Titre de l’invention : Elément tubulaire fileté à segment

Domaine technique

[1]L’ invention concerne les composants, éléments tubulaires filetés et joints résultants de l’assemblage de deux éléments tubulaires filetés présents dans les composants tubulaires utilisés dans le domaine du pétrole et du gaz, de la géothermie, de l' énergie, et plus particulièrement à une méthode de fabrication d’un tel élément.

Arrière-plan technologique

[2] On entend ici par “composant” tout tube ou accessoire utilisé pour forer ou exploiter un puit et comprenant au moins une connexion ou connecteur ou encore élément tubulaire fileté, et destiné à être assemblé par un filetage à un autre composant pour constituer avec cet autre composant un joint fileté tubulaire. Le composant peut être par exemple un tube de relativement grande longueur (notamment d’environ une dizaine de mètres de longueur), ou bien un manchon tubulaire de quelques dizaines de centimètres de longueur, ou encore un accessoire de ces éléments tubulaires. De manière non limitative, un tel accessoire peut être un dispositif de suspension ou « hanger », une pièce de changement de section ou « cross-over », une vanne de sécurité, un connecteur pour tige de forage ou « tool joint », « sub », et analogues...

[3]Les joints tubulaires sont donc constitués d’au moins deux éléments tubulaires filetés. Ces éléments tubulaires filetés sont complémentaires permettant le raccordement de deux éléments tubulaires - l’un mâle (« Pin ») et l’autre femelle (« Box ») - entre eux. Il y a donc un élément tubulaire fileté mâle et un éléments tubulaire fileté femelle. Les éléments tubulaires filetés dits premium ou semi-premium comportent généralement au moins une surface de butée.

Une première butée peut être formée par deux surfaces de butée de deux éléments tubulaires filetés, orientées de façon sensiblement radiale et configurées de façon à être en contact l’une avec l’autre à l’issue du vissage des éléments tubulaires filetés entre eux, donc à l’état assemblé ou à l’état assemblé et lors de sollicitations de compression sur le joint tubulaire. Les butées ont généralement des angles négatifs par rapport à l’axe principal des connexions. Une première surface de butée peut être située sur l’extrémité distale d’un élément tubulaire fileté, ou du côté du ou des filetages situés à l’opposé de l’extrémité distale de l’élément tubulaire fileté. On connaît également des butées intermédiaires sur des joints comportant au moins deux étages de filetages, une surface de butée intermédiaire se trouvant entre les deux filetages d’un élément.

[4] De manière générale, pour des raisons techniques et d’usinage, les différentes parties d’un même composant, qu’il s’agisse de l’élément tubulaire ou encore des extrémités filetées, sont conçus selon un seul et même type de matériau (alliage ou non).

[5]Les connexions dites « premium » comportent des surfaces d’étanchéité appelées portées d’étanchéité, au moins une sur le pin, et au moins une correspondante sur le box, destinées à être mises en contact interférant lorsque les connexions pin et box sont assemblées l’une avec l’autre, de manière à former un joint présentant une étanchéité aux liquides et/ou aux gaz. Les portées d’étanchéité doivent maintenir une étanchéité empêchant le passage de liquides et/ou de gaz lorsque les connexions sont assemblées entre elles et lors de l’utilisation des tubes comportant ces connexions assemblées dans une colonne, par exemple une colonne de puits de pétrole, c'est-à-dire que la fonction d’étanchéité doit être maintenue dans le plus large spectre d’utilisation possible, y compris lorsque le joint est soumis à une pression interne ou à une pression externe, à des sollicitations de compression ou des sollicitations de traction, à température ambiante ou à température élevée, ce spectre correspondant à un domaine de fonctionnement du joint.

[6] En général, les portées d’étanchéité sont conçues pour travailler dans le domaine élastique du matériau qui les constitue de façon à maintenir la qualité d’étanchéité sous diverses sollicitations successives.

[7]Cependant, pour assurer une bonne étanchéité, les portées d’étanchéité doivent être assemblées de manière à créer de grandes pressions de contact. Il peut arriver, notamment en cours d’assemblage, lorsque l’on recherche des performances élevées, que des pressions de contact trop fortes soient atteintes, avec des risques de plastification, ou encore des risques de grippage. On entend par grippage des cas où de la matière est arrachée : En cas de grippage, la fonction d’étanchéité est fortement compromise.

[8]Par ailleurs, il se peut que l’étanchéité du joint ne soit pas maintenue lorsque le joint est sollicité, la matière supportant les surfaces d’étanchéité se déformant avec une amplitude de déplacement de la surface d’étanchéité diminuant et annulant l’interférence, voire avec rupture de contact des surfaces d’étanchéité.

[9] Il existe un besoin pour obtenir un élément tubulaire fileté qui permette de garantir une étanchéité même sous des sollicitations importantes, tout en diminuant les risques de grippage.

[10] La présente invention vise à résoudre ce problème avec un élément tubulaire comprenant un corps, le corps comportant une première surface sur laquelle est ménagée un filetage, une deuxième surface radialement opposée à la première surface, une surface d’étanchéité située sur la première surface, ledit corps étant dans un acier ayant une première limite d’élasticité Ysl, l’élément tubulaire comprenant un segment s’étendant radialement depuis la deuxième surface au droit de la surface d’étanchéité et ayant une deuxième limite d’élasticité Ys2 plus grande que la première limite d’élasticité Ysl.

Ainsi, la matière supportant la surface d’étanchéité a une rigidité améliorée, et le joint résultant de l’assemblage d’un tel élément tubulaire avec un autre élément tubulaire a des performances en étanchéité sous sollicitations améliorées.

[11] Selon un aspect, le segment présente une surface de contact radial avec le corps au droit de la surface d’étanchéité. Avec un tel contact radial la surface d’étanchéité est supportée, en particulier radialement, à la fois par le corps et par le segment de sorte que le segment participe activement au renforcement de la rigidité de l’élément tubulaire au niveau de la surface d’étanchéité, l’élément tubulaire présentant ainsi au niveau de la surface d’étanchéité une raideur radiale satisfaisante.

[12] Ainsi, selon un aspect, ledit segment a une deuxième limite d’élasticité Ys2 plus grande que la première limite d’élasticité Ysl de manière à renforcer la rigidité structurelle, typiquement la raideur radiale, de l’élément tubulaire au droit de ladite surface d’étanchéité. [13] Selon un aspect, la surface d’étanchéité de l’élément tubulaire est située axialement entre le filetage et l’extrémité distale de l’élément tubulaire. La région vers l’extrémité distale étant généralement la région de moindre épaisseur radiale de l’élément fileté, l’effet de rigidité supplémentaire apportée par le segment est plus fort pour une telle localisation de la surface d’étanchéité.

[14]Selon un autre aspect, l’extrémité distale peut comprendre une surface de butée et le segment s’étendre axialement jusqu’à ladite surface de butée et comprendre au moins une partie de la surface de butée. Ceci permet d’augmenter la rigidité axiale de l’élément depuis la butée jusqu’au niveau de la surface d’étanchéité et d’obtenir une synergie entre le segment, la surface de butée et la surface d’étanchéité. La surface d’étanchéité a un déplacement réduit lorsque le joint est soumis à un effort de compression. La longueur du segment permet de répartir les contraintes exercées dans la matière aux environs de la surface d’étanchéité. Plus de pression peut être exercée au niveau de la butée, pression qui induit via le segment plus de pression de contact au niveau de la surface d’étanchéité. Le segment permet également d’améliorer l’étanchéité lorsque le joint est soumis à un effort de traction, le segment rigidifiant l’extrémité portant la surface d’étanchéité.

[15]La deuxième surface peut comporter un renfoncement et le segment être situé dans ledit renfoncement. Le segment peut être entièrement situé dans le renfoncement. Ceci permet d’améliorer la rigidité de la lèvre d’extrémité sans ajouter d’épaisseur sur ladite lèvre d’extrémité. Ceci peut permettre d’éviter de réduire un diamètre interne de la connexion au niveau de la lèvre d’extrémité. Le segment peut être partiellement seulement dans le renfoncement. Le segment permet de pallier des limitations dimensionnelles liées aux méthodes de rengraissement et/ou de conification de l’extrémité d’un tube.

[16] Selon un aspect, la première limite d’élasticité Ysl du corps et la deuxième limite d’élasticité Ys2 du segment ont des valeurs notées [Ysl] [Ys2] telles que [Ys2] >= 1,15 x [Ysl] et préférentiellement [Ys2] >= 1,3 x [Ysl]

[17]Selon un autre aspect, le segment peut avoir une épaisseur radiale diminuant en s’éloignant de l’extrémité distale. Ceci permet d’augmenter la surface de contact entre le segment et le corps de la connexion. Ceci permet de diriger les efforts transmis par la surface de butée dans une direction radiale et dans le sens vers l’intérieur de la connexion.

[18]Selon un aspect, le segment peut être rapporté sur le corps par fabrication additive. Ceci permet un meilleur contrôle de la forme et de l’adhésion du segment sur le corps. Ceci permet également de limiter dimensionnellement la zone affectée thermiquement.

[19]Selon un aspect, le segment a une épaisseur radiale d’au moins 1,8 mm.

[20] Préférentiellement, le segment (11) peut avoir une épaisseur Ep supérieure ou égale à une épaisseur minimale Epmin telle que :

[Math 1]

[21]Aussi, le segment peut avoir une épaisseur Ep inférieure ou égale à une épaisseur maximale Epmax telle que Epmax = Min (Epmaxl ; Epmax2) où :

[Math 2]

Et

[Math 3]

[22] Où GD est le diamètre intérieur de corps sur lèvre, JID est le diamètre intérieur de lèvre, PCD est le diamètre externe de lèvre au niveau de la surface d’étanchéité.

[23] Selon un aspect, le segment peut être situé à une distance radiale d’au moins 1,5 mm de la surface d’étanchéité. Ceci permet de s’assurer que la réalisation du segment sur le corps n’influe pas sur les propriétés de la matière adjacente à la surface d’étanchéité.

[24] Selon un aspect, le segment peut avoir une longueur axiale d’au moins 4 mm.

[25]Aussi, le segment peut avoir une longueur axiale au moins égale à une longueur axiale de la surface d’étanchéité additionnée d’au moins 4 mm, la surface d’étanchéité étant la surface d’étanchéité au droit de laquelle le segment se situe radialement. [26] Selon un autre aspect, le segment ne comprend pas d’évidement agencé pour le passage de fluide ou gaz, ou d’évidement agencé pour abriter un capteur.

[27]Le segment peut être dans un métal choisi parmi les aciers alliés, fortement alliés, alliages cupro-nickel, alliages de titane, céramiques, vitrocéramiques, ou cuivre, cupronickel, stellite, ferrochrome.

[28]Altemativement, le segment peut être dans le même métal que le métal du corps. Il est en effet possible d’obtenir des limites élastiques différentes avec des aciers de même nature.

[29]Enfin, l’invention est aussi un procédé pour obtenir un élément tubulaire tel que décrit précédemment, ledit procédé pouvant comprendre une étape de réalisation du segment par un procédé choisi parmi les procédés de rechargement, les procédés de fusion par faisceau d’ électrons, les procédés de fusion laser sur lit de poudre métallique ou « sélective laser melting », les procédés de frittage sélectif par laser, les procédés de dépôt métallique direct ou « Direct Energy Déposition », les procédés de Dépôt par Projection de Liant ou Dépôt par Projection Laser, les procédés de dépôt par fabrication additive arc-fil.

Brève description des figures

[30]L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.

[31] [Fig.1] La figure 1 est une vue en coupe d’une extrémité d’un élément tubulaire selon un mode préféré de l’invention et avec une extrémité mâle de l’élément tubulaire fileté ;

[32] [Fig.2] La figure 2 est une vue partielle en coupe d’une extrémité d’un élément tubulaire selon l’invention dans une première variation ;

[33] [Fig.3] La figure 3 est une vue en coupe partielle d’une extrémité d’un élément tubulaire selon une deuxième variante de l’invention ;

[34] [Fig.4] La figure 4 est une vue en coupe partielle d’ une extrémité d’un élément tubulaire selon une autre variante de l’invention ;

Description des modes de réalisation [35]La figure 1 montre un mode de réalisation préféré de l’invention. La figure 1 montre une vue partielle en coupe d’un élément tubulaire (2) ayant un axe principal (X) comprenant une extrémité ou connexion mâle, comprenant une première surface (3) sur laquelle est ménagé un filetage (5) qui est ici un filetage externe, une surface d’étanchéité mâle (10), une extrémité distale (8). Dans l’exemple de la figure 1, l’élément tubulaire (2) comprend sur l’extrémité distale (8) une surface de butée (9).

[36]L’ élément tubulaire comprend un corps (4) dans une première matière, ici un premier acier présentant une première limite d’élasticité Ysl. Le filetage (5), la surface d’étanchéité (10) sont réalisés dans le corps (4) et sont donc constitués par ledit premier acier de première limite d’élasticité Ysl. Le filetage (5) et la surface d’étanchéité (10) sont généralement obtenus par usinage dans le corps de l’élément tubulaire (2).

[37]Les connexions peuvent également comprendre plusieurs étages de filetages, par exemple deux étages de filetage. Des connexions peuvent aussi comprendre des surfaces d’étanchéités supplémentaires, par exemple une surface d’étanchéité située du côté du filetage externe (5) qui est opposé à l’extrémité distale (8), ou encore une surface d’étanchéité située entre deux étages de filetages. Les connexions peuvent aussi comprendre une surface de butée située axialement entre les deux étages de filetage. Les connexions peuvent être dépourvues de surface de butée.

[38]L’ élément tubulaire (2) de la figure 1 comprend un segment (11). Le segment (11) s’étend depuis une deuxième surface (7) radialement opposée à la première surface. La deuxième surface est ici une surface interne. La localisation axiale du segment (11) est telle que le segment (11) se situe au droit de la surface d’étanchéité (10). Dans le mode de réalisation de la figure 1, le segment (11) s’étend d’une part au-delà de la position axiale de la surface d’étanchéité (10) du côté opposé à l’extrémité distale (8), et le segment (11) s’étend d’autre part vers l’extrémité distale (8). Dans ce mode de réalisation, le segment (11) s’étend jusqu’à l’extrémité distale (8).

[39]Le segment (11) est dans un acier présentant une deuxième limite d’élasticité Ys2. Cette limite d’élasticité est avantageusement plus grande que la première limite d’élasticité Ysl. Ceci permet de rendre plus rigide la lèvre d’extrémité de l’élément tubulaire (2), la lèvre d’extrémité étant la partie de l’élément tubulaire (2) située entre le filetage (5) et l’extrémité distale (8). Cette rigidité plus forte est donc obtenue au niveau de la surface d’étanchéité (10). En conséquence, lorsque, en utilisation, l’élément tubulaire est soumis à des contraintes telles qu’une pression externe, une flexion, la lèvre d’extrémité rigidifiée par le segment se déforme moins, et la surface d’étanchéité maintient un contact plus longtemps avec une surface d’étanchéité correspondante sur un élément tubulaire correspondant. Les performances en étanchéité de la connexion sont améliorées. Cette performance améliorée peut être obtenue sans augmenter l’interférence au niveau des surfaces d’étanchéité en contact dans un joint formé de deux connexions, ce qui permet de ne pas augmenter les risques de grippage à l’assemblage des connexions.

[40] Avantageusement, le corps (4) de l’élément tubulaire comprend un renfoncement (14) pratiqué sur la deuxième surface (7). Le segment (11) se situe dans le renfoncement (14). Le segment peut être ajouté au corps (4) sans présence de renfoncement sur la deuxième surface (7), ce qui peut être avantageux lorsque la matière disponible en extrémité d’élément tubulaire est trop faible, mais qui peut présenter le désavantage dans certains cas de réduire le diamètre intérieur libre, ce qui peut être gênant par exemple pour le passage de composants à l’intérieur de l’élément tubulaire.

[41] Le segment (11) est un ajout de matière agencé de manière à renforcer la rigidité structurelle de la lèvre d’extrémité d’un élément tubulaire. La plus haute limite de la limite d’élasticité Ys2 du segment permet de réduire le volume d’encombrement de matière ajoutée. La présence d’un renfoncement (14) dans le corps (4) et le positionnement du segment (11), en partie ou en totalité, permet de réduire encore l’encombrement, et même de n’avoir aucun encombrement supplémentaire.

[42]Des tests menés ont permis de constater qu’une différence de limite d’élasticité telle que la seconde limite d’élasticité Ys2 du segment (11) est supérieure ou égale à 1,15 fois la première limite d’élasticité du corps Ysl permet d’obtenir une amélioration significative. Lorsque la seconde limite d’élasticité Ys2 du segment (11) est supérieure ou égale à 1,3 fois la première limite d’élasticité du corps Ysl, la performance obtenue est encore meilleure.

[43]Le segment (11) peut être réalisé dans un acier présentant la même composition chimique que l’acier du corps (4) et qui présente une deuxième limite d’élasticité Ys2 néanmoins supérieure à la première limite d’élasticité Ysl du corps, du fait d’une structure cristalline distincte. Cette structure cristalline distincte est obtenue par un traitement thermique. Une méthode très satisfaisante à ce jour est d’effectuer un dépôt de matière du segment par une méthode de fabrication additive connue, qui permet de déposer des gouttes de matière en fusion qui subissent un refroidissement rapide lors du dépôt, ce qui crée un acier à limite d’élasticité supérieure à celle de l’acier du corps (4) qui est mis en forme par des méthodes entraînant un cycle de refroidissement plus long.

[44] Alternativement, le segment (11) peut être réalisé dans un deuxième acier de composition chimique distincte de celle du premier acier du corps (4), le deuxième acier du segment présentant de manière inhérente une limite d’élasticité plus élevée que le premier acier du corps (4). Dans ce cas, la matière du segment (11) est également déposée par un procédé de fabrication additive. Par exemple, un tel acier peut être un alliage Ferro 55 des sociétés Boehler-Voestalpine, Deloro-Stellite-Kennametal, Carpenter, Erasteel, Hoganas. L’acier peut être choisi les aciers alliés, fortement alliés, alliages cupro-nickel, alliages de titane, céramiques, vitrocéramiques, ou cuivre, cupronickel, stellite, ferrochrome, ayant des limites d’élasticités convenables pour une utilisation sur un élément tubulaire.

[45]Le dépôt, ou assemblage du segment (11) sur le corps (4) est généralement exothermique. Les essais effectués par la demanderesse ont montré que lorsque le segment (11) est situé à une distance radiale d’au moins 1,5 mm de la surface d’étanchéité (10), la surface d’étanchéité n’est pas affectée par le procédé d’apport de matière du segment (11) sur le corps (4). C’est pourquoi le segment (11) est situé à une distance radiale d’au moins 1,5 mm de la surface d’étanchéité (10) en tout point

[46]Le segment (11) de la figure 1 doit avoir une épaisseur d’au moins 1,8 mm. On entend par épaisseur la taille du profil du segment mesurée radialement.

[47]L’ épaisseur est déterminée au droit de la surface d’étanchéité selon une direction radiale. Une surface d’étanchéité ayant une longueur axiale, l’épaisseur peut être mesurée sur toute droite de direction radiale et passant par un point de la surface d’étanchéité. [48]Néanmoins, un segment (11) peut être rapporté sur des éléments tubulaires (2) de tailles très variables. L’épaisseur du segment peut être adaptée à ces différentes tailles. La demanderesse a déterminé les épaisseurs minimales et maximales préférentielles pour un segment, épaisseurs dépendantes de l’élément tubulaire.

[49]Ainsi, le segment (11) peut avoir une épaisseur Ep supérieure ou égale à une épaisseur minimale Ep _min telle que :

[Math 4]

[50]Où Ysl est la limite élastique de la matière du corps (4), Ys2 la limite élastique de la matière du segment, GD est le diamètre de fond de renfoncement (14), JID est le diamètre intérieur de la deuxième surface en extrémité distale, PCD est le diamètre de la première surface au niveau de la surface d’étanchéité.

[51]Si le résultat de l’équation 1 est inférieur à 1,8, alors l’épaisseur minimale est de 1,8 mm.

[52] De manière avantageuse, l’épaisseur du segment (11) peut être limitée à une épaisseur Ep inférieure ou égale à une épaisseur maximale Epmax telle que : [Math 5]

Où

[Math 6]

Où

[Math 7]

[53]Enfin, pour les cas de figures où la valeur Ep _min est supérieure ou égal à la valeur Ep _max , il est indiqué de prendre pour épaisseur nominale du segment la valeur Ep _min . On comprendra que les valeurs d’épaisseurs sont celles que doit avoir le segment au droit de la surface d’étanchéité. [54] Le segment (11) a une longueur mesurée axialement d’au moins 4 mm. Ceci permet d’obtenir un effet de rigidification de la lèvre au niveau de la surface d’étanchéité, et de couvrir différentes positions d’un point d’étanchéité lorsque l’élément tubulaire est soumis à différentes contraintes, les surfaces d’étanchéités en contact pouvant bouger l’une par rapport à l’autre d’une certaine distance. Préférentiellement, le segment (11) a une longueur axiale au moins égale à la longueur axiale de la surface d’étanchéité additionnée de 4 mm afin de renforcer l’effet de rigidification.

[55]L’ élément tubulaire (20) de la figure 2 est similaire à celui de la figure 1, comprend un segment (21) situé au droit d’une surface d’étanchéité (10), ledit segment (21) différant du premier mode de réalisation en ce que le segment (11) ne s’étend pas jusqu’à l’extrémité distale (8). Avantageusement, le segment (11) ne modifie pas la nature de la surface de butée (29) de l’extrémité distale (28). Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à la modification d’un élément tubulaire existant, car il ne modifie pas directement les surfaces fonctionnelles comme les surfaces de butée, et ainsi leur comportement lors du vissage n’est pas ou peu modifié, et peut réduire la nécessité de certaines requalifications d’un produit ainsi modifié.

[56]Le segment (21) a une longueur axiale d’au moins 4 mm. Préférentiellement, le segment (21) a une longueur axiale au moins égale à la longueur axiale de la surface d’étanchéité additionnée de 4 mm. Ces valeurs de longueur minimale s’appliquent également aux autres modes de réalisation.

[57]Le segment (21) est situé dans un renfoncement (24) réalisé dans la deuxième surface (7). Le segment (21) est complètement contenu dans le renfoncement (24). Alternativement, le segment (21) peut aussi être partiellement situé hors du renfoncement (24).

[58]De manière similaire aux modes de réalisation des figures 1 et 2, l’élément tubulaire (30) de la figure 3 comprend un corps (4), le corps (4) comprend une première surface (3) sur laquelle sont ménagés un filetage (5) et une surface d’étanchéité (10). L’élément tubulaire comprend une extrémité distale (38), ladite extrémité distale comprenant une surface de butée (39). Une surface de butée est orientée sensiblement radialement, est agencée pour entrer en contact avec une surface de butée complémentaire d’une connexion d’un élément tubulaire correspondant avec lequel l’élément tubulaire (30) est assemblé. [59]Un segment (31) s’étend radialement depuis une deuxième surface (7) opposée à la première surface (3), le segment (31) est situé radialement au droit de la surface d’étanchéité (10), le segment (31) s’étend jusqu’à l’extrémité distale (38) de l’élément tubulaire (30), et le segment comprend entièrement la surface de butée (39). Le segment (31) ne comprend pas la surface d’étanchéité (10). Ainsi, tous les efforts de contact au niveau de la butée sont transmis par une surface de butée homogène en matière. Avantageusement, la surface de contact entre le corps (4) et le segment (31) est conique de manière à augmenter la surface de contact entre le corps (4) et le segment (31). Avantageusement, la section de cette surface conique est telle que son diamètre augmente vers l’extrémité distale, de cette façon les forces de contact exercées sur la butée induisent une meilleure répartition des contraintes vers la surface d’étanchéité (10).

[60]La deuxième surface (7) comprend un renfoncement (34). Le segment (31) est contenu partiellement dans le renfoncement (34).

[61]Pour tous les modes de réalisation, le segment ne comprend pas de porosité ou de canal permettant de laisser passer du gaz ou des liquides. Le segment ne comprend pas d’évidement pour loger un capteur. Ces caractéristiques peuvent s’appliquer à tous les modes de réalisation décrits dans la présente demande.

[62] Les modes de réalisation décrits décrivent une connexion mâle mais les caractéristiques décrites s’appliquent également sur une connexion femelle. A titre illustratif, la figure 4 montre une portion d’élément tubulaire (40) du mode de réalisation de la figure 1 dans la variante d’une connexion femelle.

L’élément tubulaire (40) de la figure 4 comprend une première surface (43) comprend un corps (4), une extrémité distale (48), une surface de butée (49).

Le corps (4) comprenant un filetage (45), une surface d’étanchéité (50). L’élément tubulaire (40) comprend un segment (41). Le segment (41) s’étend depuis une deuxième surface (47) radialement opposée à la première surface (43). La deuxième surface est ici une surface externe. La localisation axiale du segment (41) est telle que le segment (41) se situe au droit de la surface d’étanchéité (50). Dans le mode de réalisation de la figure 1, le segment (41) s’étend d’une part au-delà de la position axiale de la surface d’étanchéité (40) du côté opposé à l’extrémité distale (48), et le segment (41) s’étend d’autre part vers l’extrémité distale (48). Dans ce mode de réalisation, le segment (41) s’étend jusqu’à l’extrémité distale (48). Le segment (41) est situé dans un évidement (44). Les autres caractéristiques décrites pour le mode de réalisation de la figure 1 s’appliquent à ce mode de réalisation.

[63]Des tests comparatifs ont été menés entre une connexion de l’état de l’art et une connexion, ladite connexion étant obtenue en modifiant une connexion de l’état de l’art pour incorporer un segment selon le premier mode de réalisation conforme à la figure 1, le segment étant complètement situé dans un évidement. Le diamètre nominal de connexion est de 177,8 mm (7 pouces), l’acier de base est un alliage PI 10 selon la norme API 5CT. Le segment est également en acier PI 10, rapporté par fabrication additive, plus précisément par projection de poudre par laser. Des essais de vissage puis des essais d’étanchéité sous contrainte ont été menés avec les pièces réalisées. Un essai de vissage est une série de 10 assemblages/désassemblages. L’étanchéité est testée sur les méthodes de pression interne au gaz, puis pression externe au liquide. Lors des tests de vissage, aucun des spécimens de test selon l’invention n’ont souffert de grippage. L’exemple comparatif « référence 1 » a souffert de grippage après le 3 ^eme vissage dévissage, alors que le « spécimen 1 » selon l’invention a réussi à faire 10 vissages/dévissages sans grippage.. Les exemples comparatifs « référence 2 » a échoué aux tests d’étanchéité sous pression externe, alors que le « spécimen 2 » selon l’invention a réussi les tests d’étanchéité. Ainsi, l’invention permet d’augmenter les performances d’étanchéité sous contrainte par rapport à une connexion ne comprenant pas l’invention, sans que la performance en grippage ne soit affectée.

[Table 1]

[64]Selon un autre aspect, l’invention porte également sur un procédé pour obtenir un élément tubulaire fileté comprenant un segment. Ce procédé comprend l’étape de choix d’un élément tubulaire avec un filetage, réalisation optionnelle d’un évidement sur la surface opposée à la surface sur laquelle est situé le filetage, puis dépôt de matière dans l’évidement ou sur ladite surface opposée.

[65]Le dépôt de matière peut se faire selon un procédé choisi parmi les procédés de rechargement, les procédés de fusion par faisceau d’électrons, les procédés de fusion laser sur lit de poudre métallique ou « sélective laser melting », les procédés de frittage sélectif par laser, les procédés de dépôt métallique direct ou « Direct Energy Déposition », les procédés de Dépôt par Projection de Liant ou Dépôt par Projection Laser, les procédés de dépôt par fabrication additive arc-fil.

[66]Après dépôt de matière de façon à réaliser le segment, l’élément tubulaire peut être usiné au niveau de l’extrémité distale afin de réaliser une surface de butée.