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La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux sondeuses par percussion au câble et se rapporte particulièrement à un nouvel appareil de battage destiné à imprimer un mouvement vertical de va-et-vient aux outils suspendus aux câbles dans les sondeuses pour puits et trous de mines, et analogues.
Pour assurer le fonctionnement le plus efficace d'un sondeuse par percussion au câble, il est essentiel qu'en dépit des conditions très variables d'un cycle à un autre,le mécanisme de battage ne soit jamais en retard, ni tablement en avance, par rapport à la chute normale, par gravité, des outils.
Un retard du mécanisme de battage agirait à l'encontre de l'ac- célération des outils due à la pesanteur réduisant ainsi la vitesse de ceux-ci et, par conséquente leur inertie et donc aussi leur impact sur le fond du trou de sondageo Une avance appréciable du dispositif de battage par rapport à la chute naturelle aurait de nombreux effets défavorables , à savoir(1) un mou dans le câble qui lorsqu'il est prononcé peut provo- quer un entortillement; (2) amorçage prématuré de la course de retour ce qui (lorsque l'avance est prononcée) agirait à l'encontre de l'accélération des outils due à la gravité, réduisant ainsi l'impact de ces outils (comme on l'a déjà exposé à propos du retard);
et (3) un effet combiné dû à un mou dans le câble et un rappel prématuré (même lorsque celui-ci n'est pas prononce soit une secousse brutale imprimée au câble, ce qui a pour ré- sultat de communiquer un choc au mécanisme et au câbleo
Il n'existe aucun moyen connu pour régler les dispositifsde bat- tage mécaniques connus à ce jour, de façon à éviter à la fois ce retard et cette avance, inconvénients qui se manifestent souvent alternativement dans une même machine et sur un même sondage. Ceci est également vrai pour les machines à vapeur, pneumatiques ou hydrauliquesconnues à ce jour, qui com- portent des systèmes à cylindre et à piston pour effectuer le battage.
Partant de ce qui précède, la présente invention a principale,- ment pour objet d'éliminer à la fois ce retard et cette avance ou, en d'au- tres termes, d'établir une méthode de sondage à synchronisation automati- queo
Un autre objet de l'invention consiste à accélérer le cycle de sondage par percussion au câble;
, sans qu'il en résulte des effets préjudi- ciableso
La nature de la course du trépan au câble est d'importance pri- mordialeo Tout écart de la direction de chute des outils par rapport à une droite exacte a pour effet de réduire la force de pénétration de ceux- ci à un degré surprenanto Par suite, un des objectifs de l'invention con- siste à assurer un fonctionnement régulier capable d'assurer la stabili- té des outils au cours de leur chuteo
L'invention a en outre pour objet de faire en sorte que le même mécanisme qui sert à atteindre les objectifs indiqués plus haut puisse éga- lement servir à débiter automatiquement une quantité de câble suffisante pour que l'outil de sondage puisse suivre l'avancement du trou en cours de forage chaque fois quep par suite de l'approfondissement du trou,
le tré- pan ne parvient pas à frapper le fond du trou avec une force suffisante pour un forage efficace.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir, dans le systè- me de dévidage automatique de câble mentionné dans le paragraphe précé- dent, un système réglable destiné à régler la longueur maximum de câble dé- bitée pour chaque course du trépande façon à contrôler ainsi la phase de forage effective de la course de frappe du trépan, afin d'empêcher une trop grande avance du trépan dans des couches terrestres relativement mol- les, faute de quoi le trépan pourrait coller dans le trou où la boue pré- sente dans ce dernier pourrait être empêchée d'effectuer les remous ap- propriés, favorables aux libres déplacements du trépan dans celle-ci.
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La présente invention vise à établir une sondeuse à percussion au câble comportant un système de battage agissant sur le câble et desti- né à imprimer un mouvement vertical de va-et-vient à un trépan à percussion suspendu à un câble, caractérisée par un système actionné par un fluide sous pression et relié au dispositif de battage en vue de produire le sou- lèvement du trépan; par un dispositif de dévidage de câble actionné par force motrice et relié par une liaison de commande au treuil du câble, de façon à produire la rotation de ce treuil dans le sens du dévidage du câble qu'il porte;
et, par un dispositif qui, sous l'effet d'un état de contre- pression anormalement élevé dans le système actionné par fluide sous pres- sion -contre-pression due au fait que le trépan continue à tomber après que le moteur a été renversé en vue de relever ce trépan-.. est influencé de fa- çon à fournir de l'énergie motrice au dispositif de dévidage de câble ac- tionné par énergie motrice.
La présente invention vise en outre à établir une sondeuse par percussion au câble comportant un système de battage agissant sur le cable et destiné à imprimer un mouvement vertical de va-et-vient à un trépan à percussion suspendu à un câble, caractérisée par : un groupe cylindre - piston actionné par fluide sous pression ; parun dispositif pour relier le groupe cylindre - piston au dispositif agissant sur le câble , en vue de relever le trépan ; un conduit sous pression venant d'une source de pression pour le fluide; et, par au moins un conduit d'évacuation ; un con- duit allant au côté "relèvement du trépan" du groupe cylindre - piston;
par une soupape d'inversion réunissant ces conduits et comportant deux po- sitions, dans l'une desquelles elle met en communication le conduit sous pression avec le conduit allant au côté "relèvement du trépan" du groupe cylindre - piston ; par un treuil pour le câble de trépan; par un moteur à fluide sous pression destiné à actionner ce treuil dans le sens du dévida- ge du câble; par un conduit sous pression allant à ce moteur;
par une sou- pape de dévidage de câble influencée par la pression et reliée au circuit de pression destiné au groupe cylindre - piston, cette soupape étant réglée en vue de faire passer du fluide sous pression du circuit de pression sus- dit vers le conduit sous pression allant au moteur, chaque fois que la pres- sion dans ce circuit dépasse la pression de service normale correspondant à la remontée du trépan,
de telle sorte que le fluide ainsi admis au moteur en raison de l'excès de pression dans le circuit de pression produit le fonctionnement du moteur de façon à actionner le treuil dans le sens du dé- vidage du câble
La présente invention vise en outre à établir une sondeuse par percussion au câble comprenant un dispositif de battage agissant sur un câble et appelé à imprimer un mouvement vertical de va-et-vient à un tré- pan à percussion suspendu à un câble, caractérisées par un système cylin- dre - piston à simple effet, actionné par un fluide moteur; par un conduit reliant une source de fluide sous pression à une chambre collectrice, de telle sorte que la source de fluide sous pression peut aspirer du fluide hydraulique à partir de cette chambre ;
par des moyens mettant en communi- cation le système cylindre - piston au dispositif agissantsur le câble , en vue du relèvement du trépan; par un conduit sous pression venant d'une source de pression; par au moins un conduit d'évacuation allant à la cham- bre collectrice; par un conduit allant au côté "actionnement" du système cylindre - piston ; par une soupape d'inversion reliant les conduits de pression, d'évacuation et du système cylindre - piston, et comportant deux positions, à savoir, (1) une position dans laquelle la soupape réunit le conduit sous pression au conduit du système cylindre - piston, et (2) une position dans laquelle elle met en communication à la fois le conduit sous pression et le conduit du groupe cylindre - piston avec le conduit d'éva- cuation;
par une liaison de commande prévue entre un dispositif palpeur et la soupape d'inversion, en vue de la mise en position de la soupape d'inversion conformément à la mise en position du dispositif palpeur ; un dispositif de liaison d'actionnement prévu entre le groupe cylindre -
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piston et le dispositif palpeur9 de telle façon quepeu avant la fin de la chute du trépanle système cylindre - piston met en position le dis- positif palpeur de façon à amener la soupape d'inversion dans sa position mentionnée en premier lieu et que,peu avant la fin de la source ascen- dante, du trépan le système cylindre - piston met en position le disposi- tif palpeur de façon que celui-ci amène la soupape d'inversion dans sa position mentionnée en deuxième lieu;
et, par un dispositif à retardement interposé dans le susdit système de liaison de commandeen vue de contrô- ler la rapidité avec laquelle la soupape d'inversion obéit à une au moins des mises en position du dispositif palpeur précité.
D'autres particularités ressortiront de la description ci-après, considérée en regard des dessins annexés9 qui représentent un mode de réa- lisation préféré de la présente invention étant entendu que cette derniè- re n'est pas limitée à la construction particulière représentée.
Dans ces dessins, où les mêmes chiffres de référence désignent des éléments analogues dans les différentes figures.-
La figure 1 est une vue en perspective d'une installation de sondage comportant les caractéristiques de la présente invention.
La figure 2 est une vue partielle en plan de l'installation pour le forage de puits représentée dans la figure 19 certaines parties étant montrées en coupeo
La figure 3 est une vue fragmentaire d'élévation latérale de l'installation le dispositif de battage étant représenté en coupeo.
La figure 4 est une vue schématique du système hydraulique pour la commande de l'appareil de sondage selon l'invention.
La figure 5 est une vue de détail à plus grande échelle du système de distribution pour le groupe cylindre piston destiné à la sondeuse par percussion au câble selon l'invention:, cette vue montrant les organes dans la position indiquée dans la figure 4 et correspondant au relèvement de l'outil.
La figure 6 est une vue en coupe prise suivant la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une vue de la soupape-pilote analogue à la figure 5 et montrant cette soupape dans une position permettant à l'outil de descendre par gravité dans le trou en coursde forage.
La figure 8 est une vue de détail à plus grande échelle de la soupape de dévidage du câble représentée dans la figure 4; et
La figure 9 est une vue de détail à une échelle plus grande du robinet régulateur représenté dans la figure 4 et montré ici dans la position ouverte9 la vis d'arrêt étant réglée en vue de déterminer un écoulement de fluide réduit à travers ce robineto
Le mode d'exécution préféré de la présente invention comporte une charpente 5montée d'une manière convenable sur le châssis 6 d'un véhicule à moteur 7.
Cette charpente est composée d'un certain nombre de membrures constituées par des profilés de construction métalliques boulonnés ou soudés les uns aux autres de façon à former une construction cubique rigide à claire-voiequi supporte tous les éléments de l'instal- lation;, L'extrémité postérieure de la charpente supporte un mât 8 monté à pivotement:, par un point intermédiaire entre ses extrémités, sur la partie supérieure postérieure de la charpente. A cette finune patte 9 en forme de U (figure 2 3) est soudée au mât,les oreilles de cette patte présentant de s oeils coïncidants dans lesquels est supporté un arbre transversal 10, cet arbre étant ancré dans des plaques latérales 11-11 fixées à la charpente.
L'extrémité inférieure du mât est munie d'une aile 12 orientée vers le bas et qui s'engage dans un bossage 13 fixé à la charpen-
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te, une broche movible 14 étant prévue pour solidariser ces organes de façon à maintenir le mât dans une position verticale, en vue du fonction- nement normal de l'installationo Le mât est étayé par deux tirants 15-15 réunis à articulation, en 16, à la partie supérieure du mât, les extrémi- tés inférieures de ces tirants étant fixées aux angles supérieurs anté- rieurs de la charpente à l'aide dejoints à rotule amovibles 17.Le mât peut être abaissé jusqu'à ce qu'il occupe une position horizontale sur la charpente, comme indiqué par les traits en pointillé 18 dans la figure l,
au moyen d'un moteur à fluide 19 dont le cylindre est muni d'une chapé 20 montée entre des membrures obliques 21-21 de la charpente, tandis que la tige de piston 22 de ce moteur est articulée au mât par une patte 23 située au-dessus de l'arbre transversal 10.
Dans la position de travail de l'installation, représentée dans la figure l, l'extrémité supérieure -du mât 8 porte une poulie de tête 24 sur laquelle passe un câble 25 pour la suspension d'un trépan à percussion 26 appelé à effectuer un déplacement vertical de va-et-vient, Comme montré clairement dans les figures 1 et 3, l'extrémité du câble opposée à celle qui est réunie à l'outil de forage est enroulée sur un treuil 27 tandis que la partie intermédiaire du câble, située entre le treuil et ïa poulie de tête est soumise à l'action d'un organe de battage monté à va-et-vient, par exemple un disque à gorge 28, ce cable passant de préférence sur une poulie folle appropriée 29, située entre le dispositif de battage et le treuilo Comme montré clairement dans la figure 2,
le treuil 27 est monté dans des paliers appropriés, entre deux montants verticaux antérieurs 30- 30 de la charpente, l'arbre du treuil traversant un de ces montants et por- tant un pignon 31 calé sur cet arbre de manière à engrener avec une vis sans fin 32 calée sur l'arbre 33L'arbre 33 est monté à rotation dans des paliers espacés 34-34, fixés à une plate-forme 35 qui s'étend latéralement à partir d'un côté de la charpente 5L'arbre de la vis sans fin est en- traîné par un moteur à fluide 36, également monté sur la plate-forme et réuni par une liaison d'entraînement souple 37 à cet arbre.
Une plate-forme de travail 38 est montée au-dessous de la par- tie postérieure de la charpente et s'avance en saillie à partir de celle- ci. Comme montré dans la figure 1, des vérins appropriés 39 ou d'autres organes amovibles sont interposés entre le sol et la plate-forme, en vue de constituer un support stable pour l'installation pendant l'opération de sondage La plate-forme porte un grand manchon 40 en forme de cloche, qui agit comme guide inférieur pour le trépano Comme montré clairement dans la figure 3, le mât 8 porte un guide supérieur 41 destiné à l'outil et constitué par un manchon 42 présentant une embouchure évasée à chaque extrémité, ce manchon étant fixé à un bras 43 monté à pivotement sur le mât 44.
Sur l'extrémité supérieure du mât est également montée une poulie 45 sur laquelle passe un câble 46, ce câble étant enroulé sur un treuil de curage 47, l'extrémité libre de ce câble étant fixée à la cloche de curage habituelle 48 qui est posée à coté de l'installation pendant que l'opération de forage est en cours et qui est descendue dans le puits à l'aide du treuil 47 et du câble 46, après que le trépan a été retiré de ce puits, en vue de débarrasser ce dernier de détritus et analogues. Dans les figures 2 et 3 ,les chiffres 49-49 désignent des paliers montés sur la charpente et dans lesquels l'arbre du treuil 47 est monté à rotation.
A ce tambour est fixé un grand pignon 50, en prise avec un pignon 51 en- traîné par un moteur à fluide 52
Le dispositif destiné à produire le va-et-vient vertical du trépan grâce à sa liaison à câble avec le dispositif de battage 28 consis- te en un système cylindre-piston à simple effet, actionné par un fluide sous pression et représenté dans les dessins sous la forme d'un moteur hy- draulique alternatif 53 réuni par une liaison de commande audit disposi- tif de battageo Comme montré clairement dans les figures 2 et 3 ,ce moteur comprend un cylindre vertical 54 présentant une extrémité fermée 55, ain- si qu'une extrémité opposée 56, dans laquelle est prévu un renifleur 57.
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L'extrémité ouverte du cylindre est fixée , à l'aide de boulons ou d' orga- nesanalogues, à une traverse 58 de la charpente et est située entre des profilés en U espacés 59 et 60, soudés par leurs extrémités inférieures à cette traverse et fixés par leurs extrémités supérieures,à deux profilés en U transversaux espacés 61 et 62 qui s'étendent entre les membrures lon- gitudinales supérieures de la charpentée
Un piston 63 est monté à coulissement dansle cylindre de fa- Çon à pouvoir se rapprocher et s'éloigner de l'extrémité fermée 55 de ce- lui-ci.
A ce piston est fixée une tige de piston 64 quide préférence, traverse l'extrémité fermée du cylindre l'extrémité supérieure de cette tige étant filetée et se vissant dans un orifice taraudé 65 formé dans la pièce transversale 66 d'un bloc 67 en forme de U qui supporte le disque à gorge de battage 28. Ce bloc est guidé à mouvement alternatif entre les profilésen U 59 et 60 au moyen de quatre cornières 68 (figure 2), fixées chacune à un côté de la face interne de ces profilés,de manière à former deux guides verticaux opposés, dans lesquels coulisse le bloc de battage.
Comme montré d'une manière particulièrement claire dans la fi- gure 4,les courses de travail du moteur qui produisent la montée du tré- pan, sont déterminées par un système à fluide sous pression dans lequel il est fait usage de préférence d'un fluide de travail hydraulique. Ce sys- tème envoie du fluide sous pression dans un conduit à pression 69 relié au cylindre à pression en un point situé entre l'extrémité fermée 55 et le piston 63,
ledit système comportant également des moyens agissant en sorte que le conduit 69 devient alternativement une canalisation d'échappement pour l'évacuation du fluide sous pression du cylindre afin que la course de retour du piston puisse s'effectuer sous l'action de la course de travail du trépaneffectuée par gravitéo
Le dispositif générateur de pression pour le mécanisme de bat- tage comprend une pompe à volume constant 70 montée sur la charpente et entraînée de préférence par un arbre de prise de force connecté à la transmission du moteur de propulsion du véhicule 70 La pompe ainsi entraînée aspire du fluide dans un puisard 72 monté sur le coté de la charpente,
cette aspiration se faisant à l'aide d'une canalisation 73 dont l'extrémité inférieure est immergée dans le fluide, lequel ne remplit que partiellement le réservoir 72,La pompe refoule du fluide sous pression à travers une canalisation d'alimentation sous pression 74, vers un groupe de distributeurs principaux 75, 76, 77 et 78, dont chacun est commandé par un levier à main monté à proximité du poste de commande et relié au distributeur correspondant par une tringle individuelle (figure 2 et 3).Ce groupe de distributeurs principaux fonctionne de façon à introduire du fluide sous pression dans un ou plusieurs des moteurs de l'installation,ou de l'en évacuer, après actionnement du ou des leviers de manoeuvre indivi duels "fermé-ouvert" de ce ou de ces distributeurs,
la disposition étant telle que dans le cas où la pression agissant dans les systèmes à fluide desservis par un quelconque des distributeurs principaux dépasse un maximum déterminé d'avances, le fluide sous pression en excès, provenant de la pompes, est ramené vers le puisard à travers une soupape de soulagement principale 29 de construction classique, qui communique avec une canalisation d'évacuation 80 par l'intermédiaire d'un canal intérieur (non représenté) , qui s'étend à travers le groupe de distributeurs principauxo
En ce qui concerne le conduit à pression 69 pour le dispositif de battage il convient de noter que ce conduit est relié à une soupape d'inversion 81,
de préférence disposée sur les supports 59-60 du dispositif de battage cette soupape étant à son tour en communication avec la lumière de refoulement de fluide sous pression du distributeur principal 75 par l'entremise d'une canalisation à pression 82 dans laquelle est interposée une soupape réglable de dévidage de câble 83.La soupape 83 pourrait tout aussi bien être interposée dans ou branchée sur la canalisation 69 ou la canalisation 74 ou l'extrémité supérieure du cylindre 53 la
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seule condition à remplir étant que cette soupape soit intercalée ou branchée en un point quelconque du circuit à pression entre lapompe 70 et la face sous pression du piston 63.
Il ressort de ce qui précède que du fluide sous pression peut être refoulé dans l'extrémité fermée 55 du cylindre 54, en vue de déterminer une course de travail correspondant au relèvement du trépan, lorsque le tiroir à piston 84 de la soupape d'inversion 81 ou de renversement occupe la position représentée dans la figure 4 des dessins annexés.
Dans cette position du tiroir à piston, le fluide sous pression est débité par la pompe 70 à travers la canalisation 74, le distributeur principal 75,la canalisation 82,la soupape d'inversion 81 et le conduit à pression 69, Après que le tiroir à piston est passé du côté gauche au côté droit de la soupape 81, le conduit à pression 69 se trouve relié à la canalisation 'd'évacuation 80 par la conduite de branchement 85, laquelle est en commu- nication avec la canalisation d'évacuation 80 par l'intermédiaire d'une conduite 860 En outre, lorsqu'il occupe cette nouvelle position, le tiroir à piston fait en sorte que la totalité du volume de fluide sous pression contenu dans la canalisation 82 se dirige vers le puisard 72 à travers la canalisation d'évacuation 87 et la canalisation d'évacuation 80.
Un étranglement réglable 109 - qui, de préférence,devrait être constitué par une soupape pouvant être mise au point de façon à n'ouvrir que pour une pression déterminée d'avance - est interposé dans la canalisation d'évacuation 87 en vue de maintenir une pression minimum déterminée dans le dispositif de gouverne destiné à renverser la soupape 81, pression suffisante pour actionner cette soupape d'inversion même lorsque le fluide sous pression passe en dérivation de la pompe au puisardo Cette contre-pression, déterminée par la soupape 109 , a en outre pour objet de maintenir constamment le moteur de la pompe sous une charge minimum, de façon à empêcher des variations trop importantes de cette charge, ce qui pourrait avoir pour résultat un retard du débit de la pompe par rapport à la demande,
retard qui aurait pour effet de ralentir le cycle de sondage. Lorsque la soupape d'inversion ou de renversement occupe cette position, le conduit 69 devient une canalisation d'évacuation et le trépan, qui avait été élevé jusqu'à une position de travail potentielle,est désormais essentiellement libre de retomber de tout son poids, en vue d'appliquer, à partir de cette position, un coup sur le fond du trou en cours de sondage, la chute du trépan ne rencontrant d'antre opposition que celle produite par une force antagoniste suffisante pour refouler le fluide de l'extrémité fermée du cylindres,
à travers le conduit 69vers le puisardo
Il a été indiqué plushaut que l'extrémité 56 du cylindre est munie d'un renifleur 57.Ce renifleur communique de préférence par un tube 88 avec l'espace fermé 89 du puisard 72espace situé au-dessus du niveau du fluide sous pression,ce niveau étant désigné par le chiffre de référence 90 dans la figure 40
Cet espace fermé est en communication avec l'atmosphère à travers un filtre approprié 890 qui forme également prise d'airo La conduite 88 sert également pour l'évacuation du fluide sous pression qui pourrait s'infiltrer au-delà du piston,venant du côté sous pression du cylindre,
pendant la course de travail du pistono
L'actionnement de la soupape d'inversion 81 est assuré par un système de gouverne comprenant une soupape 91 disposée sur le support 59 du dispositif de battageo La soupape de gouverne est reliée à la canalisation à fluide sous pression 82 par un tuyau 92, la disposition étant telle qu'à la suite d'un pivotement de 45 , cette soupape fait en sorte que les canalisations 93 et 94 reliées aux extrémités opposées de la soupape d'inversion 81, deviennent alternativement, tantôt la première une conduite à pression et la seconde une conduite d'évacuation, tantôt la première une conduite d'évacuation et la seconde une conduite à pression, de façon à produire le déplacement du tiroir à piston 84 vers la gauche ou vers la
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droiterespectivement,
de cette soupapeo Comme montré dans la figure 4, le fluide sous pression venant soit de la canalisation 93 soit de la cana- lisation 94, pénètre dans l'extrémité correspondante de la soupape 81, ces extrémités étant de préférence munies de systèmes cylindre-piston au- xiliaire,respectivement 930 et 9400 Les conduites 93 et 94 sont munies de soupapes de retenue à bille respectivement 95 et 96, interposées dans ces conduites et qui permettent un libre écoulement du fluide sous pression vers la soupape d'inversion à travers les conduites respectives, ces sou- papes comportant chacune un canal de dérivation:
, ces canaux étant munis respectivement de soupapes d'étranglement réglables 950 et 960 destinées à jauger le fluide expulsé depuis les extrémités respectives de la soupape d'inversion en vue d'imposer à ce fluide un débit déterminée de manière à contrôler ainsi la rapidité du renversement du tiroir à piston de cette soupapeo Le fluide évacué de la soupape de gouverne se dirige à travers la conduite 195 vers la conduite d'évacuation 800 Si l'on intervertissait le sens du fonctionnement des billes dans les soupapes 95 et 96, ces soupapes, ainsi que les canaux de dérivation et les soupapes d'étranglement réglables 950 et 960 rempliraient identiquement les mêmes fonctions que celles décri- tes ci-dessus, sauf que chaque soupape agirait de manière à jauger le débit de fluide sous pression allant de la soupape de gouverne à la soupape de renversements)
au lieu de jauger le fluide évacué de cette dernière soupape vers la soupape de gouverne etpar conséquent,? chacune des soupapes en question aurait contrôlé un sens de déplacement du tiroir à piston 84 opposé à celui qui caractérise le mode de réalisation des soupapes d'étranglement représenté dans les dessins annexéso
La soupape de gouverne est actionnée par un organe sensible aux mouvements du système de battage 28 ce dernier assurant automatiquement le renversement de l'organe précité, entre des limites fixées d'avance, déterminant ainsi le cycle de travail du trépano Cet organe sensible com- prend une tige de commande 97 fixée à la chape de poulie 67,
se dépalçant solidairement avec celle-ci et portant un doigt supérieur de renversement de trépan 99 et un doigt inférieur de renversement de trépan 98, chacun de ces doigts étant conçu de façon à pouvoir être ajusté longitudinalement le long de la tige 97.
La position du doigt 99 détermine la position du piston dans le cylindre à laquelle a lieu le renversement qui produit la chute du trépana Par conséquent, la distance entre les deux taquets détermine la longueur de la courseo Toutefois, étant donné que ni la profondeur du trou, ni la longueur du câble ne constituent desvaleurs fixe s la position d'aucun de ces taquets ne détermine la position du trépan par rapport au fond du trou à laquelle a lieu le renversement dans l'un ou l'autre senso La position du trépan par rapport au fond du trou, à laquelle a lieu chaque renversement (en particulier le renversement inférieur) est contrôlé par le dévidage ou par le renvidage du câble.
Les taquets précités sont fixés à la tige 97 dans des positions réglées et au moyen de vis de blocage 100 se vissant dans ces taquets et qui,? lorsqu'elles sont serrées, prennent appui sur la tige. Les taquets 98 et 99 attaquent alternativement et respectivement des bras individuels 98a et 99a, dont chacun représente une saillie solidaire d'un double levier de renversement 101, fixée sur la partie mobile de la soupape pilote ou de gouverne 91, comme indiqué par la ligne en traits mixtes 102 dans la figure 40
En considérant plus particulièrement aux figures 5 6 et 7, on voit que le taquet 98 effectue un va-et-vient dans le plan du bras 98a, tandis que le taquet 99 exécute un mouvement alternatif dans le plan du bras 99a,
ce dernier plan étant parallèle au plan du mouvement alternatif du taquet 98 et écarté par rapport à ce dernier piano Les figures 4 et 5 représentent la position que la soupape de gouverne 91 occupe après une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre;, juste au moment où la tige de piston a terminé sa course ascendante et après que le taquet 98 a attaqué le bras 98a et l'a fait basculer de façon qu'il vienne occuper la position représentée dans ces figureso Dans cette position "dans le
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sens des aiguilles d'une montre" le fluide sous pression venant de la con- duite 92 s'écoule à travers le passage représenté en pointillé de la clef de la soupape pilote 91, pour se rendre de là vers l'extrémité 930 de la soupape d'inversion 81 par une conduite 93 et la soupape 95,
cependant que le fluide est évacué de l'extrémité opposée 940 de la soupape d'inversion par la conduite 94 la soupape 96, le passage en traits pleins de la clef de la soupape pilote 91 et la conduite d'évacuation 195, Dans la position qu'occupe dans le dessin le tiroir à piston de la soupape de renversement, le fluide sous pression venant de la conduite 82 est admis dans le groupe cylindre-piston par la conduite 69,de façon à produire le soulèvement du trépan 26, jusqu'à ce que celui-ci se rapproche de la limite supérieure de son mouvement, à la suite de quoi le taquet 99 attaque, au cours de son mouvement de descentele bras 99a, lequel fait basculer la soupape pilote 91 et déplace la clef de celle-ci jusqu'à ce qu'elle occupe laposition "à l'inverse des aiguilles d'une montre",
représentée dans la figure 6 des dessinso Dans cette dernière position de la soupape pilotele fluide sous pression venant de la conduite 92 se dirige vers l'extrémité 940 de la sou- pape de renversement 81 à travers la conduite 94 et la soupape 96, provo- quant ainsi un déplacement du tiroir à piston 84 vers la droite, déplace- ment (figure 4) qui a pour effet de chasser le fluide de l'extrémité 930 de la soupape de renversement à travers la conduite 93 , la clef de la sou- pape pilote et, de là, à travers la conduite l'évacuation 195 vers le pui- sardo Lorsque le tiroir à piston 84 de la soupape de renversement est dépla- cé vers la droite, la conduite 69 se trouve réunie à la conduite d'évacua- tion 85, elle-même en communication avec le puisard,
de sorte que l'outil peut tomber librement, par gravité, dans le trou en cours de forage; d'au- tre partla conduite à pression 82 est en communication avec la conduite de reflux 87, dans laquelle est interposée la soupape de décompression 109.
Le moteur 36 pour le treuil du câble est muni de conduites 103 et 104, alternativement à pression et d'évacuation reliées à la soupape de commande 76 tandis que le moteur 52 du treuil de curageprévu pour cette installation,est muni de conduites analogues 105 et 106,en comma.- ni cation avec la soupape de commande 77,La soupape de commande 78 est re- liée au moteur 19 de relèvement et d'abaissement du mât à l'aide de con- duites 107 et 108dont chacune est alternativement à pression et d'éva- cuation étant entendu que le fluide évacué ramené vers le groupe de sou- papes de commande est ramené au puisard à travers une conduite de dériva- tion prévue à l'intérieur de ce groupe et qui est reliée à toutes les con- duites d'évacuation et à la conduite d'évacuation 80.
En déplaçant le levier de manoeuvre des soupapes de commande 76, 77 et 78 inclus, on peut produire le fonctionnement de leurs moteurs res- pectifs 36, 52 et 19, les vitesses et le sens de marche de ces moteurs étant réglés de la manière habituelle. Ainsi., en ce qui concerne le moteur 36 du treuil du câble par exemple,et lorsque la soupape 76 et son levier occupent une position donnéela conduite 103 devient une canalisation à pression tandis que la conduite 104 devient une canalisation d'évacuation, ledit moteur étant actionné dans ce cas dans le sens du dévidage du câble 25 tandis que, lorsque la soupape et son levier occupent une position op- posée à la première, il en résulte une entrée de fluide sous pression dans la conduite 104,
de sorte que la conduite 103 devient une canalisation d'é- vacuation d'où renversement du sens de rotation du moteuro Cette soupape peut également comporter des positions intermédiaires de part et d'autre de la position "fermée" centraleen vue de régler le débit du fluide sous pression vers l'une des conduites 103 ou 104, dans le but de modifier la vitesse et/ou la puissance du moteur 36,comme il apparaîtra clairement aux techniciens de la branche.
En ce qui concerne le système d'actionnement automatique pour le treuil 27 du cable système appelé à dévider une longueur de câble suf- fisante au trépan pour que ce dernier puisse suivre de près laprogression
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du trou en cours de forage,
il convient de noter que la soupape de dévida- ge de câble 83 est pourvue d'une tige de commande 111 ajustable à la main et qui règle la tension du ressort agissant sur un élément sensible à la pression et qui présente la forme d'un organe obturateur appliqué normale- ment sur un siège prévu dans l'orifice 112 qui communique avec le canal par lequel le conduit à pression 82 traverse le boîtier de soupapeo La soupape de dévidage de câble est mise au point pour une section de passage inférieur à celle de la soupape de commande de la décompression 79 et est donc appe- lée à s'ouvrir pour une pression déterminée dans la conduite 82 et., une fois ouverte à diriger du fluide sous pression de cette conduite, à tra- vers la conduite 113,
vers la conduite 103 allant au moteur 36 du treuil du câblecela à condition que le robinet régulateur 115 (figures 4 et 9) soit ouvert? de façon que la conduite 104 et la conduite de dérivation 114 puissent servir de canalisation d'écoulement allant du moteur du treuil vers le puisard 72La soupape de dévidage de câble 83 contrôle donc la pression maximum:, déterminée d'avance, qui peut être maintenue dans le sys- tème en vue d'un fonctionnement déterminécette soupape étant mise au point de façon à s'ouvrir pour une pression légèrement supérieure à la pression requise pour relever le trépan au cours du fonctionnement normal du moteur 53 du trépan au câble après que le trépan a appliqué un coup en chute libre sur le fond du trou en cours de forage.
Lorsque on opère un sondage dans une rochele trépanaprès avoir frappé le fond du trou, rebondit normalement avant le renversement du piston 63 et:, par conséquent le piston doit seulement continuer le mouvement ascendantainsi amorcé9 du trépane Lorsque le sondage s'opère dans des couches plus molles, et bien que le piston soit chargé d'amorcer la remontée il ne doit normalement conmencer cette action qu'après que la chute du trépan a été arrêtée par l'impact sur le fond du trou;
ainsinormalement ,le piston n'est pas appelé à vaincre une inertie quelconque à la descente du trépano Toutefois comme le trou en cours' de sondage s'approfondit avec une longueur de câble donnée, le rebondissement du trépan sur le fond du trou devient moins prononcé (dans le cas d'un forage dans la roche), ou bien, le trépan effectue encore sa chute lorsque le piston amorce sa course ascendante (dans le cas d'un sondage à travers des couches de terrain molles),de sorte que l'à-coup ainsi exercé sur le piston provoque une contre-pression extrêmement élevée dans la conduite 69.
Cette contre-pression anormale renverse instantanément la soupape de dévidage de câble 83 (laquelle avait été ajustée en vue de réagir en tenant compte des caractéristiques de contre-pression correspondant au tertrain dans lequel s'opère le sondage)après quoi cette soupape envoie un filet de fluide sous pression dans la conduit e 103,onde qui actionne le moteur 36 du treuil de façon à dévider ou débiter une longueur de câble suffisante pour rétablir l'impactnormal du trépan contre le fond du trou au cours des courses du trépan qui suivent immédiatement.
La soupape de dévidage de câble continue à surveiller le trépan au câble pendant toute l'opération de sondage jusqu'à la fin de celle-ci,9 de façon que la course du trépan soit constammant ajustée dans le sens de l'efficacité de sondage maximumo L'élément mobile du robinet ajustable d'arrêt et de réglage de volume-136 est réuni a un levier de manoeuvre approprié 1160 La position ouverte de Isolément mobile de la soupape est déterminée par une vis de butée ajustable 117 qui se visse dans un bras 118 partant du boitier de soupapeoEn ajustant la butée on règle les dimensions effectives de l'orifice d'écoulement du robinet et,par conséquent.,,
le volume de liquide qui est évacué depuis la conduite 104 lorsque la soupape de dévidage de câble 83 agit de façon à introduire un filet de fluide sous pression dans la canalisation 103Grâce à ce réglage du liquide envoyé depuis la conduite 104,on peut déterminer le débit maximum du fluide dans le système moteur du treuil pendant le dévidage automatique et, par conséquente la longueur de câble maximum qui peut être dévidée par le treuil à la suite de chaque actionnement de la soupape de dévidage de câble sera également déterminée par la mise
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au point du robinet 115,Lorsque ce dernier occupe la position ouverte représentée dans la figure 4 des dessins annexés,
on dit que la sondeuse par percussion au câble fonctionne avec "réglage automatique"
Lorsque la-machine fonctionne avec "commande manuelle", c'est- à-dire, lorsque le robinet 115 est fermé et que le moteur du treuil du câble est amené à fonctionner par l'actionnement de la soupape de commande 76, la soupape de dévidage de câble est inopérante et le système moteur du trépan au câble est protégé dans ce cas par la soupape de commande de la décompression 79, qui empeche que des pressions anormalement élevées en s'établissent dans le systèmeo La soupape 79 intervient en cas de "collage" du trépan ou si l'opérateur omettait d'abaisser le trépan convenablement en actionnant la soupape 76,
en vue de débiter le câble enroulé sur le treuil 27 au fur et à mesure de l'avancement du sondage et de l'approfondissement du puits. En outre, la soupape de soulagement ou de décompres sion 79 permet à la machine de fonctionner à pleine vitesse, même si le trépan ne grappe pas le fond du trou.
Si le trépan vient à coller dans le trou, cette soupape de décompression maintient dans le système moteur du trépan au câble une pression suffisante pour relever l'outil sans endom- mager la machine, tandis que l'on applique les méthodes courantes en vue de dégager le trépana Si l'effort ainsi obtenu n'est pas suffisant pour relever le trépan on peut rendre le dispositif de battage inopérant et relever le trépan à l'aide du treuil 270
Dans l'installation selon la présente'invention la soupape de dévidage de câble 83 est ajustée en tenant compte de la masse du trépan 26 auquel il s'agit de communiquer un mouvement alternatif.
Comme le poids varie considérablement d'un trépan à l'autre, et que les trépans peuvent être remplacés les uns par les autres dans les appareils de son- dageg il est très important que la soupape de dévidage de câble puisse être ajustée pour s'adapter à un outil fraîchement installée A cette fin, on ferme la soupape de dévidage de câble 83 suivant un réglage tel que celle-ci fasse passer dans la conduite 69 tout le fluide sous pression qui lui est amenéo On met ensuite la pompe 70 en marche, ce qui imprime un va-et-vient à l'outilo On ouvre ensuite la soupape de dévidage de câble jusqu'à ce que du fluide sous pression pénètre dans la conduite 113,
de façon que le trépan soit amené à frapper le fond du trou avec l'impact requise La soupape de dévidage de câble est ensuite mise au point dans la position d'ajustement obtenue et demeure dans celle-ci aussi longtemps que le trépan en question est utilisé avec l'installation en vue d'opérations de sondage normaleso Lorsqu'on procède au forage de puits extrêmement profonds, on peut se trouver devant la nécessité de réajuster la soupape de dévidage de câble,en vue de compenser le poids supplémentaire des longueurs de câble extrêmement importantes auxquelles le trépan est suspendu.
.Le système de dévidage automatique selon l'invention a été décrit et représenté dans son application à un treuil hydraulique réversible,treuil qui est appelé en premier lieu à dévider et à renvider le câble auquel le trépan est suspendu Dans la description ci-dessus, le système de dévidage automatique du câble selon l'invention emploie les conduites normales 103 et 104.dont chacune constitue à tour de rôle une ca- nalisatior. d'alimentation et une canalisation d'écoulement.
Toutefois, le système de manoeuvre automatique du câble selon l'invention est également applicable à un treuil équipé de telle façon que le renvidage et le dévidage normal s'accomplit à l'aide d'une autre source d'énergie, dans lequel cas les conduites 103 et 104 n'exercent d'autres fonctions que cel- les de conduites pour le système de manoeuvre automatique du câbleoEn réalité,la conduite 104 pourrait être éliminée dans le cas d'une commande de dévidage d'un type appropriéo
Tel que représenté dans la figure 4,
le système hydraulique est en état d'amorcer une course de relèvement du trépane L'introduction du fluide sous pression dans l'extrémité fermée du cylindre 54 détermine le
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relèvement du trépan jusqu'à sa position de travail potentielle, supérieu- reo Lorsque le disque à gorge 28 du dispositif de battage descend pendant la course de travail du cylindre,le taquet 99 fait basculer le double bras
101 solidaire de la soupape piloteen vue d'inverser le tiroir à piston de la soupape de renversement 81.
La vitesse du renversement sera détermi- née parl'ajustement de la soupape de retenue 95 qui auge le fluide em- prisonné du côté correspondant de la soupape de renversement par l'entre- mise de la soupape d'étranglement 950,en renvoyant ce fluide vers le côté évacuation à travers la conduite 195. Il est désirable d'obtenir un renver- sement relativement lent dans la partie supérieure de la course du trépan, en vue de décélérer ce dernier d'une manière uniforme et de produire le renversement à la limite supérieure de son déplacement, maintenant ainsi le câble sous une tension suffisante pour empecher un fouettement indésira- ble de celui-ci. Par conséquent, la soupape d'étranglement 950 peut être ajustée vers la position fermée.
Après l'inversion de ce mouvement,le trépan descend en chute sensiblement libre sur le fond du trou foré dans la pierre ou un terrain analogue,en appliquant ainsi un coup d'intensité maximum contre les ob- stacles relativement durs rencontrés au fond du puitso Après l'impact, le trépan rebondit normalement et c'est en ce point du cycle de fonction- nement du trépan que le système de battage selon l'invention s'inverse et relève le trépan lorsque celui-ci amorce son mouvement de rebondissement, en élevant le trépan jusque sa position de travail potentielle,cela avec un mouvement continu et à une vitesse qui se rapproche fortement de celle du mouvement de rebondissement initiale sauf un ralentissement uniforme dans la partie supérieure de la course du trépan,
préalablementau renver- sement de celui-cio A cette fini, la soupape détranglement 960 est relati- vement ouverte, de sorte que le mouvement du piston s'inverse rapidement lorsque le taquet 98 actionne le double levier 101 en vue d'amorcer la course de remontée du trépano L'ajustement de la soupape d'étranglement 960 s'opère lorsque l'installation fonctionne dans des couches de terrain données,cet ajustement s'opérant par l'observation du câble au point où le trépan rebondit, jusqu'à ce qu'un mouvement de vibration minimum se fasse sentir dans le câbleo
Il est bien entendu que l'invention décrite ci-dessus et repré- sentée dans les dessins annexés n'est pas limitée à la forme ou à la dis- position d'organes,
qui ont été ainsi décrites et représentéeso REVENDICATIONS. l. Sondeuse à percussion au câble comportant un système de bat- tage agissant sur le câble et destiné à imprimer un mouvement vertical de va-et-vient à un trépan à percussion suspendu à ce câble, caractérisée par un système actionné par un fluide sous pression et relié au dispositif de battage en vue de produire le soulèvement du trépana par un dispositif de dévidage de câble actionné par force motrice et relié par une liaison de commande au treuil ducâble, de façon à produire la rotation de ce treuil dans le sens du dévidage du cable qu'il porter et, par un dispositif qui,
sous l'effet d'un état de contre-pression anormalement élevé dans le sys- tème actionné par fluide sous pression - contre-pression due au fait que le trépan continue à tomber après que le moteur a été renversé en vue de relever ce trépan-), est influencé de façon à fournir de l'énergie motrice au dispositif de dévidage de câble actionné par énergie motrice.