CA2684770C

CA2684770C - Conduite tubulaire flexible pour le transport d'hydrocarbures gazeux

Info

Publication number: CA2684770C
Application number: CA2684770A
Authority: CA
Inventors: Eric Binet; Tim Crome
Original assignee: Technip France SAS
Current assignee: Technip Energies France SAS
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2028-04-24
Also published as: GB0918023D0; US20100084035A1; GB2460601B; FR2915552A1; NO20093150L; DK178481B1; EA200901454A1; US7891384B2; AU2008257278A1; NO340624B1; CA2684770A1; GB2460601A; DK200970216A; MY145360A; BRPI0810573B1; WO2008145861A2; WO2008145861A3; AU2008257278B2; EA016927B1; FR2915552B1

Abstract

L'invention concerne une conduite tubulaire flexible (1) pour le transport de gaz sous haute pression dans le domaine de l'exploitation pétrolière offshore. La conduite est du type non lié et à passage lisse, et comprend de l'intérieur vers l'extérieur un tube polymérique interne (2), une voûte de pression (3) formée par l'enroulement à pas court d'au moins un fil, une première paire intérieure (4, 5) de nappes croisées d'armures de traction, une gaine intermédiaire polymérique (6), une deuxième paire extérieure (7, 8) de nappes croisées d'armures de traction et une gaine externe polymérique (9), et elle est caractérisée en ce que la paire intérieure (4, 5) de nappes d'armures de traction est enroulée avec un angle d'hélice inférieur à 35° et en ce que la paire extérieure (7,8) de nappes d'amures de traction est enroulée avec un angle d'hélice sensiblement égal à 55°.

Description

Conduite tubulaire flexible pour le transport d'hydrocarbures gazeux La présente invention concerne une conduite tubulaire flexible pour le transport de fluides (notamment les hydrocarbures gazeux) utilisée dans le domaine de l'exploitation pétrolière en mér. Elle concerne plus particulièrement une conduite flexible de type non lié ( unbonded en anglais) pour le transport d'hydrocarbures gazeux ou biphasiques comportant une phase gazeuse.
Ces conduites flexibles, qui sont formées d'un ensemble de io différentes couches concentriques et superposées, sont dites de type non lié dès lors que ces couches présentent une certaine liberté de se déplacer les unes par rapport aux autres. Ces conduites flexibles satisfont entre autres aux recommandations du document normatif API
17J Specification for Unbonded Flexible Pipe publié par I' American Petroleum Institute . Les couches constitutives comprennent notamment des gaines polymériques assurant généralement une fonction d'étanchéité, et des couches de renfort destinées à la reprise des efforts mécaniques et formées par des enroulements de feuillard, de fils métalliques, de bandes diverses ou de profilés en matériaux composites.
Les conduites flexibles de type non lié les plus utilisées dans l'industrie pétrolière offshore comprennent généralement, de l'intérieur vers l'extérieur, une carcasse interne constituée d'un feuillard agrafé qui sert à empêcher l'écrasement de la conduite sous l'effet de la pression externe, une gaine d'étanchéité interne en polymère,. une voûte de pression constituée d'au moins un fil métallique de forme agrafé et enroulé hélicoïdalement à pas court, ladite voûte de pression servant à
reprendre les efforts radiaux liés à la pression interne, des nappes d'armures de traction formées d'enroulements hélicoïdaux à pas long de fils métalliques ou composites, lesdites nappes d'armures étant destinés à
3o reprendre les efforts longitudinaux que subit la conduite, et enfin une gaine externe d'étanchéité destinée à protéger de l'eau de mer les couches de renfort. Une telle conduite est dite à passage non lisse

2 ( rough bore en anglais) car l'élément le plus intérieur est la carcasse interne qui forme un passage non lisse en raison des déjoints entre les spires de la carcasse.
On connaît aussi des conduites flexibles de type non lié à passage lisse ( smooth bore en anglais) qui ne comportent pas de carcasse interne et pour lesquelles l'élément le plus intérieur est un tube étanche polymérique à paroi lisse.
Les conduites dites smooth bore (à passage lisse) sont généralement utilisées pour véhiculer des fluides n'ayant pas de phase io gazeuse. En pratique, leur usage est réservé aux conduites d'injection d'eau. En effet, pour les fluides biphasiques, la diffusion au cours de l'écoulement des gaz à travers le tube polymérique d'étanchéité interne provoque une augmentation de la pression régnant dans l'annulaire situé
autour de la gaine interne. Lorsque la pression dans l'annulaire devient supérieure à la pression interne régnant dans la conduite, comme par exemple lors d'une décompression suite à un arrêt de production, la différence de pression peut conduire à l'effondrement du tube polymérique d'étanchéité interne ( collapse en anglais). C'est entre autres pour conjurer ce risque qu'on préfère disposer une carcasse interne à l'intérieur dudit tube polymérique interne, ce qui revient à
réaliser une conduite à passage non lisse. C'est pourquoi on utilise généralement des conduites dites rough bore pour le transport des hydrocarbures gazeux ou biphasiques.
Un problème est apparu sur les conduites rough bore de production et d'export d'hydrocarbures gazeux. Ce problème est lié à
l'écoulement du gaz dans la conduite et plus précisément aux phénomènes de formation de tourbillons qui apparaissent au contact des déjoints entre les spires de la carcasse. En effet, la discontinuité de surface rencontrée au niveau de ces déjoints entraîne la formation de tourbillons qui perturbent l'écoulement du gaz dans la conduite. Ces tourbillons induisent des vibrations de pression cycliques qui peuvent conduire à des phénomènes de résonance (vibrations, bruits) dans la

3 conduite et au niveau des équipements et tuyauteries situés sur la plate-forme ou le -support flottant de production, et également dans les équipements immergés. Ces fluctuations de pression et surtout ces vibrations résultantes peuvent devenir très importantes et conduire à des phénomènes de fatigue, notamment dans lesdits équipements et aux extrémités des conduites qui subissent alors des sollicitations plus importantes que celles pour lesquelles elles ont été conçues, ce qui peut engendrer des fuites.
La demande FR2856131 divulgue une première solution à ce io problème consistant à chemiser l'intérieur de la conduite rough bore avec une gaine polymérique percée de trous.
La demande W02004/005785 enseigne une deuxième solution consistant à munir la carcasse interne de la conduite rough bore de passages traversants lôngitudinaux, lesdits passages facilitant l'écoulement du gaz vers l'intérieur des spires de la carcasse de manière à éviter la formations des tourbillons au niveau des déjoints entre spires.
Ces deux solutions s'avèrent onéreuses et délicates à mettre en ceuvre.
Les demandes FR2775052, FR2846395 et FR2852658 divulguent 2o des conduites smooth bore particulières pouvant transporter des hydrocarbures gazeux. Ces conduites comportent une gaine intermédiaire polymérique étanche située entre la voûte de pression et les nappes d'armures de traction. En cas de déchirure accidentelle de la gaine externe, la pression hydrostatique extérieure est reprise par cette gaine intermédiaire elle-même soutenue par la voûte de pression, ce qui a pour effet de protéger le tube interne d'étanchéité et d'éviter son affaissement sur lui-même ( collapse ). De plus, l'espace annulaire compris entre le tube interne d'étanchéité et ladite gaine intermédiaire est muni d'une couche de drainage des gaz de diffusion destinée à évacuer ces gaz le long de cet espace annulaire jusqu'à une des deux extrémités de la conduite. Dans FR2775052, la couche de drainage est constituée d'une paire de nappes d'armures enroulées autour de la voûte de pression avec

4 un angle supérieur à 35 . Dans FR2846395 et FR2852658, la couche de drainage est constituée de profilés spécifiques comportant des évidements et enroulés hélicoïdalement autour de la voûte de pression avec un angle supérieur à 55 . La couche de drainage permet de limiter le risque de surpression des gaz de diffusion dans l'annulaire et donc celui de collapse du tube interne. Cependant, ces solutions ne règlent pas de façon satisfaisante le problème de sécurité et de fiabilité du transport d'hydrocarbures gazeux sous très haute pression. C'est en particulier le cas des conduites d'export destinées à acheminer sur de grandes io distances et à très fort débit du gaz préalablement purifié et compressé.
Dans ces conditions sévères, la diffusion des gaz à travers le tube d'étanchéité atteint un niveau élevé, ce qui impose des moyens de drainage très efficaces pour éviter le risque d'effondrement dudit tube. De plus, si un tel incident survenait, par exemple suite à une dépressurisation de la conduite, il serait très difficile de le détecter. Si jamais le tube d'étanchéité s'affaissait sur lui-même et était endommagé sans que cela soit détecté, la conduite risquerait d'éclater lors de la remise en pression avec des conséquences particulièrement graves.
FR 2 775 051 fait connaître une conduite destinée à résoudre 2o d'autres problèmes, et dont la structure est d'une autre nature puisque le tube interne est métallique et ondulé au lieu d'être polymérique et lisse.
Par ailleurs, il divulgue simplement le fait que les angles d'hélice des deux paires d'armures de traction sont inférieurs (ou égaux) à 55 . Dans un exemple particulier, il enseigne aussi une combinaison entre un angle supérieur à 35 pour la paire intérieure d'armures et un angle inférieur à
pour la paire extérieure d'armures, ce qui est tout à fait différent de la combinaison particulière à l'invention qui sera définie plus loin.
Aussi, la présente invention a pour objectif de remédier aux inconvénients précités des structures de l'art antérieur en proposant une 30 conduite flexible sous marine utilisable pour transporter sous forte pression des hydrocarbures gazeux.

Dans ce but, la présente invention propose une conduite tubulaire flexible destinée au transport de fluides dans le domaine de l'exploitation pétrolière offshore, ladite conduite étant du type non lié et à passage lisse ( smooth bore ) , et comportant au moins de l'intérieur vers l'extérieur

5 un tube polymérique interne à paroi lisse, une voûte de pression formée par l'enroulement à pas court d'au moins un fil, une première paire intérieure de nappes croisées d'armures de traction, une gaine intermédiaire polymérique et une deuxième paire extérieure de nappes croisées d'armures de traction ; en outre, ladite conduite est caractérisée io en ce que la paire intérieure de nappes d'armures de traction est enroulée avec un angle d'hélice inférieur ou égal à 35 et en ce que la paire extérieure de nappes d'amures de traction est enroulée avec un angle d'hélice sensiblement égal à 55 .
Les angles d'hélice sont exprimés en valeur absolue, c'est-à-dire j5 sans tenir compte du signe lié au sens de l'enroulement. Chaque paire de nappes d'armures de traction est constituée de deux nappes croisées enroulées en sens opposés avec des angles d'hélice sensiblement égaux en valeur absolue, ce qui a pour effet d'équilibrer la reprise des efforts de traction en évitant de générer des efforts de torsion. On entend par 2o enroulement à pas court tout enroulement dont l'angle d'hélice est proche de 90 , et en pratique compris entre 70 et 90 . On entend par enroulement à pas long tout enroulement dont l'angle d'hélice est inférieur à 55 .
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la combinaison 25 particulière des angles d'hélice des nappes d'armures intérieures et extérieures. Cette combinaison confère aux conduites smooth bore des propriétés qui les rendent aptes au transportde gaz sous forte pression. L'angle d'hélice relativement faible des nappes internes d'armures de traction facilite le drainage longitudinal des gaz de diffusion 30 jusqu'à des moyens d'évacuation desdits gaz généralement situés aux extrémités de la conduite. Il améliore aussi la résistance à la traction desdites nappes intérieures, ce qui leur permet de reprendre la majorité

6 des efforts axiaux endurés par la conduite. En pratique, les nappes intérieures d'armures reprennent plus de 70% des efforts axiaux, et avantageusement plus de 80%. Ceci permet de diminuer l'épaisseur et le poids des nappes extérieures d'armures de traction, et par conséquent le poids de la conduite.
L'angle de 55 confère aux nappes extérieures d'armures de traction la capacité à résister à la fois à des efforts radiaux de pression interne et à des efforts axiaux de traction longitudinale. Cette caractéristique permet de constituer un dispositif de double confinement du gaz circulant dans la io conduite, ce qui résout le problème de sécurité. En fonctionnement normal, le gaz circule à l'intérieur du tube interne polymérique d'.étanchéité
supporté par la voûte de pression et les nappes intérieures d'armures, cet ensemble constituant le dispositif principal de confinement. Bien que le drainage des gaz de diffusion soit particulièrement performant, on ne peut pas totalement exclure le risque d'endommagement du tube interne polymérique, en particulier lors d'une décompression rapide de la conduite. Or, cet incident qui peut conduire à une perte d'étanchéité dudit tube interne, n'est pas détectable au moment où il survient. Lors de la remise en pression, une conduite selon la présente invention dont le tube interne aurait été accidentellement déchiré est cependant capable de reprendre la pression interne sans fuir et sans éclater. En effet, dans ce cas, la pression interne s'applique directement sur la face interne de la gaine intermédiaire polymérique étanche, qui est elle-même supportée par les nappes extérieures d'armures de traction à 55 . La gaine intermédiaire et les nappes extérieures d'armures de traction constituent donc un dispositif de confinement de secours capable de prendre le relais du dispositif de confinement principal en cas de défaillance de ce dernier.
Les nappes extérieures d'armures à 55 ont en outre la propriété de ne quasiment pas résister aux efforts radiaux d'écrasement orientés de l'extérieur vers l'intérieur de la conduite, si bien qu'elles transmettent ces efforts aux couches internes. Cette propriété rend possible l'installation de la conduite avec un tensionneur vertical du type de celui décrit dans la

7 demande FR2721635 et connu de l'homme du métier sous le nom Vertical Laying System . Une telle méthode de pose est adaptée aux grandes profondeurs d'eau. Elle nécessite que les efforts de serrage de la conduite entre les patins des chenilles verticales soient transmis aux nappes d'armures de traction, de telle sorte que ces dernières puissent reprendre les efforts de traction générés par le poids de la conduite en cours de descente depuis le navire de pose. Or, dans le cas de la présente invention, ce sont les armures intérieures qui ont la plus grande résistance à la traction et qui doivent donc reprendre l'essentiel des efforts io de traction pendant la pose. Ceci est rendu possible par le fait que toutes les couches entourant les nappes intérieures d'armures peuvent transmettre les efforts de serrage des chenilles sans affaiblissement significatif, si bien que les nappes intérieures d'armures se trouvent bloquées, au droit des chenilles, contre la voûte de pression qui reprend quant à elle la quasi totalité de ces efforts de serrage sans se déformer significativement.
Le choix d'une solution smooth bore en lieu et place des solutions rough bore de I'art antérieur présente plusieurs avantages.
D'une part, il permet de régler les problèmes de vibrations et de 2o résonance du fait de la suppression de la carcasse interne à l'origine de ces phénomènes. D'autre part, il permet de réduire les pertes de charges de l'écoulement dans la conduite.
En outre, préférentiellement, la paire intérieure de nappes d'armures de traction est enroulée avec un angle d'hélice inférieur ou égal à 300.
Ainsi, le drainage des gaz de diffusion et la résistance à la traction de la paire intérieure de nappes d'armures sont-ils encore améliorés.
De plus, avantageusement, la paire intérieure de nappes d'armures de traction comprend au moins un conduit permettant le drainage et l'évacuation des gaz de diffusion. Cette caractéristique permet d'améliorer l'efficacité du drainage des gaz de diffusion. Ce conduit constitue un chemin préférentiel de passage des gaz, et peut être utilisé pour forcer la circulation des gaz de diffusion le long de la conduite jusqu'à des moyens

8 d'évacuation généralement situés aux extrémités de la conduite. La demande FR2858841 décrit des méthodes de drainage pouvant avantageusement être mises en oruvre avec ce dispositif. Celles-ci consistent à utiliser le ou les conduits logés au sein des nappes d'armures pour pomper les gaz de diffusion ou pour faire circuler un gaz d'entraînement du type azote afin de repousser les gaz de diffusion vers les moyens d'évacuation. On pourrait aussi s'affranchir des moyens de pompage ou d'injection et utiliser ce ou ces conduits comme de simples moyens passifs facilitant l'écoulement des gaz de diffusion vers les lo moyens d'évacuation.
En outre, préférentiellement, la conduite tubulaire flexible comporte des moyens de contrôle de l'étanchéité tube polymérique interne par comparaison entre les pressions régnant d'une part à l'intérieur de la conduite, et d'autre part au sein de l'espace annulaire compris entre le tube polymérique interne et la gaine intermédiaire. L'effondrement ( collapse ) éventuel du tube polymérique interne est quasiment indétectable au moment où il survient, généralement pendant une phase de décompression rapide de la conduite. Cependant, lors de la remise en pression de la conduite, il est possible de détecter une éventuelle perte 2o d'étanchéité dudit tube interne en mesurant la pression régnant dans l'espace annulaire compris entre le tube interne et la gaine intermédiaire, et en la comparant avec la pression régnant à l'intérieur de la conduite. Si ces deux pressions deviennent sensiblement égales, c'est qu'il y a eu perte d'étanchéité du tube interne. La mesure de la pression régnant dans l'espace annulaire peut se faire directement au niveau d'une des deux extrémités de la conduite, ou en utilisant un des conduits logés au sein des nappes intérieures d'armures.
Ce dispositif de détection permet en outre d'éviter de sur dimensionner la paire extérieure de nappes d'armures. D'une part, tant 3o que le tube polymérique interne est intègre, la paire extérieure de nappes d'armures subit très peu de contraintes puisque la majorité des efforts est reprise par la voûte de pression et la paire intérieure de nappes

9 d'armures. D'autre part, si le tube est endommagé il est possible de détecter rapidement, en pratique en moins d'une minute, cet endommagement lors de la montée en pression de la conduite, si bien qu'il devient possible d'arrêter rapidement la production avant d'atteindre la pression de service. Ainsi, le dispositif de confinement de secours constitué par la gaine intermédiaire et les nappes extérieures d'armures peut avantageusement être dimensionné avec des performances de résistance à la pression nettement inférieures à celles du dispositif de confinement principal constitué par le tube interne, la voûte de pression et io les nappes intérieures d'armures. En pratique, la pression d'éclatement du dispositif de confinement principal est approximativement deux fois supérieure à la pression maximale de service de la conduite, du fait de coefficients de sécurité visant en particulier à garantir le fonctionnement pendant une durée de vie supérieure à 20 ans. Dès lors que le système de contrôle de l'étanchéité du tube interne est mis en oeuvre, il n'est pas nécessaire que le dispositif de confinement de secours ait une durée de vie et des performances aussi élevées que celles du dispositif de confinement principal. Dans ce cas, la pression d'éclatement du dispositif de confinement de secours peut avantageusement être de l'ordre de la pression maximale de service, c'est-à-dire deux fois inférieure à celle du dispositif de confinement principal.
En outre, le ratio entre d'une part l'épaisseur cumulée de la voûte de pression et de la première paire intérieure de nappes d'armures de traction et d'autre part l'épaisseur cumulée de la deuxième paire extérieure de nappes d'armures de traction est avantageusement compris entre 1.5 et 3. Ceci permet de réduire significativement l'épaisseur des nappes extérieures d'armures et donc de diminuer le coût et le poids de la conduite, tout en faisant en sorte que le dispositif de confinement de secours présente une résistance à l'éclatement suffisante pour résoudre le problème précité de sécurité.
De surcroît, la conduite flexible tubulaire comporte avantageusement une gaine externe polymérique entourant la deuxième paire extérieure de nappes d'armures de traction. Cette gaine protège les armures de la corrosion et des chocs pouvant survenir pendant les manutentions.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la 5 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 perspective d'une conduite tubulaire flexible conforme à l'invention ; et,

10 - la Figure 2 est une vue schématique partielle des moyens de contrôle de l'étanchéité du tube polymérique interne.
La conduire tubulaire flexible 1 de l'invention est destinée à
l'exploitation pétrolière offshore, et plus particulièrement au transport d'hydrocarbures gazeux ou biphasiques. Elle est du type non lié
( unbonded en anglais) et répond aux spécifications définies dans le document normatif API 17J.
Selon le mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 1, l'élément le plus interne de la conduite tubulaire flexible 1 est un tube polymérique interne 2. Ce tube est généralement fabriqué par extrusion. Il 2o a pour fonction de réaliser l'étanchéité du conduit à l'intérieur duquel circule le fluide, et de résister à la pression radiale de la pression interne exercée par ledit fluide à l'aide de la voûte de pression 3. La paroi interne de ce tube est lisse, si bien que la conduite est dite à paroi lisse ( smooth bore en anglais).
La voûte de pression 3 est formée d'un enroulement à pas court d'un fil de forme métallique agrafé. Ce fil de forme présente par exemple un profil en Z couramment appelé Zéta, mais d'autres profils peuvent également convenir tels que des profils en forme de T ou de U par exemple. La voûte de pression 3 a pour fonction de reprendre les efforts 3o radiaux exercés sur la conduite, tels que ceux générés par la pression interne, la pression externe ou le serrage de la conduite lors de son installation. La voûte de pression peut également comporter un deuxième

11 enroulement à pas court d'un fil de section sensiblement rectangulaire, appelé frette, destiné à renforcer la résistance aux efforts radiaux de l'ensemble.
La voûte de pression 3 est entourée par deux nappes croisées 4, 5 d'armures de traction. Ces nappes sont dites internes ou intérieures car elle sont situées à l'intérieur de la gaine intermédiaire polymérique 6.
Selon la présente invention, ces deux nappes sont enroulées avec un angle d'hélice dont la valeur absolue est inférieure ou égale à 35 , et préférentiellement inférieure ou égale à 300. La paire 4,5 de nappes ~o d'armures intérieures reprend la majorité des efforts de traction axiale subis par la conduite en service ou pendant son installation en mer.
Une gaine intermédiaire polymérique 6, généralement réalisée par extrusion entoure les nappes internes 4,5 d'amures. Cette gaine intermédiaire est destinée à réduire le risque d'effondrement ( collapse ) du tube interne polymérique 2 en cas d'absence ou de perte d'étanchéité de la gaine externe polymérique 9. En effet, dans ce cas, la pression hydrostatique régnant autour de la conduite 1 est reprise par la gaine intermédiaire polymérique 6 elle-même soutenue par les nappes internes d'armures 4,5 et par la voûte de pression 3. La gaine intermédiaire 6 a aussi une fonction de confinement de secours du gaz circulant dans la conduite en cas de perte d'étanchéité du tube interne 2.
L'espace annulaire interne compris entre le tube interne 2 et la gaine intermédiaire 6 doit être drainé afin d'éviter une accumulation et une montée en pression des gaz ayant diffusé à travers le tube interne 2. En effet, une surpression dans l'espace annulaire interne peut provoquer l'effondrement du tube interne 2 lors d'un arrêt de production et d'une dépressurisation de la conduite. En pratique, pour éviter ce risque, il est nécessaire de faire en sorte que la pression dans l'espace annulaire interne reste inférieure à quelques bars. Généralement, l'espace annulaire interne est raccordé à l'air libre au niveau d'au moins une des deux extrémités de la conduite, notamment au niveau de l'extrémité supérieure des conduites montantes ( riser en anglais) assurant la liaison entre le

12 fond marin et un support flottant à la surface. De la sorte, à proximité de cette mise à l'air libre, la pression à l'intérieur de l'annulaire interne est de 1 bar. Les gaz de diffusion peuvent circuler le long de l'espace annulaire interne, en particulier le long des fils constituant les nappes internes 4, 5 d'armures, les jeux entre ces fils constituant en quelque sorte des chemins d'écoulement. Le fait que l'angle d'hélice des nappes internes 4,5 soit faible est un paramètre favorable qui facilite le drainage des gaz de diffusion, du fait de la réduction de la longueur de ces chemins d'écoulements et de la perte de charge associée. Cette faible perte de io charge permet de drainer sur de grandes distances, en réduisant fortement le risque de surpression inacceptable, les gaz de diffusion vers les moyens d'évacuation à la pression atmosphérique.
La gaine intermédiaire 6 est entourée par une paire extérieure de nappes 7,8 d'armures de traction croisées et enroulées avec un angle d'hélice sensiblement égal à 55 . En pratique, la valeur absolue de ces angles d'hélice est comprise entre 54 et 56 . Cet angle particulier confère aux nappes extérieures 7,8 d'armures la capacité de résister à des efforts radiaux de pression interne ainsi qu'à des efforts axiaux de traction, longitudinale. En pratique, les nappes extérieures 7,8 d'armures de 2o reprennent de l'ordre de 15% à 25% des efforts axiaux de traction endurés par la conduite, le reste étant repris par les nappes intérieures 4,5. De plus, les nappes externes 7,8 sont dimensionnées de façon à
être capables de reprendre, en association avec la gaine intermédiaire 6, la pression de service de la conduite en cas de perte d'étanchéité du tube interne 2.
Une gaine polymérique externe 9, réalisée généralement par extrusion, entoure et protège la conduite.
La fiabilité de la conduite tubulaire flexible 1 dépend en grande partie de la qualité du drainage des gaz de diffusion le long de l'annulaire interne. En effet, une défaillance du drainage peut provoquer l'effondrement et la perte d'étanchéité du tube interne 2 lors d'une phase d'arrêt de production et de décompression.

13 Dans une telle situation, le dispositif de confinement de secours et les moyens de contrôle représentés à la Figure 2 permettent à la fois de remonter en pression et de détecter l'endommagement du tube interne 2 sans risquer de faire éclater la conduite. Les moyens de contrôle comportent deux capteurs de pression 12, 14 et un dispositif 16 d'enregistrement et de traitement des mesures faites par ces deux capteurs. Le premier capteur 12 mesure la pression du gaz circulant à
l'intérieur de la conduite. Le déuxième capteur 14 mesure la pression régnant au sein de l'espace annulaire compris entre le tube polymérique lo interne 2 et la gaine intermédiaire polymérique 6. Ces deux capteurs 12,

14 sont avantageusement disposés à proximité immédiate d'un embout 11 d'extrémité ( end-fitting en anglais) de la conduite flexible 1. Le capteur 12 est relié à l'intérieur de la conduite flexible 1 par un tube métallique 18 traversant totalement la paroi de l'embout 11, de telle sorte qu'il soit en permanence soumis à la pression régnant à l'intérieur de la conduite flexible 1. De même, le capteur 14 est relié à l'espace annulaire compris entre le tube polymérique interne 2 et la gaine intermédiaire polymérique 6 par un tube métallique 20 traversant partiellement la paroi de l'embout 11. Le dispositif 16 enregistre et compare en permanence et 2o en temps réel les mesures de pression faites par les deux capteurs 12, 14. Lors de la montée progressive en pression de la conduite flexible 1, le dispositif permet de déclancher automatiquement et rapidement une alarme si les pressions mesurées par les 2 capteurs deviennent sensiblement égales du fait d'un défaut d'étanchéité du tube interne 2.
Cette alarme permet si nécessaire d'arrêter immédiatement la montée en pression longtemps avant d'atteindre la limite d'éclatement du dispositif de confinement de secours. Cette solution résout le problème de sécurité, mais pas celui de fiabilité puisque dès lors que le tube interne 2 est endommagé, la conduite devra finalement être remplacée.
La qualité du drainage des gaz de diffusion et donc la fiabilité de la conduite peuvent être avantageusement améliorées en insérant au sein des nappes d'armures internes 4,5 un ou plusieurs conduits 10. Ce ou ces conduits 10 sont des tubes métalliques de diamètre avantageusement légèrement inférieur à l'épaisseur de la nappe d'armures au sein de laquelle ils sont insérés. La première extrémité de chaque conduit 10 débouche dans l'annulaire interne et la seconde à l'extérieur de la conduite, au niveau d'un embout de terminaison de cette dernière. Dans la configuration d'une colonne montante ( riser en anglais), les conduits 10 débouchent en partie supérieure au niveau de l'embout de connexion de la conduite 1 avec la plate-forme de production, et en partie inférieure dans l'annulaire interne de la conduite 1 à différentes cotes io réparties longitudinalement le long de cette dernière, par exemple tous les 500m. Ces conduits 10 constituent des chemins redondants d'écoulement des gaz de diffusion. De plus, ils permettent d'aspirer les gaz de diffusion ou de forcer leur circulation par injection d'un gaz d'entraînement du type azote. Ceci permet en particulier d'éviter le risque d'obstruction de l'annulaire interne par condensation de vapeur d'eau ayant diffusé à
travers le tube interne 2. En effet, de tels condensats, s'ils ne sont pas évacués peuvent s'accumuler au niveau des points bas et former ainsi des bouchons liquides qui entravent ensuite la circulation des gaz de diffusion. La demande FR2858841, à laquelle on pourra se reporter, décrit ces phénomènes et détaille les différents modes d'utilisation des conduits 10. Avantageusement, ces conduits peuvent être utilisés pour pomper l'intérieur de l'annulaire interne de façon à le mettre sous vide partiel.
Cette opération est particulièrement appropriée avant une phase d'arrêt et de décompression de la conduite 1. Elle permet de s'assurer de l'absence de surpression locale au sein de l'annulaire interne. Les conduits 10 peuvent aussi jouer le rôle du tube métallique 20 de la Figure 2, à savoir permettre de déporter le capteur de pression 14 loin de son point de mesure dans l'espace annulaire compris entre le tube polymérique interne 2 et la gaine intermédiaire polymérique 6.
L'épaisseur des nappes extérieures 7,8 d'amures est avantageusement sensiblement égale à celle des nappes intérieures 4, 5 d'armures. L'épaisseur de la voûte de pression 3 est généralement supérieure à l'épaisseur cumulée des nappes intérieures 4, 5 d'armures.
Ainsi, par exemple, dans le cas d'une conduite de diamètre intérieur 350mm dimensionnée pour être opérée avec une pression maximale de service de 240 bars, la voûte de pression 3 a une épaisseur de 12mm, et 5 chacune des 4 nappes d'armures 4,5,7,8 a une épaisseur de 5mm. Le dispositif de confinement principal comporte donc une épaisseur cumulée de renforts métalliques égale à 12 + 5 + 5 = 22mm. Le dispositif de confinement de secours comporte quant à lui une épaisseur cumulée de renforts métalliques égale à 5 + 5 = lOmm nettement inférieure à celle du io dispositif de confinement principal. Dans cet exemple, le ratio entre d'une part l'épaisseur cumulée de la voûte de pression 3 et de la première paire intérieure 4,5 de nappes d'armures de traction, et d'autre part l'épaisseur cumulée de la deuxième paire extérieure 7,8 de nappes d'armures de traction, est donc égal à 22 mm / 10 mm = 2.2

Claims

Revendications

1. Conduite tubulaire flexible destinée au transport d'hydrocarbures gazeux dans le domaine de l'exploitation pétrolière offshore, la conduite étant du type non lié
et à passage lisse, comportant au moins de l'intérieur vers l'extérieur :
un tube polymérique interne à paroi lisse;
une voûte de pression formée par l'enroulement à pas court d'au moins un fil, une paire intérieure de nappes croisées d'armures de traction, la paire intérieure de nappes d'armures de traction étant enroulée avec un angle d'hélice inférieur ou égal à 35°;
une gaine intermédiaire polymérique; et une paire extérieure de nappes croisées d'armures de traction, la paire extérieure de nappes d'amures de traction étant enroulée avec un angle d'hélice sensiblement égal à 55°.

2. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 1, où la paire intérieure de nappes d'armures de traction comprend au moins un conduit permettant le drainage et l'évacuation des gaz de diffusion.

3. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 2, où le au moins un conduit est orienté le long de la conduite tubulaire.

4. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, la conduite comportant des moyens de contrôle de l'étanchéité du tube polymérique interne par comparaison entre les pressions régnant d'une part à l'intérieur de la conduite, et d'autre part au sein d'un espace annulaire compris entre le tube polymérique interne et la gaine intermédiaire polymérique.

5. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, où un ratio entre d'une part une épaisseur cumulée de la voûte de pression et de la paire intérieure de nappes d'armures de traction, et d'autre part une épaisseur cumulée de la paire extérieure de nappes d'armures de traction, est compris entre 1.5 et 3.

6. Conduite tubulaire flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, la conduite comportant une gaine externe polymérique entourant la paire extérieure de nappes d'armures de traction.