécessairement de même longueur ; par exemple e2 est plus long que el.
Le procédé est le suivant On dépose l'enveloppe el au bout de l'enveloppe eo à une courte distance de celle-ci, distance suffi sante toutefois pour permettre le raccordement com mode des conduites étant entendu que la bague 4 préparée sur eo est plus grande que cette distance. On dépose cl en bout<I>de el ;
</I> on ferme transversale ment la tranchée en 5 et 6 par des écrans qui émer gent - comme on le voit dans la fig. 4 - au-dessus du niveau du sol et on déverse de l'eau 7 dans le bassin limité par la tranchée et les écrans ; el reste immobile au fond tandis que cl flotte. On se trouve alors dans la phase représentée en plan par la fig. 2.
Dès lors, il suffit de pousser cl longitudinalement dans son enveloppe el jusqu'à ce qu'à peu de chose près la conduite cl vienne buter contre l'écran 5 ; on se trouve alors dans la phase représentée fig. 3.
On introduit alors un écran 6' pour préparer la pose du tronçon suivant et on peut enlever les écrans 6 et 5 et soit laisser s'écouler l'eau à gauche de 6' soit la pomper<B>;</B> la conduite cl vient alors se déposer sur la paroi intérieure de son enveloppe el.
Il suffit de terminer l'opération en raccordant cl à co puis el à e. ; à cet effet, on enlève le bouchon 2, on fait glisser la manchette 3 préparée sur co de manière que cette manchette couvre la lacune entre co et cl et on soude;
ceci étant terminé et contrôlé, on fait glisser la manchette 4 préparée sur e, de manière que cette manchette couvre la lacune entre eo et el et on soude. Ces opérations terminales peuvent s'effectuer soit dans la tranchée soit au dehors si on soulève le titube par un engin, de levage.
La confection du tronçon titube el cl étant ainsi terminée et sa jonction avec le tronçon précédent eo co achevée, on va procéder de la même façon pour le tronçon suivant composé de l'enveloppe e2 et de la conduite c2 et ainsi de suite.
On voit sur la fig. 5 que l'enveloppe ne repose pas nécessairement sur le fond de la tranchée ; c'est qu'en effet, si ce fond n'est pas égalisé ou que l'on craigne des forces géodynamiques, il est avantageux - quoi que non indispensable - de déposer l'enveloppe sur des plots - non dessinés - qui peuvent être, par exemple, des lignées de briques disposées à des dis tances appropriées l'une de l'autre,
transversalement à la !tranchée. On peut aussi prévoir des berceaux à l'intérieur de l'enveloppe propres à supporter la con duite après son enfilage et à lui éviter un contact direct avec l'enveloppe.
Ceci est surtout recomman dable dans le cas d'une conduite horizontale où de l'eau peut stagner dans le fond; ces berceaux - en béton par exemple - sont immobilisés avant l'assem blage des tubes et à proximité de leurs extrémités par deux points de soudure ou deux cimentations. Il est nécessaire que le bassin formé par le fond de la tranchée et les écrans soit, sinon imperméable,
du moins qu'il retienne l'eau assez longtemps pour permettre le flottage de la conduite et son enfilage dans l'enveloppe. Si la tranchée est bétonnée, le pro blème de la retenue d'eau ne se pose pas mais si elle est en terre, il est recommandable de l'imperméabi liser temporairement et, bien qu'imparfaitement, suf fisamment pour que l'eau déversée dans le bassin ne s'écoule pas instantanément.
A cet effet, il existe plusieurs moyens banaux ; l'un des moyens consiste à recouvrir fond et parais d'une nappe mince en un matériau imperméable quelconque tel qu'un tissu de caoutchouc, de polyvynilchloride, de carton bitumé, etc. et de déposer la conduite comme l'enveloppe sur cette nappe ; un autre moyen consiste à recouvrir fond et parois d'une émulsion, par exemple une émul sion de bentonite, qui durcit et imperméabilise suffi samment da tranchée.
Si l'on se reporte aux fig. 7, 8, 9 et 10 de la ver sion en rampe, on voit le tronçon e, de l'enveloppe avec sa conduite co déjà enfilée<B>;</B> les tronçons suivants el de l'enveloppe et cl de sa conduite sont déposés bout à bout par exemple dans la tranchée 15 mais cette dernière a été placée sur des roulements 22 ; on a rempli d'eau 18 l'enveloppe bouchée temporai rement en 20.
On voit en 19 le bouchon temporaire de la conduite, en 16 la manchette de jonction des enveloppes, en 21 le câble qui - relié à un treuil non représenté - permet le hâlage ou au contraire le freinage de l'enfilage de la conduite qui pénètre dans son enveloppe par gravitation.
Au fur et à mesure de la pénétration de la con duite, celle-ci est soumise à une poussée hydrostati que qui créerait une ligne élastique concave vers le haut ; pour y obvier, on remplit progressivement d'eau le tuyau souple 17 qu'on avait inséré dans la conduite ; par exemple, à l'instant représenté fig. 8, l'eau dans ce tube atteint le niveau 23 ; cet alourdis sement est dimensionné pour compenser la poussée et maintenir la linéarité de la conduite;
comme il n'est pratiquement pas possible d'équilibrer exacte ment la poussée, on munit le bouchon 19 de roulettes 30 et 31 qui empêchent en tout cas la conduite de frotter sur la paroi intérieure du tube ; des roulettes analogues peuvent être disposées sur des ceintures de place en place le long de la conduite.
Lorsque le bouchon 19 vient buter contre le bouchon 20, on enlève ce dernier et, profitant de ce que l'enveloppe ne se vide pas instantanément, on laisse encore pro gresser la conduite de quelques décimètres jusqu'à ce que le bouchon 19 vienne - sauf le jeu nécessaire pour enlever ce bouchon - buter contre la conduite co. Après enlèvement dudit bouchon, on procède aux jonctions comme décrit dans la première version.
Dans la fig. 9, on voit en coupe transversale YY la tranchée 15, la conduite cl avec le tuyau souple 17 fermé à son extrémité et le détail d'un roulement. Celui-ci se compose des rouleaux 22. tournant libre ment autour du bras 25 solidaires d'un bâti 24 piqué par des coins 26 dans le fond de la tranchée 15.
On observe que lors de l'assemblage des tubes formant la conduite, on avait glissé un câble de tube en tube et lorsque le tronçon était terminé on avait accroché le câble à l'extrémité du tuyau souple et on avait grâce au câble, tiré celui-ci à l'intérieur de la con duite.
Les versions que l'on a décrites s'appliquent à des tronçons rectilignes ou circulaires ; ainsi, lors de changements de rampe ou de direction, il sera avan tageux de donner aux courbes de raccordement une forme circulaire. Si cela n'est topographiquement pas possible, les courbes de raccordement seront faites par les procédés banaux.
Relativement peu d'eau est nécessaire, par exem ple quelques mètres cubes par 100 mètres de pipe line. Cette eau peut être pompée depuis un bassin (lac, rivière, etc.) s'il y en a un à proximité ou pro venir d'un camion citerne faisant partie de l'équipe ment du chantier; dans ce dernier cas, on la r6cu- père après la confection de chaque tronçon de bitube.
Il y a lieu de noter que si le tuyau d'équilibrage 17 devait être de gros 0, il serait difficilement enrou- lable de sorte que dans ces cas, il sera commode d'équilibrer au moyen de plusieurs tuyaux souples qui ne sont pas nécessairement d'égale longueur; il y a également lieu de noter que ce procédé d'équi librage par tuyaux :souples amovibles. après la pose sera utilisable également pour tarer temporairement, durant leur pose, des pipe-lines subaquatiques.
La fig. 9 montre des. rondelles entre le bâti 24 et les coins 26 ; ces rondelles d'épaisseurs variables sont un moyen pour, d'une part, compenser les inéga lités du fond de la tranchée de manière que l'axe de la conduite reste linéaire ct parallèle à l'axe de l'en veloppe et, d'autre part, élever la conduite à bonne hauteur en vue de sa pénétration dans l'enveloppe ;
ces rondelles peuvent .avantageusement être rempla- cées par d'autres moyens, tels que des vérins, ayant même effet.
Si l'on se reporte à la fig. 11 on y voit c. et e. qui représentent les tronçons déjà enfilés de la con duite dans l'enveloppe, 3 et 4 étant les manchettes qui permettront la jonction avec le tronçon cl el en voie d'enfilage.
L'enveloppe el est terminée d'une part par un bouchon d'enfilage 41 dont un soufflet souple 44 de préférence conique et terminé par un ressort 45 em pêche l'eau de s'écouler et d'autre part par un bou chon 40 régulateur du niveau d'eau h ;
le dispositif de réglage est constitué par un écran mobile 42 percé d'une fente 43 qui fixe le niveau ;l'eau parvient à et aussi s'écoule par l'orifice 48 de la canalisation 49 qui aboutit à la citerne. 35 sont des exemples de plots disposés au fond de la tranchée 1 ; 46 46', des modèles de berceaux intérieurs cimentés ou soudés aux enveloppes à proximité des bouts de tubes avant leur assemblage ;
en 51 on voit le filet de la sou dure de deux tubes de conduite et en 52 le filet de la soudure ou la jonction de,deux tubes d'enveloppes. Pour la facilité du démontage, le bouchon 40 est en deux parties. Enfin, en amont du bouchon d'enfilage, on a représenté un support à roulement ; on y re trouve les roulettes 2.2, le bâti 24 et les coins 26 enfoncés dans le sol; 50 représente schématiquement le dispositif de réglage en hauteur.
Dans les exemples précités, l'enfilage s'effectue dans la tranchée mais ceci n'est pas une condition nécessaire et l'enfilage de la conduite dans l'enve loppe peut parfaitement .s'effectuer hors de celle-ci, sur le sol et en bordure de la tranchée ; lors de l'en filage, la conduite repose, comme on l'a vu, sur des supports à roulettes, tandis que (enveloppe est posée à même le sol ou sur des plots ;
il peut se révéler avantageux, en vue d'obvier aux ondulations du ter rain, de faire coopérer plots et supports avec des vé rins. Lorsque la conduite est enfilée, les engins de levage déposent dans la tranchée non plus isolément la conduite et son enveloppe mais le tronçon de bi tume déjà confectionné.
Cet enfilage hors. tranchée est particulièrement avantageux lorsque le tracé est courbe, étant d'ailleurs entendu que la courbure doit être circulaire.
Les matériaux dont sont faits la conduite et l'en veloppe sont quelconques et peuvent être différents l'un de l'autre ; on choisit entre l'acier, les alliages légers et les matières plastiques.
Les positions relatives en exploitation de 1a con duite et de son enveloppe ne sont pas celles qui sont représentées lors de la confection ; en effet, lors du remplissage de l'intervalle entre la conduite et son enveloppe par de l'eau sous pression; la conduite vient selon que la résultante entre son poids et la poussée hydrostatique est dirigée vers le haut ou vers le bas s'appliquer sur la paroi supérieure ou infé rieure de l'enveloppe ;
des tringles fixées sur la coi- duite tout de son long ou non empêchent le contact direct des deux tubes. De place en place et de pré- férence en bouts de tronçon des: croisillons peuvent rendre solidaires les deux tubes mais en dehors de ces rares sections, chaque tube peut se déformer légè rement sans incidence sur l'autre.
A l'extrémité ou aux extrémités d'un bitube rac cordé à un monotube traditionnel, l'interval e aboutit à une chambre étanche dans laquelle par des dispo- sitifs appropriés, on met sous pression le fluide qui est injecté dans l'intervalle lors d'une fissure de la conduite ou de son enveloppe.