FR2969738A1 - Joint filete pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures - Google Patents

Joint filete pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures Download PDF

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Abstract

L'invention a pour objet un joint fileté comprenant un premier et un second composant tubulaire, chacun étant doté d'une extrémité respectivement mâle (1) et femelle (2), l'extrémité mâle (1) comportant sur sa surface périphérique extérieure au moins une zone filetée (3) et s'achevant par une surface terminale (7), l'extrémité femelle (2) comportant sur sa surface périphérique intérieure au moins une zone filetée (4) et s'achevant par une surface terminale (8), les zones filetées (3 ; 4) comportant sur au moins une portion de leur longueur, des filets (32 ; 42) comprenant chacun, vus suivant une coupe longitudinale passant par l'axe du composant tubulaire, un sommet de filet (36, 46), un fond de filet (35, 45), un flanc porteur (30 ; 40), un flanc d'engagement (31 ; 41), caractérisé en ce que les profils des flancs porteurs (30 ; 40) mâles et femelles, vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe de révolution (10) du joint, sont une courbe continue de forme convexe ou concave, le profil des flancs mâles étant complémentaire de celui des flancs femelles sur au moins 70%, préférentiellement 90%, de ladite courbe continue.

Description

VMOGF 108.FRD JOINT FILETE POUR LE FORAGE ET L'EXPLOITATION DES PUITS D'HYDROCARBURES [0001] La présente invention a pour objet un composant tubulaire utilisé pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures, et plus précisément l'extrémité d'un tel composant, ladite extrémité étant de type mâle ou femelle et apte à être raccordée à une extrémité correspondante d'un autre composant utilisé également pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures. L'invention a également pour objet un joint fileté, appelé aussi connexion, résultant du raccordement par vissage de deux composants tubulaires. 10 [0002] On entend par composant « utilisé pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures », tout élément de forme sensiblement tubulaire destiné à être assemblé à un autre élément du même type ou non pour constituer in fine soit une garniture apte à forer un puits d'hydrocarbures, soit une colonne montante sous-marine pour la maintenance telle que les « work over riser » ou pour l'exploitation telle que les 15 risers, soit une colonne de cuvelage ou de production intervenant dans l'exploitation du puits. L'invention s'applique notamment aux composants utilisés dans une garniture de forage tels que par exemple les tiges de forage « Drill Pipes », les tiges lourdes « Heavy Weight Drill Pipes », les masses-tiges « Drill Collars » et les parties de connexion des tiges et des tiges lourdes dites les « tool joints ». 20 [0003] De manière connue, chaque composant utilisé dans une garniture de forage comporte généralement une extrémité dotée d'une zone filetée mâle et/ou une extrémité dotée d'une zone filetée femelle destinées chacune à être assemblée par vissage avec l'extrémité correspondante d'un autre composant, l'assemblage définissant un joint, appelé aussi connexion. La garniture ainsi constituée est mise en 25 rotation lors du forage à la surface du puits; de ce fait les composants doivent être vissés entre eux avec un couple important pour pouvoir transmettre un couple de rotation suffisant pour permettre le forage dans le puits sans qu'il y ait de dévissage ou bien de sur-vissage. [0004] Sur des produits classiques, le couple de vissage est généralement atteint 30 grâce à, d'une part, la coopération en serrage des surfaces de butée interne et/ou externe ménagées sur chacun des composants et grâce à, d'autre part, la coopération en serrage des flancs des filetages des composants vissés entre eux. Toutefois, compte tenu du fait que les couples de vissage requis sont en augmentation constante du fait des conditions de forage de plus en plus complexes (grandes profondeurs, forage horizontal, ... ), il est nécessaire de faire passer davantage de couple dans les connexions. Comme l'étendue des surfaces de butées est une fraction de l'épaisseur des tubes, et plus particulièrement des connecteurs (tool joints) dans le cas des composants de forage, on atteint rapidement le seuil critique de plastification des surfaces de butées, lorsqu'un couple de serrage trop élevé est appliqué. Aussi, une solution consiste à faire passer davantage de couple dans le filetage pour décharger les surfaces de butées. [0005] Des solutions ont été développées avec la mise en oeuvre des filetages autobloquants tels que décrits dans l'art antérieur US Re 30 647 et US Re 34 467. Dans ce type de filetages dits autobloquants, soit Self Locking Thread en anglais, les flancs des filets (appelés aussi dents) de l'extrémité mâle et les filets (appelés aussi dents) de l'extrémité femelle sont à pas constant mais les largeurs de filets sont variables. [0006] Plus précisément, 1a distance entre les flancs porteurs est constante tout comme le pas (la distance) entre les flancs d'engagement est constant(e), ladite distance entre flancs porteurs étant toutefois différente de ladite distance entre flancs d'engagement. [0007] Plus précisément, les largeurs des sommets de filets (ou dents) sont progressivement croissantes pour les filets de l'extrémité mâle, respectivement femelle, lorsqu'on s'éloigne de l'extrémité mâle, respectivement femelle. [0008] Ainsi, au cours du vissage les filets (ou dents) mâles et femelles finissent par se bloquer les uns dans les autres dans une position correspondant au point de blocage. De ce fait, le couple de vissage est encaissé par l'ensemble des surfaces de contacts entre les flancs, soit une surface totale très nettement supérieure à celle constituée par les surfaces de butée de l'art antérieur. Cependant, il n'est pas aisé d'associer à ce type de filetage des surfaces de butée, dans 1a mesure où les configurations à filetages dits autobloquants nécessitent de synchroniser l'accostage des surfaces de butée avec celui des flancs des filets. [0009] Les solutions de l'API 7 utilisent des surfaces de butée interne et/ou externe combinés à des filetage de forme en V tronqué laissant subsister un jeu entre les fonds et les sommets de filets. [0010] La présente invention propose de nouveaux profils de filetage permettant de 5 passer davantage de couple dans le filetage en augmentant notamment la surface de contact entre les flancs des filets. [0011] Plus précisément, l'invention a pour objet un joint fileté comprenant un premier et un second composant tubulaire, chacun étant doté d'une extrémité respectivement mâle et femelle, l'extrémité mâle comportant sur sa surface 10 périphérique extérieure au moins une zone filetée et s'achevant par une surface terminale , l'extrémité femelle comportant sur sa surface périphérique intérieure au moins une zone filetée et s'achevant par une surface terminale , les zones filetées comportant sur au moins une portion de leur longueur, des filets comprenant chacun, vus suivant une coupe longitudinale passant par l'axe du composant tubulaire, un 15 sommet de filet un fond de filet un flanc porteur , un flanc d'engagement , caractérisé en ce que les profils des flancs porteurs mâles et femelles, vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe de révolution du joint, sont une courbe continue de forme convexe ou concave, le profil des flancs mâles étant complémentaire de celui des flancs femelles sur au moins 70%, préférentiellement 90%, de ladite courbe 20 continue. [0012] Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après. [0013] Le profil des flancs d'engagement mâles et femelles ainsi que le profil des flancs porteurs mâles et femelles, peuvent être une courbe continue de forme convexe 25 ou concave, le profil des flancs d'engagement étant orienté de manière contraire au profil des flancs porteurs, pour une même portion de zone filetée. [0014] Le profil des flancs d'engagement mâles, vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe du joint, peut être convexe, le profil des flancs porteurs mâles étant concave. [0015] Le profil des flancs d'engagement et/ou le profil des flancs porteurs, vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe du joint, peut être un arc de cercle de rayon compris entre 25 et 127 mm. [0016] Les flancs d'engagement et flancs porteurs peuvent être raccordés en 5 sommet de filet et/ou en fond de filet, au moyen d'un congé de raccordement de rayon compris entre 3 et 13 mm: [0017] L'angle des flancs d'engagement et l'angle des flancs porteurs, considérés chacun per rapport à un axe perpendiculaire à l'axe de révolution du joint, peuvent être égaux. 10 [0018] L'angle des flancs d'engagement peut être supérieur à l'angle des flancs porteurs d'au plus 30 degrés. [0019] L'angle des flancs d'engagement et l'angle des flancs porteurs considérés chacun par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe de révolution joint peuvent être compris entre 10° et 80° degrés. 15 [0020] Le pas des zones filetées peut être compris entre 2 mm et 13 mm. [0021] Les zones filetées peuvent admettre une génératrice de conicité formant un angle avec l'axe du joint, comprise entre 1,5 et 8 degrés. [0022] Ledit composant peut être un composant de forage. [0023] Les sommets de l'extrémité femelle peuvent être émoussés de sorte qu'un 20 jeu est ménagé entre le sommet des dents de la zone filetée femelle et le fond des creux de la zone filetée mâle, lorsque les portions des zones filetées sont vissées l'une dans l'autre. [0024] La surface terminale de l'extrémité mâle peut être en butée contre un épaulement ménagé à l'intérieur de l'extrémité femelle, lorsque les portions des zones 25 filetées sont vissées l'une dans l'autre. [0025] La surface terminale de l'extrémité femelle peut être en butée contre un épaulement ménagé sur l'extérieur de l'extrémité mâle, lorsque les portions des zones filetées sont vissées l'une dans l'autre. [0026] Les extrémités mâle et femelle peuvent comporter chacune respectivement une surface d'étanchéité aptes à coopérer entre elles en contact serrant lorsque les portions des zones filetées sont vissées l'une dans l'autre. [0027] L'interférence axiale entre les flancs porteurs et entre les flancs d'engagement peut être supérieure à 0,05 mm, lorsque les portions des zones filetées sont vissées l'une dans l'autre. [0028] Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés. [0029] La figure 1 est une vue schématique d'un joint résultant de l'assemblage de 10 deux composants tubulaires mettant en oeuvre le vissage de leurs zones filetées respective, conformément à d'invention. [0030] La figure 2 est une vue schématique détaillée des zones filetées de deux composants tubulaires du joint de la figure 1, représenté de manière désassemblé. [0031] Les figures 3 à 6 sont des vues détaillées d'un filet de l'extrémité mâle d'un 15 composant tubulaire de joint selon des modes de réalisation particulier de l'invention. [0032] Le joint fileté représenté sur la figure 1 est utilisé dans le cas d'applications de forage et comprend de manière connue un premier composant tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité mâle 1 et un second composant tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité femelle 2. Les deux extrémités 1 et 2 20 s'achèvent chacune par une surface terminale 7, 8 orientée de manière radiale par rapport à l'axe de révolution 10 du joint fileté, et sont respectivement dotées de zones filetées 3 et 4 qui coopèrent entre elles pour l'assemblage mutuel par vissage des deux composants. Notons que l'axe 10 du joint fileté est également l'axe de révolution des composants tubulaires 1 et 2. On entend par « orientée de manière radiale par à l'axe 25 10 du joint fileté », le fait que les surfaces terminales 7 et 8 des extrémités 1 et 2 sont inclinées par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 10 du joint fileté au plus de 20 degrés. [0033] De manière subsidiaire, le joint peut comporter, si besoin est, et notamment plus particulièrement dans le cas d'applications dédiées à l'exploitation des puits 30 d'hydrocarbures que dans le cas d'application de forage, une étanchéité vis-à-vis des fluides, circulant aussi bien à l'intérieur du joint tubulaire qu'à extérieur du joint tubulaire. Cette étanchéité est assurée par deux surfaces d'étanchéité métal/métal 5, 6 situées au voisinage de la surface terminale 7 de l'extrémité mâle 1. Plus précisément, la surface d'étanchéité 6 est disposée sur la surface périphérique intérieure de l'extrémité femelle 2 à proximité de la surface terminale 7 de l'extrémité mâle 1, elle-même orientée selon une droite sensiblement perpendiculaire à l'axe 10 du joint. En regard de la surface d'étanchéité 6, on a ménagé sur la surface périphérique extérieure de l'extrémité mâle 1, la surface d'étanchéité 5. Les deux surfaces d'étanchéité sont positionnées de manière à être mises en contact serrant lorsque l'extrémité mâle est vissée dans l'extrémité femelle. Un « contact serrant» est obtenu par le fait que le 10 diamètre extérieur de l'extrémité mâle 1 au niveau de la surface d'étanchéité 5 est légèrement supérieur au diamètre intérieur de l'extrémité femelle 2 au niveau de la surface d'étanchéité 6. Le contact entre les surfaces d'étanchéité métal/métal 5, 6 peut être deux cônes, deux tores, un tore et un cône par exemple. [0034] Lorsque le premier et le second composant tubulaires sont vissés ensembles 15 dans la position finale, les surfaces terminales 7, 8 de respectivement l'extrémité mâle 1 et de l'extrémité femelle 2 sont chacune en butée contre respectivement un épaulement 9 ménagé à l'intérieur de l'extrémité femelle et un épaulement 11 ménagé sur la surface extérieure de l'extrémité mâle. On notera que la position finale est généralement acquise lorsque le couple a atteint une valeur de référence donnée. Ceci 20 signifie qu'en fonction de la connexion et de l'utilisation choisies, les utilisateurs se réfèrent à un couple de référence qu'il convient d'appliquer lors de la mise en service des composants. [0035] La figure 2 représente une vue suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 de deux zones filetées du joint de la figure 1,-celle référencée 3 étant mâle et 25 celle référencée 4 étant femelle et destinées à coopérer entre elles en vissage. La figure 2 est une vue éclatée du joint représenté en figure 1 en ce sens que lorsque les extrémités 1, 2 des composant tubulaires sont vissées l'une dans l'autre, les zones filetées 3, 4 sont emboîtées l'une dans l'autre de manière à coopérer en vissage. Les filets 32 appartiennent à la zone filetée 3 de l'extrémité mâle 1 d'un composant 30 tubulaire et comportent chacun un flanc d'engagement 31, un flanc porteur 30, un fond de filet 35 et un sommet de filet 36. De même les filets 42 appartiennent à la zone filetée 4 de l'extrémité femelle 2 d'un composant tubulaire et comportent chacun un flanc d'engagement 41, un flanc porteur 40, un fond de filet 45 et un sommet de filet 46. [0036] Concernant l'extrémité mâle et conformément à un mode de réalisation de l'invention, le profil des flancs d'engagement 31 des filets mâles, ainsi que le profil des flancs porteurs 30 des filets mâles, (et vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 du composant tubulaire), sont chacun une courbe continue de forme soit convexe, soit concave, les profils des flancs d'engagement 31 et des flancs porteurs 30 étant orientés de manière contraire. Plus précisément, le profil des flancs d'engagement 31 des filets mâles est convexe tandis que le profil des flancs porteurs 30 est concave. Les profils des flancs d'engagement mâles et des flancs porteurs mâles présentent en d'autres termes une courbure opposée. On entend par profil courbe, le fait que le profil n'est pas rectiligne. [0037] Pour ce qui est de l'extrémité femelle et conformément à un mode de réalisation de l'invention, le profil des flancs d'engagement 41 des filets femelles, ainsi que le profil des flancs porteurs 40 des filets femelles, (et vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 du composant tubulaire), sont chacun une courbe continue de forme convexe ou concave, les profils des flancs d'engagement 41 et des flancs porteurs 40 étant orientés de manière contraire. Plus précisément, le profil des flancs d'engagement 41 des filets femelles est concave tandis que le profil des flancs porteurs 40 des filets femelles est convexe. Les profils des flancs d'engagement femelles et des flancs porteurs femelles présentent en d'autres termes une courbure opposée. [0038] De plus, les profils des flancs des filets mâles et le profil des flancs des filets femelles, les flancs des filets mâles étant amenés à entrer en contact avec les flancs des filets femelles, sont complémentaires. Cela signifie que les courbes continues constituant chacune les profils des flancs porteurs mâle et femelle, coïncident sur au moins 70% et préférentiellement 90%. De même, les courbes continues constituant chacune les profils des flancs d'engagement mâle et femelle, coïncident sur au moins 70% et préférentiellement 90%. [0039] Bien entendu, on peut aussi avoir la configuration inverse selon laquelle le profil des flancs d'engagement 31 des filets mâles est concave tandis que le profil des flancs porteurs 30 est convexe. Par complémentarité, le profil des flancs d'engagement 41 des filets femelles est alors convexe tandis que le profil des flancs porteurs 40 des filets femelles est concave. [0040] Bien entendu, on peut aussi avoir la configuration selon laquelle seul le profil des flancs porteurs 30 des filets mâles, (et vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 du composant tubulaire), est une courbe continue de forme convexe ou concave, les profils des flancs d'engagement 31 pouvant être rectiligne. Le profil des flancs porteurs 40 des filets femelles est alors complémentaire de celui des flancs porteurs 30 des filets mâles, de sorte que les courbes continues constituant chacune les profils des flancs porteurs mâle et femelle, coïncident sur au moins 70% et préférentiellement 90%. [0041] Quelle que soit la configuration choisie, on obtient lorsque les éléments mâles 10 et femelles sont vissés ensembles de manière à former un joint, une surface de contact entre les flancs plus importante avec des profils courbes qu'avec des profils rectilignes. Or, comme le couple de vissage est proportionnel à la superficie globale des surfaces en contact, plus la surface de contact des flancs est importante, plus le couple de vissage obtenu est élevé. 15 [0042] Comme représentée en figure 1, le joint comporte une butée interne et une butée externe. Concernant la butée externe, le premier et le second composant tubulaires sont vissés ensembles de sorte que la surface terminale 8 de l'extrémité femelle 2 est en butée contre l'épaulement 11 ménagé sur la surface extérieure de l'extrémité mâle 1. Concernant la butée interne, le premier et le second composant 20 tubulaires sont vissés ensembles de sorte que la surface terminale 7 de l'extrémité mâle 1 est en butée contre l'épaulement 9 ménagé sur la surface intérieure de l'extrémité femelle 2. [0043] On peut aussi avoir une configuration selon laquelle on a à la fois une butée interne ou une butée externe. 25 [0044] On peut aussi avoir une configuration selon laquelle on n'a ni butée interne ni butée externe, et selon laquelle les flancs porteurs et les flancs d'engagement mâles et femelles entrent en contact à un certain stade du vissage. Il existe alors une interférence axiale positive entre les flancs porteurs mâles et femelle et entre les flancs d'engagement mâles et femelles, constituant ainsi le couple de vissage.
30 Avantageusement, cette interférence est supérieure à 0,05 mm. L'interférence axiale est obtenue en utilisant une largeur des filets supérieure par rapport à la largeur des creux des filets. [0045] Parallèlement, il est aussi avantageux de maximiser la superficie de la surface de contact au niveau des flancs porteurs 30, 40, de manière à encaisser au mieux le couple de vissage. Avantageusement, il est préférable qu'au moins 90 pourcents de la superficiedes flancs porteurs mâles et femelles soient en contact. Ceci signifie qu'au moins 90 pourcents des profils courbes des flancs porteurs mâles et femelles, lorsqu'on se réfère à une vue en coupe suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 du joint, doivent être en contact. [0046] De manière à réduire les risques de concentration de contraintes, les flancs porteurs et les flancs d'engagement sont raccordés de manière tangentielle en fond et 10 en sommet de filet au moyen de congés de raccordement. [0047] De manière large, on entend par flancs à profils courbes, des flancs dont le profil épouse la forme d'une portion elliptique, d'un arc de cercle, d'une succession d'arcs de cercles raccordés tangentiellement. Bien entendu, ces courbes sont continues en ce sens qu'elles excluent tout point singulier. Elles admettent également 15 un profil soit pleinement concave, soit pleinement convexe, ce qui exclut la possibilité d'avoir un point d'inflexion, comme cela est le cas pour les flancs à profil en « S ». [0048] La figure 6 représente une vue détaillée suivant une coupe longitudinale passant par l'axe 10 de la zone filetée mâle selon une configuration particulière. Les flancs mâles 32 présentent un profil en arc de cercle concave pour les flancs porteurs 20 et convexe pour les flancs d'engagement. [0049] Les congés de raccordement sont également des arcs de cercle de rayon respectivement R1 en sommet de filet et R3 en fond de filet. De préférence, le rayon R1 du congé de raccordement en sommet de filet et le rayon R3 du congé de raccordement en fond de filet sont chacun compris entre 3 mm et 13 mm. 25 [0050] De préférence, le rayon R4 du profil des flancs porteurs et le rayon R2 du profil des flancs d'engagement sont chacun compris entre 25 mm et 127 mm. La valeur supérieure de 127 mm permet d'avoir une courbure suffisante pour garantir une surface de contact assez grande et donc suffisamment capable de supporter un couple de serrage élevé. La valeur inférieure de 25,4 mm permet d'avoir une hauteur de filet 30 suffisante et adaptée au diamètre des composants tubulaires. [0051 ] Bien entendu, les rayons R4 et R2 des profils des flancs porteurs et des flancs d'engagement n'est pas forcément identiques. Il apparaît cependant que l'intervalle constitué par les valeurs inférieure et supérieure de 25,4 mm et 127 mm concerne en premier lieu le rayon R4 des flancs porteurs dans le cas où le joint comporte une butée. En effet, ce sont les flancs porteurs qui encaissent une partie du couple de serrage. De ce fait, le rayon de courbure R2 des flancs d'engagement est moins critique. [0052] Notons qu'il est possible d'avoir des configurations selon lesquelles, le rayon R2 des flancs d'engagement est très grand, ceci aboutit alors à un profil quasiment rectiligne pour les flancs d'engagements. [0053] Les figures 3, 4 et 5 décrivent différents profils de filetages mettant en jeu les angles des flancs porteurs et des flancs d'engagement. [0054] En figure 3, les lignes de cordes 1 des courbures des flancs porteurs et les lignes de cordes s des courbures des flancs d'engagement forment un angle a identique avec à la perpendiculaire à l'axe 10 du composant tubulaire. Les lignes de cordes 1 et s sont définies au moyen des intersections entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. [0055] Notons que la position des sommets de filet 36 est définie par l'intersection entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. De même la position des fonds de filet 35 est définie par l'intersection entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. Le pas du filetage L est alors égal à la distance entre deux sommets de filets consécutifs, ladite distance étant aussi égale à la distance entre deux fonds de filets consécutifs. [0056] Dans le cas où l'inclinaison des flancs porteurs et des flancs d'engagement est identique, et dans le cas où la courbure des flancs porteurs et des flancs d'engagement est identique, la connexion présente un comportement équilibré aussi bien en traction qu'en compression. Cette configuration permet d'avoir des zones filetées qui présentent un comportement aussi bon en traction qu'en compression. [0057] En figure 4, les lignes de cordes 1 des courbures des flancs porteurs et les lignes de cordes s des courbures des flancs d'engagement forment un angle, respectivement a et b, avec la perpendiculaire à l'axe 10 du composant tubulaire, qui est différent. Les lignes de cordes 1 et s sont également définies au moyen des intersections entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. [0058] Dans le cas où l'inclinaison des flancs d'engagement est supérieure à l'inclinaison des flancs porteurs (les flancs porteurs sont plus verticaux que les flancs d'engagement), on privilégie la résistance en compression. Cette configuration est à privilégier pour les composants de forage utilisés au voisinage de la tête de forage, où les contraintes de compression sont élevées. Il est préférable que l'angle des flancs d'engagement soit supérieur à l'angle des flancs porteurs au plus de trente degrés. En effet, on perd en accroche entre les filets, et il peut se produite un désengagement (jumping out) des éléments mâle et femelle. [0059] Dans le cas où l'inclinaison des flancs d'engagement est inférieure à l'inclinaison des flancs porteurs (les flancs porteurs sont moins verticaux que les flancs d'engagement), on privilégie la résistance en traction. Cette configuration est à privilégier pour les composants de forage utilisés ailleurs que dans la garniture de fond de puits, c'est-à-dire loin de la tête de forage. [0060] En figure 5, le profil des flancs porteurs et des flancs d'engagement est elliptique. De manière préférentielle, les flèches c entre les lignes de cordes passant par les extrémités des profils de flancs porteurs et les flèches d entre les lignes de cordes passant par les extrémités des profils flancs d'engagement doivent être comprises entre les valeurs 3 mm et 13 mm. [0061] Notons aussi que la position des sommets de filet 36 est définie par l'intersection entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. De même la position des fonds de filet 35 est définie par l'intersection entre la courbe qui supporte le profil du flanc porteur et la courbe qui supporte le profil du flanc d'engagement. Le pas du filetage L est alors égal à la distance entre deux sommets de filets consécutifs, ladite distance étant aussi égale à la distance entre deux fonds de filets consécutifs. [0062] Préférentiellement, l'angle des flancs d'engagement et l'angle des flancs porteurs sont compris entre 10° et 80° degrés. La borne inférieure des 10 degrés correspond au fait qu'il faut pouvoir visser les composants et la borne supérieur des 80 degrés correspond au fait qu'il faut préserver une certaine accroche entre les filets. [0063] De manière à se prémunir contre les risques de grippage et/ou de manière à - favoriser l'écoulement d'éventuels lubrifiants utilisés pour le vissage, il est avantageux de ménager un profil émoussé pour les sommets de filets. Ce type de profil émoussé peut être appliqué soit aux sommets mâles, soit aux sommets femelles, soit aux deux. [0064] On entend par profil émoussé, un profil plus plat en sommet de filet que celui généré par les congés de raccordement en arc de cercle. Ces profils émoussés peuvent donc être fondés sur des profils elliptiques, raccordant les flancs porteurs aux 10 flancs d'engagement en sommet de filet de manière tangentielle. [0065] Avantageusement, le pas L des zones filetées 3, 4 est compris entre 2 mm et 13 mm, ce qui correspond à 10 et 2 TPI (dix et deux filets par pouce). Cet intervalle constitue un compromis entre la rapidité de vissage des éléments filetés entre eux, et une accroche suffisante entre ces éléments filetés. 15 [0066] De manière à faciliter le vissage des composants tubulaire 1 et 2, les zones filetées 3, 4 admettent chacune une génératrice de conicité 20 formant un angle avec l'axe 10 du composant tubulaire, comprise entre 1,5 et 8 degrés.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Joint fileté comprenant un premier et un second composant tubulaire, chacun étant doté d'une extrémité respectivement mâle (1) et femelle (2), l'extrémité mâle (1) comportant sur sa surface périphérique extérieure au moins une zone filetée (3) et s'achevant par une surface terminale (7), l'extrémité femelle (2) comportant sur sa surface périphérique intérieure au moins une zone filetée (4) et s'achevant par une surface terminale (8), les zones filetées (3 ; 4) comportant sur au moins une portion de leur longueur, des filets (32 ; 42) comprenant chacun, vus suivant une coupe longitudinale passant par l'axe du composant tubulaire, un sommet de filet (36, 46), un fond de filet (35, 45), un flanc porteur (30 ; 40), un flanc d'engagement (31 ; 41), caractérisé en ce que les profils des flancs porteurs (30 ; 40) mâles et femelles, vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe de révolution (10) du joint, sont une courbe continue de forme convexe ou concave, le profil des flancs mâles étant complémentaire de celui des flancs femelles sur au moins 70%, préférentiellement 90%, de ladite courbe continue.
  2. 2. Joint fileté selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil des flancs d'engagement (31 ; 41) mâles et femelles ainsi que le profil des flancs porteurs (30 ; 40) mâles et femelles, sont une courbe continue de forme convexe ou concave, le profil des flancs d'engagement (31 ; 41) étant orienté de manière contraire au profil des flancs porteurs (30 ; 40) pour une même portion de zone filetée (3, 4).
  3. 3. Joint fileté selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil des flancs d'engagement mâles (31), vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe (10) du joint, est convexe, le profil des flancs porteurs mâles (30) étant concave.
  4. 4. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil des flancs d'engagement (31 ; 41) et/ou le profil des flancs porteurs (30 ; 40), vu suivant une coupe longitudinale passant par l'axe (10) du joint, est un arc de cercle de rayon compris entre 25 et 127 mm.
  5. 5. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flancs d'engagement (31 ; 41) et flancs porteurs (30 ; 40) sont raccordés en sommet de filet (36, 46) et/ou en fond de filet (35, 45), au moyen d'un congé de raccordement de rayon compris entre 3 et 13 mm.
  6. 6. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle des flancs d'engagement (b) et l'angle des flancs porteurs (a), considérés chacun par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe de révolution du joint, sont égaux.
  7. 7. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle (b) des flancs d'engagement est supérieur à l'angle (a) des flancs porteurs d'au plus 30 degrés.
  8. 8. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle des flancs d'engagement et l'angle des flancs porteurs considérés chacun par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe de révolution joint sont compris entre 10° et 80° degrés.
  9. 9. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pas (L) des zones filetées (3 4) est compris entre 2 mm et 13 mm.
  10. 10. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones filetées (3 ; 4) admettent une génératrice de conicité (20) formant un angle avec l'axe (10) du joint, comprise entre 1,5 et 8 degrés.
  11. 11. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit composant est un composant de forage.
  12. 12. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sommets (46) de l'extrémité femelle (2) sont émoussés de sorte qu'un jeu (h) est ménagé entre le sommet des dents de la zone filetée femelle (4) et le fond des creux de la zone filetée mâle (3), lorsque les portions des zones filetées (3, 4) sont vissées l'une dans l'autre.
  13. 13. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface terminale (7) de l'extrémité mâle (1) est en butée contre un épaulement (9) ménagé à l'intérieur de l'extrémité femelle (2), lorsque les portions des zones filetées (3, 4) sont vissées l'une dans l'autre.
  14. 14. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface terminale (8) de l'extrémité femelle (2) est en butée contre un épaulement (1) ménagé sur l'extérieur de l'extrémité mâle (1), lorsque les portions des zones filetées (3, 4) sont vissées l'une dans l'autre.
  15. 15. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités mâle (1) et femelle (2) comportent chacune respectivement une surface d'étanchéité (5 ; 6) aptes à coopérer entre elles en contact serrant lorsque les portions des zones filetées (3, 4) sont vissées l'une dans l'autre.
  16. 16. Joint fileté selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'interférence axiale entre les flancs porteurs (30, 40) et entre les flancs d'engagement (31, 41) est supérieure à 0,05 mm,' lorsque les portions des zones filetées (3, 4) sont vissées l'une dans l'autre.
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