BE482734A - - Google Patents

Description

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  "Perfectionnements relatifs aux sondes à   percus-   sion rotative et à leurs procédés de fabrication"   @   La présente invention est relative aux sondes à percussion rotative se composant d'une tige de sondage et   d'un   trépan rapporté avec, à l'extrémité opposée à son ex- trémité tranchante, un logement axial prévu pour recevoir l'une des extrémités de la tige de sondage. Les tiges de sondage et les trépans de ce type général sont, d'ordinaire, pourvus de filetages qui s'engagent l'un dans l'autre, d'or- ganes de serrage,'de clavettes ou d'autres dispositifs de fixation particuliers qui sont coûteux et difficiles à fa- 

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 briquer et qui entraînent le risque d'un glissement ou d'une   désolidarisation   des pièces. 



   La présente invention vise une sonde à percussion rotative se composant d'un trépan, comportant un logement axial à paroi latérale circonférentielle, et d'une tige de sondage dont une partie est engagée dans ce logement ;   cetteinvention est caractérisée par le fait qu'on ménage, dans   la paroi précitée, une fente longitudinale, dont l'un des bords est déporté vers l'intérieur en contact de verrouil- lage permanent avec la surface-périphérique de la partie de la tige susvisée s'engageant dans le logement. 



   La présente invention vise, en outre, un procédé de fixation d'une extrémité de tige de sondage dans un lo- gement axial d'un trépan rapporté, procédé qui consiste : à ménager une fente longitudinale dans la paroi latérale du logement précité; à introduire l'extrémité susvisée de cette tige dans ce logement et à déporter cette paroi latérale vers l'intérieur le long de l'un des bords de cette fente pour l'amener en contact de verrouillage permanent avec la surface périphérique de l'extrémité de cette tige. 



   La présente invention a pour but de pallier les inconvénients tels que ceux mentionnés ci-dessus. Son prin- cipal objet consiste à prévoir une liaison robuste et résis- tante entre le trépan et la tige de sondage qui empêche tout déplacement en rotation de l'un par rapport à l'autre et leur désolidarisation accidentelle, qui est simple à fabri- quer et qui supprime les dispositifs de fixation rapportés. 



   L'invention consiste principalement à ménager dans la paroi circonférentielle du logement du trépan recevant la tige de sondage, une ou plusieurs fentes longitudinales dont l'un des bords latéraux est déporté vers l'intérieur par rap- port à l'autre bord latéral, de manière à constituer un bord 

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 de cisaillement prévu pour mordre dans la surface périphérique de la partie de la tige de sondage engagée dans ce logement et pour empêcher ainsi tons déplacements relatifs en rotation et longitudinal de la tige de sondage et du trépan. L'invention a également pour objet le trépan susvisé et le procédé utilisé pour constituer le bord de la fente déporté vers l'intérieur. 



   Sur le dessin annexé, sur lequel les mêmes références désignent les mêmes pièces partout où cela se présente, la fig. 1 est une vue en élévation de profil d'une sonde à percussion rotative constituant un mode de réalisation de l'invention; la fig. 2 est une vue en coupe transversale faite par 2-2 de la   f ig.   1; la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale axiale faite par 3-3 de la fig. 2; la fig. 4 est une vue en élévation en bout de l'ex- trémité du trépan recevant la tige de sondage avant solidarisa- tion   de/ce   dernier à la tige de sondage; la fig. 5 est une vue en coupe longitudinale axiale du trépan faite par 5-5 de la fig. 4 ; les figs. 6, 7, 8,9 et 10 sont respectivement des vues analogues aux figs. 1, 2,   Se 4   et 5 représentant une variante de la sonde;

   les figs. 11, 12, 13 et 14 sont des vues analogues aux figs. 4 et 9, représentant quatre autres variantes de l'invention; et, la fig. 15 est une vue analogue à la fig. 5 repré- sentant un autre mode de réalisation de sonde légèrement modifié. 



   L'invention représentée sur les figs. 1 à 5 a pour objet une   sode   à percussion rotative se composant d'une tige 

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 de sondage cylindrique A et   d'un   trépan rapporté B. La tige de sondage A est traversée par un conduit axial 1 servant à l'acheminement du fluide ou liquide de nettoyage utilisé au cours de l'opération de forage. 



   Le trépan rapporté B se compose d'un corps sensi- blement cylindrique comportant dans l'une de ses extrémités un logement axial cylindrique 2 prévu pour recevoir, d'une manière ajustée, l'une des extrémités de la tige de sondage A et un conduit 3 partant du fond de ce logement pour débou- cher à l'autre extrémité ou extrémité tranchante du trépan et servant à acheminer à celle-ci le fluide de nettoyage amené par le conduit axial 1 pratiqué dans la tige de son- dage A.

   On a représenté le trépan B avec une extrémité tran- chante cruciforme   classique   et se composant de dents cou- pantes 4 qui sont disposées dans le sens radial du conduit axial 3 de ce trépan et s'étendent vers l'extérieur du corps cylindrique de ce dernier où elles sont supportées par les nervures (ou arcs-boutants) usuelles 5 qui sont réparties autour de la périphérie de ce corps et à l'extérieur de ce dernier et qui convergent vers ce corps où elles se raccor- dent près de l'extrémité du logement. 



   Conformément à la présente invention, la paroi circonférentielle du logement 2 du trépan B recevant la ti- ge de sondage présente plusieurs fentes radiales 6, répar- ties sur la circonférence, qui s'étendent vers le bas, pa- rallèlement à l'axe longitudinal du trépan, entre les arcs- boutants extérieurs 5, à partir de l'ouverture ou de l'ex- trémité ouverte du logement et se terminent près du fond de ce dernier par de larges parties terminales inférieures cir- culaires 7.

   Chaque fente 6 est, de préférence, prévue avec l'un de ses bords au (ou près du) voisinage de l'un des deux arcs-boutants 5 entre lesquels se trouve placée cette fente; 

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 ce bord de la fente précitée/est déporté ou décalé vers l'in- térieur afin de constituer, dans le logement 2, un bord de cisaillement 3 prévu pour serrer ou mordre la surface péri- phérique de la partie de la tige de sondage A s'engageant dans le logement et pour empêcher, par ce moyen, tout dépla- eement relatif en rotation du trépan et de la tige de son- dage. Le bord de cisaillement 8 de chaque fente 6 s'enfonce dans la tige de sondage A au-dessus de l'extrémité inférieure de celle-ci et sert ainsi à empêcher le trépan B de se déso- lidariser de la tige de sondage. 



   Bien que l'on puisse utiliser un effort mécanique pour déporter vers l'intérieur l'un des bords des fentes 6, afin de constituer des bords de cisaillement 8 et de les fai- re entrer de force dans la surface périphérique de la partie de la tige de sondage A s'engageant dans le logement, on a constaté que l'on peut effectuer le décalage vers l'intérieur de ce bord de fente en chauffant la paroi latérale annulaire du logement 2 à une température approchant celle de la trempe élastique et de la dureté correspondante et en trempant en- suite la paroi traitée à chaud. Ce procédé visant à décaler l'un des bords de la fente est basé sur le principe bien connu qu'une partie annulaire épaisse se contracte davantage qu'une partie annulaire mince après traitement thermique et refroi- dissement.

   Ainsi, pendant l'opération de trempe, la partie massive constituée par l'arc-boutant extérieur 5 situé le long de l'un des bords de chaque fente 6 ménagée dans la paroi cir- conférentielle du logement 2 du trépan B oblige la partie arc- boutée épaisse de cette paroi à se contracter d'une quantité plus grande que la partie mince du trépan située le long de l'autre bord de cette fente et à se déplacer vers l'intérieur par rapport à l'autre bord pour constituer le bord mordant 8 déporté vers l'intérieur qui s'enfonce dans l'extrémité de la 

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 tige de sondage A s'engageant dans le logement. 



   La variante de construction de la sonde représentée sur les figs. 6 à 10, est analogue au mode de construction illustré sur les figs. 1 à 5, avec cette différence que le logement 2a du trépan Bl et l'extrémité de la tige de son- dage A1 s'engageant dans le logement ont une forme conique correspondante, comme indiqué en 9, et que les fentes 6a sont ménagées dans la paroi circonférentielle du logement en faisant des angles obliques dirigés vers le centre du 10- gement précité et font également des angles obliques avec l'axe longitudinal du trépan.

   La même organisation tangen- tielle des fentes 6a constitue des bords tranchants 8a à an- gles vifs le long des bords de celle-ci qui sont déportés vers l'intérieur, l'angle oblique de ces bords tranchants sert à empêcher la désolidarisation longitudinale de la tige de sondage et du trépan; et les parties coniques   corréspon-   dantes-du logement et de l'extrémité de la tige de sondage qui s'y trouve logée neutralisent le retrait plus grand de la paroi périphérique du logement qui se produit au fond de ce dernier à l'endroit où la paroi est plus épaisse, par suite des arcs-boutants convergents du trépan. 



   Le trépan modifié B2 représenté sur la fig. 11 est analogue à celui illustré sur les figs. 1 à 5, avec cette différence que les fentes 6b du trépan modifié sont situées à égale distance des arcs-boutants. Dans ce mode de cons- truction, on a recours à un effort mécanique pour déporter vers l'intérieur l'un des bords de chaque fente afin de constituer le bord de cisaillement. 



   Dans la variante de construction représentée sur la fig. 12, le logement 2c du trépan B3 recevant la tige de sondage'est de forme hexagonale. Les fentes 5c sont ména- gées dans la paroi périphérique polygonale du logement 2c 

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 suivant un angle oblique dirigé vers le centre de ce dernier et sont disposées parallèlement à l'axe longitudinal de ce- lui-ci. Les fentes 6c sont pratiquées dans le logement 2c dans deux pans diamétralement opposés de ce dernier, au mi- lieu de ces pans. 



   La variante de construction représentée sur le fig. 



  13 prévoit également un logement 2d recevant une tige de son- dage hexagonale et deux fentes 6d diamétralement opposées qui sont pratiquées dans la paroi suivant des angles obli- ques. Toutefois, dans ce mode de construction, on a ménagé les fentes 6d dans le logement à pans dans deux coins de ce dernier diamétralement opposés. 



   La variante de trépan représentée sur la fig. 14 oomporte un logement 2e à quatre pans à angles arrondis et on a pratiqué les fentes 5e dans les angles arrondis de ce logement. 



   Le trépan représenté sur la fig. 15 est analogue à celui illustré sur la fig. 5, avec cette différence que les fentes 6f présentent la même largeur du haut en bas, au lieu d'avoir des parties terminales inférieures élargies. 



  Grâce à cette organisation, le bord déporté vers l'intérieur de la fente fait davantage saillie à sa partie inférieure qu'à sa partie supérieure, sous l'effet du traitement ther- mique. 



   Dans chacun des modes de construction de sonde décrit ci-dessus, les bords tranchants ou de cisaillement des fentes longitudinales déportés vers l'intérieur dans la paroi périphérique du logement du trépan recevant la tige de sondage mord la surface périphérique de la partie de la tige de sondage logée dans ce logement et s'y encastre en empêchant ainsi la désolidarisation de la tige de sondage et du trépan par leur déplacement relatif en rotation et dans le sens longitudinal. Dans le mode de construction 

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 représenté sur la fig. Il, on enfonce l'un des cotés des fentes en ayant recours à un effort mécanique pour consti- tuer les bords de-cisaillement de ces fentes.

   Dans les au- tres modes de construction, on peut réaliser le bord tran- chant déporté vers l'intérieur en utilisant un effort méca- nique ou en chauffant et en trempant la paroi périphérique du logement de manière que la partie arc-boutée épaisse de la paroi se contracte d'une quantité plus grande que la par- tie plus mince de cette paroi qui ne comporte pas d'arc- boutant. Les parties extrêmes inférieures circulaires des fentes forment des parties terminales pour l'outil à décou- per et facilitent le traitement thermique, mais on peut sup- primer ces parties terminales inférieures élargies comme on l'a représenté sur la fig. 15. Lors du traitement thermique du trépan, on donne aux bords tranchants des fentes une trem- pe élastique et on les durcit suffisamment pour qu'ils mor- dent dans le métal plus tendre de la tige de sondage.

   L'an- gle oblique suivant lequel les fentes s'étendent à travers la parof périphérique du logement constitue des bords tran- chants à angles vifs le long des bords des fentes déportés intérieurement, et l'angle oblique que font ces bords tran- chants par rapport à l'axe longitudinal du trépan sert à em- pêcher toute désolidarisation, dans le sens axial, du tré- pan et de la tige de sondage. La tige de sondage et le lo- gement peuvent affecter n'importe quelle forme voulue et l'on peut utiliser une ou plusieurs fentes. On peut égale- ment faire varier l'espacement périphérique, l'angle.et le nombre des fentes ainsi que le nombre et l'organisation des bords tranchants du trépan.

   Bien qu'il soit préférable de déporter d'abord les bords des fentes et d'enfoncer ensuite à force la tige de sondage dans le logement du trépan, on peut déporter les bords des fentes en contact de serrage avec 

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 la tige de sondage après que l'on a introduit celle-ci dans le logement du trépan. 



   Il est bien évident que les modes de réalisation décrits ci-dessus et représentés sur le dessin annexé ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif et que l'on peut y apporter diverses modifications de détail sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S .

   1. Une sonde à percussion rotative comprenant un trépan com- portant un logement axial pourvu d'une paroi latérale périphéri- que et d'une tige de sondage dont une partie est disposée dans ledit logement, caractérisée par le fait que l'on prévoit dans ladite paroi une fente longitudinale, dont l'un des bords est déporté vers l'intérieur en prise de verrouillage permanent avec la surface périphérique de la partie de ladite tige qui s'enga- ge dans le logement.

   2. Une sonde à percussion rotative comprenant un trépan com- portant un logement axial pourvu d'une paroi latérale périphérique munie d'arcs-boutants espacés circonférantiellement sur sa péri- phérie extérieure, et d'une tige de sondage dont une partie est disposée dans ledit logement, caractérisée par le fait qu'on pré- voit dans ladite paroi, entre les arcs-boutants, des fentes lon- gitudinales, l'un des bords de chacune d'elles étant déporté vers l'intérieur en prise de verrouillage permanent avec la surfa- ce périphérique de la partie de ladite tige qui s'engage dans le logement.

   3. Une sonde selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le bord déporté vers l'intérieur dudit d'au moins une desdites fentes se termine près du fond/longèment et de l'extrémité correspondante de la tige qui s'y trouve en- gagée. <Desc/Clms Page number 10>

   4. Une sonde selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les bords déportés vers l'intérieur desdites fentes aigus présentent des bords tranchants longitudinaux à angles/inté- rieurs prévus pour mordre dans la surface périphérique de ladite tige.

   5. Une sonde selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée par le fait que lesdites fentes sont dis- posées ppur faire des angles obliques par rapport à l'axe de rotation de ladite sonde.

   6. Une sonde selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait que ledit logement et la partie de la tige qui s'y trouve engagée sont pourvus de pans, et que les fentes sont pratiquées dans ledit logement sensiblement au milieu de la largeur desdits pans.

   7. Une sonde selon l'une quelconque des revendications précé- dentes 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit logement et la partie de la tige qui s'y trouve sont pourvus de pans, et que les fentes sont pratiquées dans ledit logement dans les angles constitués par les pans de ce dernier.

   8. Une sonde selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites fentes sont disposées plus près de l'un que de l'autre des arcs-boutants entre lesquels elles sont situées.

   9. Une sonde selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait que lesdites fentes sont dispo- sées de manière à former des angles obliques avec l'axe de rota- tion dudit trépan.

   10. Une sonde selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée par le fait que lesdites fentes s'étendent à travers ladite paroi latérale périphérique dudit logement en faisant des angles obliques avec des lignes disposées dans le sens radial de ce dernier. <Desc/Clms Page number 11>

   11. Un trépan présentant un logement à paroi latérale péri- phérique recevant la tige de sondage axiale, caractérisé par le fait qu'on ménage dans ladite paroi latérale une fente longitu- dinale dont l'un des bords est déporté vers l'intérieur afin de former un bord de cisaillement prévu pour la prise de verrouil- lage avec la tige de sondage lorsque cette dernière est intro- duite dans ledit logement.

   12. Un procédé de fixation d'une extrémité de tige de sonda- ge dans le logement axial d'un trépan rapporté, qui consiste à former dans la paroi latérale dudit logement une fente longitu- dinale, à introduire ladite extrémité de tige dans ledit loge- ment et à déporter ladite paroi latérale vers l'intérieur, le long de l'un des bords de ladite fente en prise de verrouillage permanent avec la surface périphérique de ladite extrémité de tige.

   13. Un procédé selon la revendication 12, qui consiste à pra- tiquer dans la paroi latérale dudit logement une pluralité de fentes longitudinales espacées circonférentiellement, à intro- duire ladite extrémité de tige dans ledit logement et à déporter ensuite les parties fendues des parois latérales du logement vers l'intérieur en prise de verrouillage permanent avec la surface périphérique de ladite extrémité de tige.

   14. Un procédé selon la revendication 13, dans lequel les- dites fentes sont disposées pour faire des angles obliques avec l'axe de rotation de ladite sonde.

   15. Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications 12, 13 et 14, qui comporte le traitement thermique et la trempe de la paroi latérale dudit logement, afin d'obliger les parties fen- dues de ce dernier à se rétracter vers l'intérieur en prise de verrouillage permanent avec la surface périphérique de ladite extrémité de tige. <Desc/Clms Page number 12>

   16. Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications 12,13,14 et 15, dans lequel ledit logement comporte des arcs- boutants extérieurs espacés circonférentiellement, et lesdites fentes sont formées entre lesdits arcs-boutants.

   17. Un procédé selon la revendication 16, dans lequel les- dites fentes longitudinales sont disposées plus près de l'un que de l'autre des arcs-boutants ''entre lesquels elles sont situées, ce par quoi le retrait est plus grand le long des bords des fentes qui sont plus rapprochés desdits arcs-boutants.

   18. Un procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes 12 à 17, dans lequel lesdites fentes se terminent près du fond dudit logement.

   19. Un procédé de fabrication d'un trépan présentant un loge- ment à paroi latérale périphérique, recevant une tige de sondage axiale, qui consiste à pratiquer dans ladite paroi latérale une fente longitudinale espacée circonférentiellement, et à déporter vers l'intérieur l'un des bords de ladite fente pour former un bord tranchant destiné à mordre dans la partie de la tige de son- dage lorsque cette dernière est introduite dans ledit logement.

   20. Une sonde à percussion rotative en substance comme décrit ci-avant avec référence aux formes de réalisation réprésentées aux dessins ci-annexés.

   21. Un procédé de fixation d'une extrémité de tige de sonda- ge dans le logement d'un trépan rapporté, en substance comme décrit ci-avant.