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CA1098895A - Dispositif de forage de trous dans le sol - Google Patents

Dispositif de forage de trous dans le sol

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CA1098895A
CA1098895A CA316,585A CA316585A CA1098895A CA 1098895 A CA1098895 A CA 1098895A CA 316585 A CA316585 A CA 316585A CA 1098895 A CA1098895 A CA 1098895A
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CA
Canada
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casing
cutter
hammer
drilling
tubes
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CA316,585A
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Pierre Stenuick
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STENUICK-FRANCE
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STENUICK-FRANCE
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Abstract

Dispositif de forage de trous dans le sol il comporte un tubage pour assurer le maintien des parois du trou et, à l'intérieur du tubage, un organe de forage constitué d'un marteau fonctionnant à l'air comprimé transmis au marteau par des tubes-allonges et équipé d'un taillant excentré. L'organe de forage peut prendre une position de travail pour laquelle le taillant est à l'extérieur du tubage et une position d'extraction pour laquelle le taillant est à l'intérieur du tubage. La liaison des tubes allonges avec le marteau est réalisée au moyen d'un raccord télescopique hé1icoidal qui comporte un ergot de décentrage sur la partie liée aux tubes allonges, la course télescopique correspondant à une rotation relative de 180.degree., de telle sorte que, en position rétractée, correspondant à la position travail, la partie excentrée du taillant soit diamètralement opposée à l'ergot et, en position développée, correspondant à la position d'extraction de l'organe de forage, la partie excentrée du taillant soit placée en dessous de l'ergot.

Description

~098895 La présente invention concerne un dispositif de forage de trous dans le sol, en particulier dans des terrains non consolidés.
Dans de tels terrains, des couches non consistantes et de matériaux divers peuvent se présenter à différentes profondeurs et se refermer vers le trou foré. Des zones dures peuvent se présenter à différentes profondeurs; elles néces-sitent une percussion pour être forées. Les différentes couches peuvent être humides, voire même immergées.
Pour forer des trous dans de tels sols, on utilise fréquemment un organe de forage constitué d'un marteau pneumatique à percussion fond de trou. L'air comprimé est -transmis au marteau par l'intermédiaire de tubes allonges. On équipe ce marteau d'un taillant. Un tubage extérieur assure le maintien des parois du trou, le diamètre extérieur de ce tubage étant légèrement inférieur au diamètre foré. Ce tubage est entraîné dans le trou à la même vitesse de pénètration que l'organe de forage grâce à une poussée contrôlée par un régulateur et un mouvement de rotation dans le sens opposé
à celui de l'organe de forage. Le tubage extérieur détermine avec l'organe de forage un espace annulaire à travers lequel l'air d'échappement chasse les sédiments de forage à l'extéri-eur du trou. Pour faciliter la remontée des sédiments, on peut liquéfier ceux-ci au moyen d'eau injectée au fond du trou par un circuit totalement indépendant de celui de l'air comprimé
d'alimentation, et ce jusqu'à l'extrémité inférieure du marteau.
Pour forer un trou de diamètre supérieur au diamètre extérieur du tubage, on utilise souvent un taillant excentré.
La r8action de l'excentrique est reprise, dans certains dispositifs, par des ergots fixés sur le tubage.
Cependant, de tels dispositifs présentent l'inconvénient de ne pas laisser un passage totalement libre à l'intérieur du r ~
-,r~

. . : - :....... .

~C~91~95 tubage. En effet, il arrive que, une fois le trou fore, on veuille retirer l'organe de forage mais laisser le tubage un certain temps a~in d'insérer dans le trou des gaines d'un dia-mètre inférieur au tubage par exemple; on a alors besoin que le passage soit totalement libre a l'interieux du tubage.
Dans d'autres dispositifs, la partie excentree du taillant est mobile, la r~action etant reprise par la partie supérieure du taillant. On peut également concevoir des dispo-sitifs dans lesquels la reprise de la réaction de l'excentrique est assurée par une bague pouvant tourner autour de la queue du taillant. De tels dispositifs présentent cependant l'inconvé-nient d'augmenter le poids et la fragilité du taillant.
Le dispositif de l'invention se propose d'éviter ces inconvénients.
Dans ce but, l'invention telle que revendiqu~e ici est un dispositif de forage de trous dans le sol comportant: un tubage assurant le maintien des parois du trou, à l'intérieur du tubage, un organe de forage constitu~ d'un marteau fonc-tionnant à l'air comprim~ transmis au marteau par des tubes-allonges et équipé d'un taillant excentré, l'organe de foragepouvant prendre une position de travail pour laquelle le taillant est à l'extérieur du tubage et une position d'extraction pour laquelle le taillant est a l'intérieur du tubage, caractéris~
par le fait qu'un ergot solidaire des tubes-allonges permet le décentrage de l'ensemble marteau-taillant et que des moyens sont prévus pour faire tourner l'ensemble marteau-taillant autour de son axe d'une première position pour laquelle l'extremite du taillant peut d~crire un cercle de diametre supérieur a celui du tubage a une deuxieme position pour laquelle l'extrémité du taillant peut decrire un cercle de diamètre inférieur à celui du tubage, lesdits moyens étant constitués par un rapport télesco-pique hélicoidal permettant en plus du mouvement de rotation B

~C~98895 d'un demi-tour un mouvement lon~itudinal de l'ensemble marteau-taillant, de telle sox~e que la position r8tract~e du raccord corresponde a la premiere position susmentionnée soit a la posi-tion travail du dispositi~ de forage et que la position déve-ioppée du raccord corresponde ~ la deuxième position susmen-tionnée soit à la position extraction du dispositi de forage.
Ainsi, l'ergot de décentrage est fixé sur un piece indépendante du taillant et du tubage. De plus, cet ergot pousse le marteau vers la partie excentrée du taillant, ce qui renforce l'excentricité de celui-ci.
Dans un mode préferé de réalisation du dispositif selon l'invention, la surface de frappe du taillant est incli-née par rapport a l'axe de frappe du marteau ce qui tend ..

- 2a -~ .

10~889S

à faire "glisser" le taillant vers l'extérieur et renforce ainsi l'excentricité de celui-ci.
L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant plus particulièrement à un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple et représenté par les figures 1 à 4 des dessins annexés. ~ !
La figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le ra~cord télescopique étant en position rétractée, ce qui correspond à la position travail du marteau.
La figure 2 est une vue de dessous du dispositif de la figure 1.
La figure 3 représente le dispositif de la figure 1, le raccord télescopique étant en position développée, ce qui correspond a la position d'extraction de l'organe de forage.
La figure 4 est une vue de dessous du dispositif de la figure 3.
Le dispositif de forage représenté sur les figures comporte un marteau 1 équipé d'un taillant 2. Ce marteau 1 fonctionne avec de l'air comprimé qui lui est transmis par des tubes allonges 3.
Un tubage extérieur 4 assure le maintien des parois du trou 5. Le tubage 4 est entraîné dans le trou 5 à la même vitesse de pénétration que l'organe de forage grâce à une poussée contrôlée par un régulateur non représent~ et à un mouvement de rotation dans le sens inverse du sens de rotation de l'organe de forage. Les flèches 6 et 7 montrent le sens du mouvement de rotation respectivement de l'organe de forage et du tubage 4. On peut disposer, soit de moteurs distincts pour les deux mouvements, soit d'un moteur à deux arbres de sortie concentriques tournant en sens opposés. Ces moteurs ne sont pas représentés.

: , .,. ;

:1~;398~39~

Le tubage 4 détermine avec l'organe de forage un espace à traverq lequel l'air d'échappement chasse les sédiments de forage, comme l'indique la flèche 8.
Le diamètre extérieur du tubage 4 est inférieur au diamètre du trou foré car le taillant 2 est excentré.
La liaison des tubes allonges 3 avec le marteau 1 est réalisée au moyen d'un raccord télescopique hélicoidal 9.
Ce raccord télescopique 9 comporte un ergot de décentrage 10 de l'ensemble ~arteau-taillant, fixé sur un tube porte-ergot 11 qui vient coiffer le marteau 1. Ce tube porte-ergot 11 est fixé à la partie du raccord 9 qui est liée aux tubes allonges 3.
La course télescopique correspond à une rotation relative de 180, de telle sorte que, lorsque le raccord est en position rétractée, ce qui correspond à la position de travail de l'organe de forage (figure 1), la partie excentrée du taillant 2 soit diamètralement opposée à l'ergot 10, et, lorsque le raccord est en position développée, ce qui correspond à la position d'extraction de l'organe de forage (figure 3), la partie excentrée du taillant 2 soit placée en dessous de l'ergot 10.
Ainsi, pendant le forage, l'ensemble marteau-taillant est décentré par rapport au tubage 4 par l'ergot 10. Cet ergot pousse le marteau vers la partie excentrée du taillant
2, ce qui renforce l'excentricité de celui-cir De plus, la surface de frappe 12 du taillant 2 est inclinée par rapport à
l'axe de frappe du marteau, ce qui renforce encore l'excentrici-té du taillant 2.
Le dispositif que nous venons de décrire permet de ne pas augmenter le poids et la fragilité du taillant, comme dans certains dispositifs antérieurs. De plus, le dispositif selon l'invention permet de disposer d'un passage totalement ~L~98~395 libre à l'intérieur du tubage 4.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas strictement limitée au seul mode de réalisation qui a été décrit ~ titre d'exemple mais elle couvre également d'autres modes de réalisation qui n'en diffèreraient que par des variantes d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents.
En particulier, l'invention peut s'appliquer à des dispositifs de forage plus élaborés, par exemple comportant un circuit d'injection de fluide au fond du trou totalement indépendant de celui de l'air comprimé d'alimentation, ce fluide ayant pour but de faciliter la remontée des sédiments.

Claims (2)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit;
1. Dispositif de forage de trous dans le sol compor-tant:
- un tubage assurant le maintien des parois du trou, - à l'intérieur du tubage, un organe de forage cons-titué d'un marteau fonctionnant à l'air comprimé transmis au marteau par des tubes-allonges et équipé d'un taillant excentré, l'organe de forage pouvant prendre une position de travail pour laquelle le taillant est à l'extérieur du tubage et une position d'extraction pour laquelle le taillant est à l'intérieur du tubage, caractérisé par le fait qu'un ergot solidaire des tubes-allonges permet le décentrage de l'ensemble marteau-taillant et que des moyens sont prévus pour faire tourner l'ensemble marteau-taillant autour de son axe d'une première position pour laquelle l'extrémité du taillant peut décrire un cercle de diamètre supérieur à celui du tubage à une deuxième position pour laquelle l'extrémité du taillant peut décrire un cercle de dia-mètre inférieur à celui du tubage, lesdits moyens étant cons-titués par un raccord télescopique hélicoïdal permettant en plus du mouvement de rotation d'un demi-tour un mouvement longitudinal de l'ensemble marteau-taillant, de telle sorte que la position rétractée du raccord corresponde à la première position sus-mentionnée soit à la position travail du dispositif de forage et que la position développée du raccord corresponde à la deuxième position susmentionnée soit à la position extraction du dispositif de forage.
2. Dispositif de forage selon revendication 1, carac-térisé par le fait que la surface de frappe du taillant est inclinée par rapport à l'axe du marteau.
CA316,585A 1977-11-21 1978-11-21 Dispositif de forage de trous dans le sol Expired CA1098895A (fr)

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