EP0896124B1 - Système multi-outils utilisable pour le raccordement de conduites - Google Patents

Système multi-outils utilisable pour le raccordement de conduites Download PDF

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EP0896124B1
EP0896124B1 EP98401836A EP98401836A EP0896124B1 EP 0896124 B1 EP0896124 B1 EP 0896124B1 EP 98401836 A EP98401836 A EP 98401836A EP 98401836 A EP98401836 A EP 98401836A EP 0896124 B1 EP0896124 B1 EP 0896124B1
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EP
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cleaning
pipes
devices
arms
support
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EP98401836A
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Calum Mackinnon
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Technip Energies France SAS
Original Assignee
Coflexip SA
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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/021—Cleaning pipe ends or pipe fittings, e.g. before soldering
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/04—Manipulators for underwater operations, e.g. temporarily connected to well heads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/013—Connecting a production flow line to an underwater well head
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    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53087—Means to assemble or disassemble with signal, scale, illuminator, or optical viewer

Definitions

  • the present invention relates to a multi-tool system usable for the connection of flexible or rigid pipes and, more especially for inspection, cleaning and replacement organs in underwater oil installations.
  • connection systems are designed so that the connection means are mounted in an end device which is integral with the fixed assembly.
  • the verification tests sealing performed before operational use of the pipeline or periodically in use are defective, it is necessary repair or change the connection means and, in particular, the sealing members. Therefore, one or more complicated interventions and very expensive are essential because the organs requiring or the interventions are arranged inside the fixed assembly.
  • the subject of this last request concerns in particular a receptacle which is integral with the fixed structure on which is mounted a flexible pipe considered to be fixed, said receptacle receiving, at inside, the two ends of the fixed and mobile flexible pipes to connect.
  • the receptacle includes a front wall and a rear wall for passage of pipe ends, dimensions internal of said receptacle being chosen such that the interior space is sufficient to completely move the locking means of the ends connected in their final connection position.
  • the object of the present invention is to propose a multi-tool system or intervention unit, which can be ordered by the ROV when it is independent of the latter, that is to say not included in the ROV, or which can be integrated into the ROV, for example housed in the lower case if possible.
  • the present invention relates to a multi-tool system for the inspection, cleaning and replacement of organs in a petroleum installation, characterized in that it comprises a support on which are mounted means capable of moving laterally to at least two devices in opposite directions, at least one of said devices being capable of being rotated around a of said directions.
  • An advantage of the present invention is that it is possible to inspect the elements or organs arranged in the receptacle when the fixed installation has one, before any intervention.
  • the same system can be used in underwater installations and whether or not including a receptacle.
  • Another advantage of the present invention is that after the inspection, the system can carry out, if necessary, a cleaning said elements and / or members housed in the receptacle.
  • the multi-tool system is intended to be implemented in a fixed underwater installation, said installation being shown partially and comprising a fixed structure 1 on which is mounted a receptacle 2 for receiving the fixed end 3 of a flexible pipe and the movable end 4 of another flexible pipe, said fixed 3 and mobile 4 ends having the same axis 36 and are shown in their non-connected state, the locking means 5 having been unlocked, via a locking device locking / unlocking 6, in order to allow the separation of said ends 3 and 4.
  • the multi-tool system 7 comprises a support frame or cassette 8 on which are mounted two arms 9 and 10 which pivot at one of their ends around pivot axes 11 mounted on a workpiece support 12 of the cassette 8.
  • the end 13 of the arm 10 is inclined towards the interior and it is provided with an oblong hole 14.
  • the end 15 of the arm 9 is also inclined towards the inside of the cassette and comprises also an oblong hole 16, the end 15 having a longer length as large as that of end 13.
  • Arms 9 and 10 are moved laterally in opposite directions which are, in the examples shown, aligned with the axis 36 of the ends 3 and 4 of the pipes, at by means of a double jack 17 comprising two rods 18 and 19 connected arms 9 and 10 respectively. It is also possible to use two separate cylinders each acting on one of the arms 18, 19.
  • the support assembly 20 includes a device for changing and fitting 22 of a seal 23 mounted in the fixed end 3, a stud 24 being inserted into the oblong hole 16 and fixed at one end of an end piece 25.
  • the change and setting elements place 22 includes three regularly distributed units, for example at 120 ° from each other, on a plate 26 ( Figure 5). All support 21 comprises an end plate 27 provided with a stud 28 which is inserted into the oblong hole 14.
  • a device 29 comprises a plate 30 driven in rotation by a motor 31 and on which a camera 32 is mounted, at least one cleaning brush 33 and at least one nozzle 34 for propelling a jet of cleaning fluid (Figure 4).
  • the motor 31 rotates the device 29 relative to the support assembly 21, the axis of rotation of the motor 31 being aligned for example with axis 36.
  • a handle 35 is fixed on the cassette 8 and allows the manipulation of the multi-tool system using an ROV, cassette 8 being likely to rotate around the axis 36.
  • the multi-tool system is brought by the ROV into receptacle 2, with the two arms 9 and 10 in their close position, as shown in Figure 1.
  • a first phase (FIG. 2), the jack 17 is actuated to extend the rod 18 which pushes the arm 9 while doing so pivot around its pivot axis 11 until the stud 24 comes into abutment at the bottom of the oblong hole 16. Then, under the action of the jack 17, the entire support 20 is translated on its guide rails up to that the device 22 comes into the appropriate position for removing the seal 23, gripping and 37 or placement members a new seal being provided for this purpose on the device 22. When the gasket has been removed, the assembly 20 is returned to its initial position and the assembly 21 is moved towards the movable end 4 under the action of the jack 17 and the rod 19 which pivots the arm 10 until the device 29 either in the inspection and cleaning position.
  • the camera 32 inspects the surface condition of the contact surfaces 38 of the movable end 4.
  • the device 29 is rotated so that the nozzles 34 project a jet of cleaning liquid, after which the brushes 33 are actuated to clean the entire surface of said surfaces 38.
  • Cassette 8 is extracted from receptacle 2 to evacuate the seal defective and recovery of a new seal.
  • Cassette 8 fitted with a new seal is introduced again, in its initial position, in the receptacle 2 for the installation of said new seal on the bearing surfaces 39.
  • Figures 6 to 8 show a second embodiment of the multi-tool system according to the invention.
  • the cassette 8 is equipped with a frame on which are mounted a pair of devices 29 and 29a and a pair of devices 22 and 22a, the frame being capable of rotate, inside the cassette 8, around a vertical axis 40, so successively bring the devices concerned into their position work i.e. with regard to the elements to be inspected, cleaned or switch.
  • Each device 29, 29a comprises a camera 32, nozzles for liquid propulsion 34 and at least one brush 33 and one motor 31.
  • each device 22, 22a comprises means for receipt of a new seal 23a and means for removing seal 23 from the fixed end 3.
  • a new seal 23a is mounted on a device 22a while the other device 22 proceeds to removal of the gasket to be replaced 23.
  • the inspection and cleaning devices 29 ranges 38 and 39 of the movable and fixed ends are in action, the brushes 33 cleaning said staves.

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Description

La présente invention concerne un système multi-outils utilisable pour le raccordement de conduites flexibles ou rigides et, plus particulièrement pour l'inspection, le nettoyage et le remplacement d'organes dans des installations pétrolières sous-marines.
Dans l'industrie pétrolière et plus particulièrement dans l'exploitation pétrolière en mer, loin des côtes, les installations sous-marines sont parfois à de grandes profondeurs atteignant 1 000 m et même davantage. Pour réaliser des connexions entre divers ensembles des installations sous-marines, sans faire appel à des plongeurs ou à des techniques similaires, on utilise, de plus en plus, certains types de robots télécommandés depuis la surface (ROV en anglais, acronyme de Remotely Operated Vehicle) qui sont capables de transporter et/ou de déplacer des charges plus ou moins lourdes et d'effectuer des opérations diverses et variées telles que des connexions entre des éléments et des installations sous-marines.
Les systèmes de connexion connus sont réalisés de sorte que les moyens de raccordement sont montés dans un dispositif d'extrémité qui est solidaire de l'ensemble fixe. Lorsque les essais de vérification d'étanchéité effectués avant l'utilisation opérationnelle de la canalisation ou périodiquement en cours d'utilisation, sont défectueux, il est nécessaire de réparer ou changer les moyens de raccordement et, en particulier, les organes d'étanchéité. Dès lors, une ou plusieurs interventions compliquées et très onéreuses sont indispensables du fait que les organes nécessitant la ou les interventions sont disposés à l'intérieur de l'ensemble fixe.
Pour remédier à ces inconvénients, la demanderesse a proposé, dans une demande déposée le 14 juin 1996 sous le n° 96 07 429 (FR-A-2 749 918), d'intégrer les moyens d'étanchéité et de verrouillage dans une cassette flottante qui constitue une interface entre les extrémités des conduites à raccorder, ladite cassette participant également au guidage et au centrage desdites extrémités à raccorder.
Toutefois, les utilisateurs préfèrent parfois monter les moyens de verrouillage soit sur l'extrémité fixe avant le raccordement soit sur les deux extrémités après raccordement.
Une solution qui prend en compte cette considération de montage direct des moyens d'étanchéité tout en assurant un raccordement correct des extrémités des conduites à raccorder est décrite dans une autre demande de la déposante et portant le n° 97 06 314 (FR-A-2 763 636).
L'objet de cette dernière demande concerne notamment un réceptacle qui est solidaire de la structure fixe sur laquelle est montée une conduite flexible considérée comme fixe, ledit réceptacle recevant, à l'intérieur, les deux extrémités des conduites flexibles fixe et mobile à raccorder. A cet effet, le réceptacle comprend une paroi frontale et une paroi arrière pour le passage des extrémités des conduites, les dimensions internes dudit réceptacle étant choisies de telle sorte que l'espace intérieur soit suffisant pour déplacer entièrement les moyens de verrouillage des extrémités raccordées dans leur position finale de raccordement.
Toutefois, il existe un besoin concernant l'inspection et/ou le nettoyage des faces en contact des extrémités des conduites avant la mise en place et/ou le changement des moyens d'étanchéité et/ou de verrouillage.
En effet, jusqu'à présent, lorsqu'on doit mettre en place ou changer les moyens de verrouillage pour une raison quelconque, par exemple, par suite d'une usure prématurée ou normale, lesdits moyens de verrouillage sont tout simplement amenés dans leur position appropriée sans avoir procédé à une inspection des extrémités à raccorder. De la même manière, les organes d'étanchéité qui sont utilisés sur au moins une desdites conduites sont, après usure ou périodiquement, remplacés par des organes d'étanchéité neufs sans examen préalable des zones de support correspondantes. Or, en raison des fluides plus ou moins corrosifs qui peuvent circuler dans les conduites flexibles, il peut arriver que certaines parties d'une ou des deux conduites flexibles, situées dans la zone de raccordement, soient sinon endommagées du moins encrassées. Quand une intervention de nettoyage, par exemple, doit être effectuée, il n'y a, à l'heure actuelle, aucune solution susceptible de répondre à ce besoin. Même le caisson qui est disposé généralement sur la base du ROV et qui, en principe, contient des éléments nécessaires à une intervention sur le site ne contient pas d'outils spécifiques sauf ceux pour la manutention de certains organes de l'installation sous-marine, comme exemple l'enlèvement, la pose des moyens de verrouillage ou encore l'enlèvement et la pose des organes d'étanchéité.
La présente invention a pour but de proposer un système multi-outils ou unité d'intervention, qui peut être commandé par le ROV lorsqu'il est indépendant de ce dernier, c'est-à-dire non compris dans le ROV, ou qui peut être intégré dans le ROV, par exemple logé dans le caisson inférieur si cela est possible.
La présente invention a pour objet un système multi-outils pour l'inspection, le nettoyage et le remplacement d'organes dans une installation pétrolière, caractérisé en ce qu'il comprend un support sur lequel sont montés des moyens susceptibles de déplacer latéralement au moins deux dispositifs dans des directions opposées, au moins un desdits dispositifs étant susceptible d'être entraíné en rotation autour d'une desdites directions.
Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'il est possible de procéder à une inspection des éléments ou organes disposés dans le réceptacle lorsque l'installation fixe en comporte un, avant toute intervention. Bien entendu, le même système peut être utilisé dans des installations sous-marines et comportant ou non un réceptacle.
Un autre avantage de la présente invention est qu'après l'inspection, le système peut effectuer, si besoin était, un nettoyage desdits éléments et/ou organes logés dans le réceptacle.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description de deux modes de réalisation selon l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique en élévation et partiellement en coupe d'un premier mode de réalisation du système selon la présente invention et disposé dans un réceptacle équipant une structure fixe,
  • la figure 2 est la même vue que la figure 1, le système étant dans une position de travail,
  • la figure 3 est la même vue que la figure 1, le système étant dans une autre position de travail,
  • les figures 4 et 5 sont d'autres vues latérales du système multi-outils des figures 1 à 3,
  • la figure 6 est une vue de dessus du système selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • les figures 7 et 8 sont des vues de côté du système représenté sur la figure 6.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 5, le système multi-outils est destiné à être mis en oeuvre dans une installation fixe sous-marine, ladite installation étant représenté partiellement et comprenant une structure fixe 1 sur laquelle est monté un réceptacle 2 pour la réception de l'extrémité fixe 3 d'une conduite flexible et de l'extrémité mobile 4 d'une autre conduite flexible, lesdites extrémités fixe 3 et mobile 4 ayant un même axe 36 et sont représentées dans leur état de non raccordement, les moyens de verrouillage 5 ayant été déverrouillés, par l'intermédiaire d'un organe de verrouillage/déverrouillage 6, afin de permettre la séparation desdites extrémités 3 et 4.
Le système multi-outils 7 comprend un châssis support ou cassette 8 sur lequel sont montés deux bras 9 et 10 qui pivotent à une de leurs extrémités autour d'axes de pivotement 11 montés sur une pièce support 12 de la cassette 8. L'extrémité 13 du bras 10 est inclinée vers l'intérieur et elle est pourvue d'un trou oblong 14. L'extrémité 15 du bras 9 est également inclinée vers l'intérieur de la cassette et comprend également un trou oblong 16, l'extrémité 15 présentant une longueur plus grande que celle de l'extrémité 13. Les bras 9 et 10 sont déplacés latéralement dans des directions opposées qui sont, dans les exemples représentés, alignées avec l'axe 36 des extrémités 3 et 4 des conduites, au moyen d'un vérin double 17 comprenant deux tiges 18 et 19 reliées respectivement aux bras 9 et 10. Il est également possible d'utiliser deux vérins distincts agissant chacun sur un des bras 18, 19.
Deux ensembles de support 20 et 21 sont montés coulissants dans des glissières appropriées qui sont fixées dans la cassette 8 (figure 2). L'ensemble de support 20 comprend un dispositif de changement et de mise en place 22 d'un joint d'étanchéité 23 monté dans l'extrémité fixe 3, un téton 24 étant inséré dans le trou oblong 16 et fixé à une extrémité d'une pièce d'extrémité 25. Les éléments de changement et de mise en place 22 comprennent trois unités régulièrement réparties, par exemple à 120° les unes des autres, sur une plaque 26 (figure 5). L'ensemble de support 21 comprend une plaque d'extrémité 27 munie d'un téton 28 qui est inséré dans le trou oblong 14.
Un dispositif 29 comprend un plateau 30 entraíné en rotation par un moteur 31 et sur lequel sont montées une caméra 32, au moins une brosse de nettoyage 33 et au moins une buse 34 de propulsion d'un jet de liquide de nettoyage (figure 4). Le moteur 31 entraíne en rotation le dispositif 29 par rapport à l'ensemble support 21, l'axe de rotation du moteur 31 étant aligné par exemple avec l'axe 36.
Une poignée 35 est fixée sur la cassette 8 et permet la manipulation du système multi-outils à l'aide d'un ROV, la cassette 8 étant susceptible de tourner autour de l'axe 36.
Le fonctionnement de ce premier mode de réalisation du système multi-outils selon l'invention est le suivant.
Après avoir écarté les deux extrémités 3 et 4 l'une de l'autre, le système multi-outils est amené par le ROV dans le réceptacle 2, avec les deux bras 9 et 10 dans leur position rapprochée, ainsi que représenté sur la figure 1.
Dans une première phase (figure 2), le vérin 17 est actionné pour mettre en extension la tige 18 qui pousse le bras 9 en le faisant pivoter autour de son axe de pivotement 11 jusqu'à ce que le téton 24 vienne en butée au fond du trou oblong 16. Puis, sous l'action du vérin 17, l'ensemble du support 20 est translaté sur ses rails de guidage jusqu'à ce que le dispositif 22 vienne dans la position adéquate d'enlèvement du joint d'étanchéité 23, des organes de préhension 37 et/ou de mise en place d'un nouveau joint étant prévus à cet effet sur le dispositif 22. Lorsque le joint a été enlevé, l'ensemble 20 est ramené à sa position initiale et l'ensemble 21 est déplacé vers l'extrémité mobile 4 sous l'action du vérin 17 et de la tige 19 qui fait pivoter le bras 10 jusqu'à ce que le dispositif 29 soit dans la position d'inspection et de nettoyage. Dans une première étape, la caméra 32 inspecte l'état de surface des portées de contact 38 de l'extrémité mobile 4. Lorsque ces portées nécessitent un nettoyage, le dispositif 29 est mis en rotation pour que les buses 34 projettent un jet de liquide de nettoyage, après quoi les brosses 33 sont actionnées pour nettoyer la totalité de la surface desdites portées 38.
Après le nettoyage des portées 38, on peut procéder à l'inspection et éventuellement au nettoyage des portées 39 de l'extrémité fixe 3 une fois que le joint d'étanchéité 23 a été enlevé (figure 3). A cet effet, la cassette 8 est extraite du réceptacle par le ROV qui la tourne de 180° pour amener le dispositif 29 en regard de l'extrémité fixe 3. Après quoi, la caméra inspecte les portées 39 en vue d'un nettoyage éventuel.
La cassette 8 est extraite du réceptacle 2 pour évacuer le joint défectueux et la récupération d'un joint neuf. La cassette 8 équipée d'un joint neuf, est introduite à nouveau, dans sa position initiale, dans le réceptacle 2 pour la mise en place dudit joint neuf sur les portées 39.
Une fois que le nettoyage est terminé et un nouveau joint 23 est mis en place le système multi-outils est retiré par le ROV du réceptacle 2. Après quoi, les moyens de verrouillage sont écartés pour permettre le raccordement des extrémités 3 et 4 puis à nouveau actionnés pour verrouiller lesdites extrémités 3 et 4 dans leur position finale de raccordement.
Les figures 6 à 8 représentent un deuxième mode de réalisation du système multi-outils selon l'invention.
Dans le système représenté sur les figures 6 à 8, la cassette 8 est équipée d'un cadre sur lequel sont montées une paire de dispositifs 29 et 29a et une paire de dispositifs 22 et 22a, le cadre étant susceptible de tourner, à l'intérieur de la cassette 8, autour d'un axe vertical 40, afin d'amener successivement les dispositifs concernés dans leur position de travail c'est-à-dire en regard des éléments à inspecter, nettoyer ou à changer. Chaque dispositif 29, 29a comprend une caméra 32, des buses de propulsion de liquide 34 et au moins une brosse 33 et un moteur 31. De la même manière, chaque dispositif 22, 22a comprend des moyens de réception d'un joint neuf 23a et de moyens d'enlèvement du joint 23 de l'extrémité fixe 3.
Comme cela apparaít sur les figures 6 et 7, un joint neuf 23a est monté sur un dispositif 22a alors que l'autre dispositif 22 procède à l'enlèvement du joint à remplacer 23.
Sur la figure 8, les dispositifs 29 d'inspection et de nettoyage des portées 38 et 39 des extrémités mobile et fixe sont en action, les brosses 33 nettoyant lesdites portées.

Claims (10)

  1. Système multi-outils pour l'inspection, le nettoyage et le remplacement d'organes effectués dans une installation pétrolière sous-marine, caractérisé en ce qu'il comprend un support (8) sur lequel sont montés des moyens (9, 10, 17) susceptibles de déplacer latéralement au moins deux dispositifs (22, 29) dans des directions opposées, au moins un desdits dispositifs (29) étant susceptible d'être entraíné en rotation autour d'une desdites directions.
  2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'inspection et de nettoyage (29).
  3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un des dispositifs (22) est constitué par des moyens d'enlèvement et de mise en place d'un joint d'étanchéité (23) monté sur une extrémité (3) d'une conduite flexible.
  4. Système selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont constitués par au moins deux bras (9, 10) qui sont déplacés chacun vers une extrémité (3, 4) d'une conduite flexible, lesdites extrémités (3, 4) des conduites étant disposées en regard l'une de l'autre et séparées par un espace, lesdites extrémités présentant un même axe longitudinal (36).
  5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support est constitué par un boítier (8) sur lequel sont montés à pivotement lesdits bras.
  6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déplacement (17) agissant sur lesdits bras.
  7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont constitués par un vérin (17) à double tige (18, 19), chaque tige (18, 19) coopérant avec un desdits bras (9,10).
  8. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (29) comprend une plaque (30) sur laquelle sont montées une caméra d'inspection (32) des portées (38, 39) des extrémités des conduites flexibles et au moins une brosse de nettoyage (33) desdites portées.
  9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif (29) comprend en outre des buses (34) de propulsion d'un liquide de nettoyage.
  10. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support est monté rotatif autour d'un axe perpendiculaire (40) à l'axe (36) des extrémités des conduites et en ce qu'il comprend deux outils d'enlèvement (22, 22a) et de mise en place d'un joint d'étanchéité (23) et deux dispositifs d'inspection et de nettoyage (29, 29a) des portées (38, 39) des extrémités (3, 4) des conduites.
EP98401836A 1997-08-08 1998-07-20 Système multi-outils utilisable pour le raccordement de conduites Expired - Lifetime EP0896124B1 (fr)

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