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@ PROCEDE ET DISPOSITIF DE FORAGE.
La présente invention est relative à un procédé de forage et à des dispositifs appropriés pour la réalisation de ce procédé.
Le procédé de forage suivant la présente invention consiste principalement en ce que ltoutil employé pour la désagrégation du sol, tel que trépan, couronne de forage ou analogues, est soumis à l'action directe d'un outil producteur d'oscillations agissant au plancher du trou de forage, de préférence à l'action d'un "vibreur".
Le dispositif employé pour cela consiste principalement en une connexion de l'outil de désagrégation avec un vibreur, le tout formant un ensemble homogène de telle sorte que des vibrations sont transmises au sol ou analogue qui est travaillé, directement au plancher du trou de forage par la machine vibrante'par l'intermédiaire de l'outil de désagrégation, tandis que le transport du sol désagrégé se fait par des moyens auxiliaires connus en eux-mêmes, tels que pompes, moyens d'épuisement, par exemple cuillers à schlamms ou au moyen d'autres moyens connus, par exemple par une injection d'eau.
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Dans l'exploitation de forages, dans lesquels des puissances assez grandes doivent être employées, il a été usuel jusqu'à présent soit d'installer la source d'énergie, par exemple une pompe, ou générateur d'air comprimé ou analogues, hors du trou de l'exploitation, soit de la disposer à une distance déter- minée du plancher du trou et de transmettre l'énergie produite, par l'intermédiaire de l'appareil de forage, des tiges de forage ou analogues aux outils de désagrégation proprement dits,
Par ce mode de travail usuel, des installations spéciales,telles que grues, tours et analogues, sont nécessaires, impliquant des constructions spéciales, des frais de premier éta-. blissement très élevés, et qui fréquemment ne peuvent être em- ployées qu'au prix de sérieuses difficultés,
notamment à cause de l'emplacement considérable requis.
L'efficacité de tels dispositifs est comparativement faible: Dans le forage par percussion par exemple, l'effet sur ne se le sol/produit qu'au moment du coup de l'outil de désagrégation soit par détachement violent soit par séparation, Pour la période de temps restante oependant, les énergies sont utilisées pour le travail de levée de l'outil ou pour d'autres mouvements de l'outil
Etant donnés ces inconvénients, plus particulière- ment les fortes pertes en transmission qui se produisent par l'em- ploi de tiges ou cordages, on a souvent essayé d'augmenter l'effi- cacité en transportant l'aotionnement directement au-dessus du plancher du trou.
Par exemple,des procédés connus utilisent l'eau sous pression qui est transformée au plancher du trou en travail mécanique, ou bien les outils de désagrégation sont actionnés par de l'eau sous pression. On a déjà employé des moteurs électriques pour transformer au-dessus du plancher de l'énergie électrique en énergie mécanique, afin de réaliser de cette manière une économie en moyens de transformation d'énergie et d'éviter des méthodes de transformation trop longues.
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Ces procédés cependant n'ont pas conduit à des résultats pratiques importants et ne se sont pas répandus d'une manière appréciable dans la pratique. L'efficacité,lors de l'emploi d'eau sous pression et d'air sous pression, est notamment faible. Des difficultés sérieuses se sont présentées aussi bien dans ce procédé que lors de l'utilisation de moteurs électriques, à cause des bourrages requis et surtout des bourrages,tels que boîtes à bourrages entre les parties motrices et les parties conduites, par exemple des arbres ou pistons qui sortent des enveloppes telles que celles des moteurs électriques.
Les divers inconvénients mentionnés ci-dessus des dispositifs usuels sont évités par la connexion d'une machine de vibration introduite dans le trou de forage avec les outils destinés à la désagrégation. Le travail de désagrégation est ainsi considérablement faoilité. Des moyens spéciaux de transmission d'énergie tels que tiges, pistons et analogues, sont supprimés et de cette manière on évite aussi les difficultés de bourrage, car l'ensemble du dispositif qui renferme les corps producteurs de vibrations, la source d'énergie et les parties requises pour le travail de désagrégation, forme un tout homogène produisant le mouvement vibratoire.
Suivant un mode de réalisation très simple, un dispositif suivant la présente invention peut oonsister par exemple en un outil vibreur, tel que ceux connus en eux-mêmes dans des procédés de construction, comme par exemple pour l'épaississement de terrains meubles, de masses de béton,et analogues, pouvant être vibré par des corps suspendus excentriquement à l'intérieur au moyen d'un moteur électrique comme source d'énergie à des fréquences relativement élevées, par exemple 3000 - 5000 par minute, lequel outil est fixé aux éléments employés pour le travail de désagrégation, tels que couronnes, couteaux, trépans, et éventuellement porte encore lui-même ou fixé à lui-même d'autres disposi-
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tifs facilitant la désagrégation, par exemple une oanalisation d'eau.
Les dessins ci-joints montrent à titre d'exemple un outil vibreur avec une couronne de forage. De plus, on a montré également deux autres possibilités de réalisation de couronnes de forage ou d'éléments auxiliaires servant d'outils de désagrégation et connectés à'l'outil vibreur.
Fig. 1 montre en coupe longitudinale schématique un outil vibreur avec une-couronne de forage qui lui est vissée.
Fig. 2 montre une vue vers la surface travaillante de cette couronne de forage,
Fig. 3 montre en coupe longitudinale un autre mode de réalisation d'une couronne de forage munie de pointes.
Fig. 4 est une vue vers la surface travaillante de la couronne de la fige 3.
Fig. 5 montre en coupe longitudinale une couronne de forage avec couteaux en forme d'étriers.
Fig. 6 est une vue de la surface travaillante de - la couronne de la fig* 5.
En se reportant aux dessins, 1 est l'enveloppe d'un vibreur fermé vers le haut par le couvercle b et en bas par une @ plaque de fermeture b', laissant un espace pour le moteur électri- que c, dans lequel espace se trouve un excentrique d' disposé sur l'arbre d, ainsi que les tourillons e pour l'arbre moteur. f sont les conducteurs d'admission de courant, intro' duits à travers l'isolant 1. Au moyen de la connexion à vis, la couronne ± avec les pointes h est fixée à l'enveloppe de l'outil vibreur, mais de façon interchangeable de sorte que par exemple une couronne suivant les figs 3 et 4 ou 5 et 6 ou autres pièces analogues puissent être fixées à l'enveloppe vibrante.
Par exemple pour le forage de roches on emploie un dispositif vibreur ayant des couronnes telles que celles employées pour le forage "Rotari",
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c'est-à-dire des couronnes munies d'aciers coupants particulièrement durs; pour le forage dans l'argile qui jusqu'à présent se faisait principalement avec emploi d'énergies relativement grandes au moyen de chapes ou par fotage rotatif, des pièces à couteau ou couteaux en forme de soc de charrues se sont montrées avanta- geuses, ayant également un mouvement rotatif sous l'effet de la vibration et nécessitant un travail de coupe comme celui obtenu dans les procédés mentionnés ci-dessus ou ayant un mouvement alter natif analogue à celui d'une scie, ce qui donne une désagrégation beaucoup plus rapide que celle de la ohape agissant par pression.
La couronne suivant les f igs. 5 et 6 convient-également très bien, par exemple pour les corps plus mous car les étriers coupants h2 sont aiguisés vers les c8tés et exercent une action coupante et sciante. Il est à remarquer notamment que par la connexion fixe de la couronne ou des pièces fixées, appropriées pour le travail à réaliser, avec l'outil vibreur, on obtient un tout homogène qui se trouve pendant l'action dans un état de vibration très fine pour lequel les impulsions du vibreur dirigées horizontalement permettent des effets fouillants, coupants ou producteurs de copeaux, comme les effets des outils connus pour travail par à coups ou par pression, par exemple dans les forages connus au moyen des marteaux à chute libre ou à percussion rapide.
Par opposition avec les méthodes de forage fouillantes connues en elles-mêmes, et parmi lesquelles comptent diverses méthodes de forage par rotation, on produit par l'emploi d'un vibreur suivant la présente invention la même vitesse de coupe en divers points de la surface de travail de l'outil coupant.
Pour les trépans rotatifs en queue d'aronde du genre connu on peut obtenir la meilleure vitesse pour la roche à travailler suivant un cercle du trépan uniquement, tandis que tous les autres points du trépan ont des vitesses moins avantageuses correspondant à la vitesse périphérique qui varie avec le diamètre. Des
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avantages spéciaux sont enfin obtenus dans le travail du sable ou autre sol poreux par le fait que,grâoe au mouvement vibratoire, la texture de la masse est détruite et désagrégée de telle sorte que par un outil agissant à la manière d'une vis, on rend possible un travail d'avancement extrêmement rapide.
Dans son ensemble, la réalisation de chaque genre de forage sous toutes les conditions possibles, c'est-à-dire forages dans les roches, terrains de construction vibrés, sols sablonneux, etc, donne, indépendamment de la profondeur du forage, des rendements beauooup plus élevés par unité de temps et une utilisation beaucoup meilleure des énergies en jeu et économise des installations de transmission d'énergie jusqu'ici nécessaires et supprime également des travaux supplémentaires grâce à la suppression des bourrages.