FR2477256A1 - Conduite tubulaire flexible utilisable notamment pour le transfert de fluides a haute temperature et/ou a haute pression et tuyaux comportant une telle conduite tubulaire - Google Patents

Conduite tubulaire flexible utilisable notamment pour le transfert de fluides a haute temperature et/ou a haute pression et tuyaux comportant une telle conduite tubulaire Download PDF

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Abstract

CONDUITE TUBULAIRE FLEXIBLE. ELLE COMPREND AU MOINS DEUX TUBES METALLIQUES RIGIDES 1, 2 ET 3 EN PARTICULIER EN ACIER, ENROULES EN TORSADE.

Description

-1-
*477256
La présente invention est relative à une conduite tubulaire flexible utilisable notamment pour le transfert de
fluides à haute température et/ou à haute pression.
La conduite tubulaire selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comprend au moins deux tubes
métalliques rigides, en particulier en acier, enroulés en tor-
sade. De préférence l'angle d'enroulement est compris entre 10 et
et de manière avantageuse il est de l'ordre de 15 .
Une conduite tubulaire ainsi réalisée, par exemple à deux tubes enroulés en torsade peut être utilisée comme élément chauffant interne d'un tuyau, en étant parcourue par un fluide
chaud, tel que par exemple, l'eau, l'huile ou la vapeur.
Comme application particulière on peut citer les tuyaux de drainage reliés aux toits mobiles des réservoirs de stockage
et servant à évacuer jusqu'au sol l'eau de pluie.
La mise en oeuvre de conduites selon la présente invention permettant la circulation d'un fluide de chauffage à température élevée est particulièrement intéressante dans une telle application ainsi que dans toutes celles o par suite de la présence de gaz explosifs, la présence de flexibles chauffés
électriquement est exclue.
Comme autre application intéressante des conduites tubulaires selon l'invention on peut citer les tuyaux utilisés pour l'alimentation en vapeur d'eau à haute température, de l'ordre de plusieurs centaines de degrés, et à très forte pression, de l'ordre de 60 bars d'une source sismique dans le procédé connu sous la dénomination de "Vaporchoc" exploité par la
Compagnie Générale de Géophysique.
Dans cette application il est avantageux d'utiliser une conduite tubulaire selon l'invention formée de trois tubes enroulés en torsade, revêtus d'un calorifugeage et munis d'une
gaine externe de protection.
Comme autre application possible parmi de nombreuses autres des conduites tubulaires selon l'invention, on peut citer la réalisation de lignes ombilicales pour la circulation d'un fluide de commande entre des éléments immergés et la surface, par
exemple pour la commande des têtes de puits de production d'hy-
drocarbures, de véhicules mobiles sur le fonds sous-marin, etc...
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
seront mises en évidence dans la suite de la description d'exem-
ples particuliers de mise en oeuvre en se référant au dessin
-2-!47'256
annexé dans lequel: La figure 1 représente un tronçon de conduite tubulaire
à trois tubes métalliques enroulés en torsade.
La figure 2 représente une conduite tubulaire selon la figure 1 munie d'un calorifugeage et d'une gaine externe. La figure 3 représente en perspective arrachée un réservoir de stockage permettant une application de la conduite
tubulaire flexible selon l'invention.
La figure 4 est une vue très schématique en coupe d'un réservoir de stockage permettant de mettre en oeuvre la présente invention. La figure 5 représente un tuyau ee drainage utilisable dans un réservoir de stockage et muni de la conduite tubulaire
selon l'invention en tant qu'élément chauffant.
En se référant à la figure 1 on voit une conduite tubulaire flexible selon l'invention réalisée en enroulant en torsade trois tubes métalliques, en particulier en acier, 1, 2, 3. L'angle d'enroulement de ces tubes est de préférence d'environ
par rapport a l'axe longitudinal de la conduite.
Pour réaliser l'assemblage on fait passer les diffé-
rents tubes métalliques dans des guides inclinés de l'angle voulu, dans ce cas de 15 , par rapport à l'axe du produit formé, les guides étant solidaires d'un support que l'on fait tourner
par tout moyen approprié, notamment à la main.
On a ainsi réalisé, à titre d'exemples, des conduites tubulaires à partir de tubes en acier inoxydable d'un diamètre
intérieur de 12 mm et d'épaisseur de 2 et respectivement 4 mm.
Malgré la rigidité des tubes d'acier utilisés on a constaté que la conduite tubulaire réalisée selon l'invention pouvait être enroulée et déroulée de nombreuses fois avec un rayon de courbure relativement réduit sans modification notable de la structure. Ainsi des essais d'enroulement ont montré que les conduites réalisées pouvaient être enroulées et déroulées plus de vingt fois sur un fût d'un diamètre de 600 mm sans qu'aucune anomalie particulière ne soit à signaler. Par ailleurs des essais de traction ont permis de constater une très grande stabilité de la conduite tubulaire, c'est-à-dire que l'on n'a pas constaté de détorsion notable jusqu'à des valeurs de traction
supérieures à trois tonnes.
Enfin des essais d'éclatement ont montré une tenue remarquable à la pression jusqu'à plus de 700 bars pour une
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conduite formée de tubes de 2 mm d'épaisseur et plus de 1300 bars
pour une conduite formée de tubes de 4 mm d'épaisseur.
La conduite tubulaire ainsi réalisée peut être utilisée en tant que ligne ombilicale, ou que ligne de transfert de fluide à haute température et/ou à haute pression dans de nombreuses applications telles que par exemple pour le transfert de vapeur dans le procédé d'exploration sismique connu sous la dénomination
de Vaporchoc.
Dans ces différentes applications la conduite tubulaire
flexible telle que représentée dans la figure 1 est avantageuse-
ment gainée et le cas échéant munie d'un calorifugeage et un
exemple de réalisation en est représenté à la figure 2.
Le calorifugeage 4 peut être réalisé en tout matériau approprié convenant à l'utilisation envisagée et l'on a par exemple utilisé le matériau connu sous la dénomination ncérarope B' sous la forme d'un cordon toronné d'un diamètre de 13 mm, ce matériau étant par exemple mis en place selon deux couches enroulées radialement de façon à présenter une épaisseur après
tassement d'environ 20 mm.
La gaine externe 5 de protection peut également être réalisée en tout matériau approprié par exemple en rilsan seul ou en mélange avec d'autres matériaux tels que des plastomères ou élastomères.
On se réfère maintenant aux figures 3 à 5 qui illus-
trent une autre application intéressante de la conduite tubulaire
flexible selon l'invention.
Celle-ci, représentée sur la figure 5 comme étant constituée de deux tubes 6, 7 enroulés en torsade, est utilisée comme élément chauffant à l'intérieur d'un tuyau de drainage ou "drain-hose" désigné globalement par 7 et qui peut présenter une structure quelconque, par exemple être composé d'un feuillard agrafé 8 revêtu d'une gaine externe 9, le feuillard 8 pouvant
également présenter intérieurement un revêtement approprié.
Comme on le voit sur les figures 4 et 5 le tuyau de drainage 7 est fixé à une de ses extrémités en 10 au toit 11, flottant, c'est-à-dire mobile verticalement, d'un réservoir de
stockage 12.
Le tuyau de drainage permet d'évacuer l'eau de pluie qui autrement s'accumulerait sur le toit plat du réservoir, cette
évacuation étant schématisée par la flèche A sur la figure 4.
Pour assurer le chauffage d'un tel tuyau de drainage on
-4- 2477256
utilise une conduite tubulaire flexible selon l'invention telle que représente à la figure 5 à l'intérieur des tubes de laquelle on réalise une circulation d'un fluide caloporteur tel que l'eau
chaude, l'huile chaude ou la vapeur.
On a illustré sur la figure 4 le circuit de chauffage composé d'une source de fluide chaud ou une centrale chauffante
13 associée à une pompe de circulation 14.
Dans le cas d'une réalisation à deux tubes telle que représente sur la figure 5 le fluide caloporteur est introduit
dans l'un des tubes de la conduite et revient par l'autre tube.
A titre d'exemple on a mis en oeuvre l'invention dans un tuyau de drainage d'un diamètre de 101,6 mm constitué d'un feuillard en acier inoxydable revêtu d'une gaine de rilsan de 5
mm d'épaisseur.
La conduite tubulaire flexible selon l'invention est
constituée de deux tubes en acier inoxydable d'un diamètre inté-
rieur de 12 mm et d'une épaisseur de 4 mm enroulés en torsade
avec un angle d'enroulement de 150.
On a utilisé comme fluide caloporteur une huile hydrau-
ligue-d'une viscosité à 300 de 10 cp et de chaleur spécifique de
0,5 kilocalorie par kilo (OC).
A titre d'exemple on a utilisé un tel tuyau de drainage dans un réservoir nécessitant une longueur de tuyau de drainage
de 20 m avec une température extérieure au tuyau de - 170C.
On a obtenu un excellent fonctionnement avec une centrale chauffante d'une puissance de l'ordre de 9 kilowatts, la
puissance de la pompe de circulation étant de 180 watts.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des formes de réalisation et des applications préférées, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et que l'on peut lui apporter de nombreuses variantes et-modifications sans pour
autant sortir ni de son cadre-ni de son esprit.
-5-
RE V E N D I C A T IONS
1. Conduite tubulaire flexible, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux tubes métalliques rigides, en
particulier en acier, enroulés en torsade.
2. Conduite selon la revendication 1- caractérisée par
le fait que l'angle d'enroulement est compris entre 10 et 200.
3. Conduite selon la revendication 2, caractérisée par
le fait que l'angle d'enroulement est d'environ 15 .
4. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque
des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle
comporte une gaine externe de protection.
5. Conduite selon la revendication 4, caractérisée par
le fait qu'elle comporte en outre un calorifugeage.
6. Tuyau, notamment tuyau de drainage pour réservoir de stockage à toit flottant, caractérise par le fait qu'il comporte en tant qu'élément chauffant une conduite tubulaire selon l'une
quelconque des revendications précédentes dont les tubes sont
parcourus par un fluide caloporteur.
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