Depuis la mise en production du premier puits sous-marin au monde en 1961, le développement des plate-formes offshore a progressé à pas de géant.
L’industrie pétrolière & gazière a étendu ses activités à l’exploration dans des eaux ultra-profondes à plus de 3 000 m de profondeur. L’exploration et la production offshore exploitent les ressources dans des gisements éloignés caractérisés par une pression et température extrême et qui testent toutes les limites des technologies d’étanchéité sous-marines actuelles.
Les nouvelles normes exigeantes émanant de l’industrie en ligne avec les progrès réalisés à haute température et à haute pression (HTHP) ont amené les fabricants d’origine à développer de nouveaux composants pour les systèmes de production sous-marins tels que des arbres, des têtes de puits, des BOP, des collecteurs, des robinets à vanne, des robinets à tournant sphérique, des clapets anti-retour, des débitmètres et des raccords.
En conséquence, les fabricants d’origine recherchent des joints alternatifs à un joint de type interférence (joint torique).
Initialement, un joint torique avec deux bagues anti-extrusion aurait été utilisé dans des applications sous-marines. Si la direction prise par le milieu était inconnue, deux bagues anti-extrusion permettaient d'éviter une installation incorrecte.
Les bagues anti-extrusion ont aussi évité au joint torique en élastomère de s’extruder à l’intérieur du matériel à haute pression. L’extrusion n’entraîne pas de défaillance instantanée du joint, mais peut être un facteur de fuites régulières au cours du temps. Les fuites et les problèmes techniques avec des équipements sous-marins peuvent avoir des conséquences critiques et nocives pour les personnes et l’environnement.
Alors que les forages sont de plus en plus profonds, les pressions et la criticité des joints augmentent. Bientôt, des joints en T auront remplacé les joints toriques dans les applications HTHP.
Les joints en T sont composés d’une section transversale en forme de T en élastomère et de deux bagues anti-extrusion en plastique de qualité technique, souvent du PTFE ou du PEEK. Ce nouveau joint profilé maintient en place les bagues anti extrusion dans des applications à haute pression, tout en maintenant une étanchéité très efficace à basses pressions.
La conception du joint en T utilise la pression du système pour activer les bagues anti-extrusion, assurant une résistance efficace à l’extrusion dans des applications à pression simple ou bidirectionnelle, à la fois dans des conditions statiques et dynamiques.
Cependant, les opérateurs étaient toujours confrontés au défi que représente l’installation d’un système d’étanchéité à trois composants à des milliers de mètres sous le niveau de la mer à l’aide d’un véhicule télécommandé.
En tenant compte de tous les défis de l’application, le joint à ressort a été introduit.
Les joints à ressort (appelés aussi joints en S et joints en T tout-en-un) sont composés d’un élastomère à module élevé et de deux ressorts anti-extrusion intégrés.
Le joint homogène comporte des ressorts hélicoïdaux résistants à la corrosion et moulés dans les coins du joint exposés. La position stratégique de ces ressorts élimine les points faibles autour de la circonférence du joint.
La conception anti-extrusion a des propriétés polyvalentes et des tolérances d’étanchéité plus grandes. Dans ce cas, les éléments anti-extrusion sont souvent actifs plutôt que passifs, comme c’est le cas avec des bagues anti-extrusion en thermoplastique plus traditionnelles.
Le joint à ressort est concentrique par rapport au matériel, ce qui élimine le besoin de manipuler les éléments anti-extrusion (bagues anti-extrusion), minimisant la complexité de l’installation et réduisant le risque d’endommager les éléments du joint.
L’évolution des solutions d’étanchéité ne s’est pas arrêtée là. Precision Polymer Engineering a remarqué que le profil du joint avait changé, mais pas le matériau.
Precision Polymer Engineering a été le premier à lancer sur le marché des joints à ressort fabriqués dans un matériau FFKM perfluoroélastomère unique à basse température, conformes aux homologations de l’industrie, des fabricants d’origine et des plus grandes entreprises.
Conçus pour résister à des conditions de fonctionnement plus rigoureuses et plus en profondeur, impliquant les températures de fonctionnement les plus basses et les plus élevées, les joints à ressort en FFKM ont démontré leur capacité à répondre aux futures exigences de l’exploration et de la production de pétrole &. de gaz pour les fabricants d’origine.
Les joints à ressort en FFKM présentent des performances fiables à des pressions supérieures à 1380 bars et des températures entre -29 °C et 204 °C. Le matériau présente également une durabilité exceptionnelle par rapport aux milieux des procédés et aux fluides d’exploitation agressifs.
Grâce aux nombreux avantages qu'il représente pour les fabricants d’origine, l’évolution du joint à ressort en FFKM permet de réduire le coût de possession, d’avoir une traçabilité complète, de faciliter l’installation et de sécuriser les opérations.
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