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B R E V ET D'INVENTION.
L'invention est relative aux sondes. a injection, et concerne en particulier les instruments de ce genre utilisés pour les Injections liquides dans les roches, tel notamment que'le charbon.
On connait déjà des sondes à injection, dans lesquelles, le tube d'adduction du liquide est maintenu en place dans le trou de sonde ou de forage, et l'étanchéité est assurée, à l'aide d'un organe en matière élastique, généralement un manchon en caoutchouc entourant le dit tube, que l'on dilate radialement par des moyens mécaniques, en particulier une pression axiale exercée sur les embouts du manchon et réalisée par un système à vis, manoeuvré de l'extérieur du trou, dans lequel, la sonde est engagée.
Parmi les inconvénients majeurs de ces dispositifs connus, on peut citer le temps appréciable nécessité pat l'opération de mise en place le système à vis devant obligatoirement être établi à pas relativement réduit pour réaliser l'ancrage nécessaire du manchon dans le trou de sonde ; la difficulté de manoeuvre du système à vis, sur lequel l'action de vissage doit d'excercer d'une manière bien symétrique pour maintenir le centrage de la sonde ou éviter l'ébranlement de l'ancrage; par voie de conséquence un encombrement relativement important, et la difficulté si pas l'impossibilité d'utilisation dans les petites tailles ;
en outre des difficultés fréquentes de dégagement, dues au fait
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que par suite des pressions importantes transmises, à l'organe élas- tique par des pièces,balles des rondelles, métalliques, la matière élastique déborde les dites pièces et vient en quelque sorte se former en bourrelet par delà celles-ci, en bloquant l'appareil dans le trou de sonde.
L'invention a , entre autres, pour but d'éviter ces inconvénients; elle a pour but également de procurer un instrument de construction simple et robuste, et peu onéreux d'établissement.
Elle consiste à cet effet, principalement, pour assurer l'ancrage et l'étanchiété du tube d'adduction du fluide d'injection dans le trou de sonde, à avoir recours à un, ou plusieurs organes élastiquement déformables, dont la déformation, destinée à amener le ou les dits organes en contact intime avec la paroi du trou de sonde, est obtenue et maintenue par une pression fluide, en particulier une pression fluide engendrée par le fluide à injecter,.
Elle consiste également à utiliser pour assurer la déformation du ou des dit.3 organes élastiquement déformables, le fluide d'injection lui même, mais à une pression supérieure à celle sous laquelle il est injecté, en particulier à utiliser le fluide d'injection substantiel- lement à la pression sous laquelle il est disponible pour assurer la dite déformation et à une pression plus basse pour assurer l'injection.
Elle comprend, en association avec la périphérie d'un tube de sonde a injection de fluide, un ou plusieurs organes élastiquement déformables, délimi/tant au moins en partie une ou des capacités, des moyens pour créer dans cette ou ces capacités une pression déformant, notamment radialement, les dits organes, cette pression déformante étant, en particulier, engendrée par le fluide à injecter.
Elle comprend encore, en même temps qu'une source d'alimentation de fluide d'injection, et un tube-sonde à injection, comportant à sa périphérie une ou des capacités délimités, en partie au moins, par des organes élastiquement déformables, des canalisations pourrelier la dite source au dit tube et à la ou les dites capacités, un réducteur de pression interposé dans ces canalisations et agissant pour réduire relativement la pression du fluide de la source fourni au tube d'injection, et des moyens pour assurer initialement dans la ou les dites
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capacités, une pression fluide plus élevée que celle de l'injection.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description plus détaillée, qui va suivre, de certains modes préférés de réalisation, bien entendu exemplatifs seulement, illustrés par les dessins annexés sur lesquels:
Fig. 1, montre schématiquement en coupe longitudinale, une sonde à injection suivant l'invention ;
Fig. 2, montre en coupe, à éohalle agrandie, une portion d'une capacité à organe déformable ;
Fig. 3, montre une variante ;
Fig. 4, est une coupe à échelle agrandie du réducteur de pression;
Fig. 5, montre une autre variante.
En se référant sux dessins, et tout d'abord à la figure 1, 1 désigne généralement un tube de sonde à injection, que l'on supposera engagé dans un trou 2, foré dans une couche de charbon 3 par exemple,
En un ou plusieurs emplacements appropriés de la périphérie de ce tube 1, plus ou moins voisins de son extrémité postérieure, on dispose une ou des capacités 4 - une dans l'exemple - que l'on peut aménager de diverses façons mais auxquelles on fait comprendre un organe déformable 5.
Cet organe déformable peut être notamment constitué par un manchon de caoutchouc, disposé et fixé entre des flasques 6, assujettis au uibe 1, de manière réaliser l'étanohéité.
Le manchon de caoutchouc est prévu, pour les conditions de travail auxquelles il doit satisfaire, et, en principe, il est monté de façon à se trouver, en condition non déformée, un peu en retrait vers l'intérieur, par rapport aux bords périphériques des flasques 6, afin que l'engagement et le retrait de la sonde du trou 2 puissent s'effectuer autant que possible sans que le manchon 5 vienne en contact avec la paroi du trou 2.
Naturellement on pourrait munir extérieurement le manchon 5 d'une armature protectrice, et c'est ce que l'on a représenté dans la coupe de la fig. 2, suivant laquelle on a prévu comme armature un fil métallique 7 enroulé en hélice autour du manchon 5. Comme le trou 2 est foré à un diamètre seulement légèrement supérieur au diamètre externe
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descapacités 4 ou flasques 6, pareille armature se "donne" suffisamment pour permettre un dilatation radiale propre à assurer un ancrage, en même temps qu'une étanchéité convenable.,
On pourrait bien entendu constitter l'organe 5 d'autre manière, par exemple, à l'aide d'un manchon métallique à profil ondulé, comme on le montre sur la fige 3.
Dans la ou les capacités 4, on fait déboucher une canalisation 8 propre à y introduire un fluide sous pression, en particulier du fluide servant à l'injection, fourni par une source appropriée, non réprésentée, et amené par une canalisation 9, munie d'une vanne ou robinet 10, dans un réducteur de pression, désigné généralement par 11, et qui va maintenant être décria.
Le réducteur de pression 11 se compose d'une chambre 12 dans laquelle débouche la canalisation 9 et a'amores la canalisation 8, cette chambre recevant donc le 'fluide d'injection, à la pression de la source, lorsque le robinet 10 est ouvert. A la chambre 12 est associée une chambre 13, en communication avec la chambre 12 par une ouverture 14, avec laquelle coopère une soupape 15 dont le rôle apparaîtra par après.
Une portion de la chambre 13 est organisée en cylindre et dans cette portion peut se déplacer un piston 17 dont la tige 16 est articulée d'une part au piston 17 et d'autre part à une extrémité d'un levier 18, monté à pivot en 19 sur un axe 20 de position fixe, et par exemple monté dans une console 21 comme dans le figo 1, ou dans les parois de la chambre 13 comme dans le fig 4. A l'autre extrémité du levier 18 est articulée la tige 22 de la soupape 15, cette dernière étant suppo-
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sée convena/blellienL guidée, comme dans la fig. 4, pour se déplacer parahlèlemenz à elle ême.
Compte tenu de la chute de pression due à l'écoulement du fluide d'injection a travers le bube 1, l'agencement décrit ci-dessus est calculé et agencé de manière belle que dans la chambre 13 règne une pressia qui est toujours inférieure d'une certaine quantité à la pression de la chambre 12, c'est-à-dire que la ,soupape 15 est commandée de manière à se fermer dès que la pression dans la chambre 13 atteint une valeur donnée, inférieure de la quantité désirée à la pression dans la chambre 120
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Un diaphragme 23 est prévu dans une communication entre la chembre 13 et le tube 1, et par exemple à l'entrée de ce dernier comme représenté, ce diaphragme comportant une ouverture 24, telle que lorsque le fluide est initialement admis dans l'appareil, et que la pression inférieure n'est pas encore établie dans la chambre 13,
l'écoulement du fluide vers le tube 1 soit suffisamment retardé pour permettre à la pression de la chambre 12 d'agir dans la ou le s capacités 4 et de dilater le ou les organes 5 pour assujetter la sonde dans le trou 20
Dans la chambre 13 on prévoit encore une conduite d'évacuation 25 équipée d'un robinet 26, destiné à libérer les pression dans le tube 1 et la ou les capacités 4, lorsque, l'injection terminée, on désire extraire la sonde du trou 2.
Finalement, comme le fluide d'injection est généralement liquide, notamment de l'eau, on prévoit dans le bas de la chambre 13 une ouverture 27 permettant l'évacuation du fluide qui surait pu passer au de là du piston 17.
Le fonctionnement, qui ressort déjà de la description précédente, est ainsi qu'il suit :
Le trou 2 étant foré, et le tube 1 engagé dans ce trou, ou admet, par 9, en ouvrant le robinet 10, le fluide sous pression de la source dans l'appareil, le robinet 26 étant bien entendu fermé.
Le fluide pénètre dans les chambres 12 et 13, et comme son écoulement est retardé vers le tube 1 par le diaphragme 23, la pression du fluide de la chambre 12 se manifeste presque immédiatement dans la ou les capacités 4, dilatant le ou les organes 5 et fixant l'appareil dans le trou 2. En même temps l'écoulement se poursuit à travers le diaphragme 23, et la pression dans la chambre 13 fait fonctionner le mécanisme piston - levier - soupape y agencé, si bien que l'injection qui commence à travers le tube 1 s'effectue dans les conditions indi- quées, c'est-à-dire à une pression toujours inférieure à celle qui règne¯ dans la chambre 12, et donc dans les capacités 4, de sorte qu'il n'est pas à craindre que le tube 1 puisse se dégager du trou 2.
L'injection finie, si la reprise de la sonde est désirée, il suffit de fermer le robinet 10 et d'ouvrir le robinet 26, ce qui libère la
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pression dans la chambre 13 et ensuite seulement dans la chambre 12, en maintenant par conséquent le tube 1 en place et l'étanchéité jusqu'à abaissement conséquent de la pression dans le trou 2.
Le retour à la pression ambiante dans la ou les capacités 4 permet aux organes élastiques 5 de reprendre leur position initiale, et le retrait du tube 1 du trou 2.
Dans la variante de réducteur de pression selon la fig. 5, on retrouve les chambres 12 et 13 précédemment défines, mais la soupape 15 contrôlant la réduction de pression dans la, chambre 13 est ici commandée par un ressort 15a, de puissance telle qu'il assure la dif- férence de pression requise.
Le fonctionnement est dans l'ensemble le même que précédemment ; le liquida' sous pression amené dans la chambre 12 par la canalisation 9, passe directement par 8 dans la ou les capacités 4, et en repoussant la soupape 15 de son siège, à l'encontre de la pression du ressort 15a, dans la chambre 13, et, de là, dans le ube d'injection 1 en traversant.. le diaphragme 23, Bien qu'en raison de la présence de le soupape automatique 15 la pression dans la chambre 13 ne puisse devenir égale à celle de la chambre 12, le diaphragme 23 est avanta- geusement conservé, de manière que, de toute façon, la pression initiale dans la ou les capacités 4 soit plus élevée que dans le tube d'injectiun 1.
Le robinet 10 monté dans la canalisation est un robinet à trois voies, permettant de mettre la chambre 12 en communication avec la source de fluide sous pression, et avec l'atmosphère lorsque la reprise de la sonde à injection est désirée.,
Il ressort de ce qui précède que l'appareil est simple, de fonctionnement @ûr, et que son emoombrement réduit en permet l'utili- sa%ion dans tous les chantiers. On observera en particulier qu'il est aisé de disposer plusieurs capacités 4 le long du tube 1, en procurant une grande sécurité dans l'ancrage de la sonde à injection, et la permanence de cet ancrage même si un organe élastiquement défor mable 5 venait a se rompre pour l'une ou l'autre cause.
Bien entendu, les agencements qui ont été décrits admettent des modifications et des variantes. Par exemple, dans certains cas, la
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décharge 25 et son robinet 26 pourront être supprimés, tandis que le robinet 10 est constitué en robinet à trois voies, de manière à pouvoir également servir à libérer la pression des chambres 12 & 130
Les modifications et variantesde ce genre rentrent naturellement dans le cadre de 1'invention.
REVENDICATIONS.
1. Une sonde à injection, en particulier pour travaux miniers, comprenant un tube d'adduction de fluide d'injection et un dispositif assurant l'ancrage et l'étanchéité de ce tube dans le trou de sonde, caractérisée par un ou plusieurs organes élastiquement déformables, dont la déformation est obtenue, et maintenue, par une pression fluide, en particulier une pression fluide engendrée par le fluide à injecter.