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La présente invention se rapporte aux trépans pour le forage des puits, et elle concerne plus particulièrement un ajutage ou une buse servant
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aù-liquide de lavage et capable d'être monté en place ou d'être remplacé aisément par un ajutage de dimensions ou de profil interne différents.
Le trépan auquel se rapport'l'invention peut être de n'importe quel type usuel dans lequel un liquide de:lavage est pompé vers le bas à travers le trépan et est.dirige par l'ajutage vers une partie désirée du fond du trou du puits. II est usuel de fabriquer l'ajutage en un matériau résistant à l'usure, par exemple en carbure de tungstène moulé, en carbure de tungstène-fritte, en une matière céramique ou en un autre matériau résis-
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tant à l'usure. Des difficultés se sont présentées pour la fixation en pla- ce de ces ajutages, par exemple par soudage, brasage, cimentage, etc.. et la mise en place de l'ajutage doit être effectuée nécessairement dans un atelier équipé de façon appropriée.
L'invention permet de réaliser un trépan dans lequel.les ajutages ou buses peuvent être montés aisément sur le chantier, et sur lequel il soit par conséquent possible de substituer aux ajutages prévus des aju-"
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tages ayant une dimension dételée, de façon à pouvoir adapter aisément le trépan en vue de l'utilisation judicieuse de la capacité hydraulique de l'installation de forage.
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L'un deajjuts-de l'invention est de permettre la réalisation, pour un trépan de.forage de puits, d'un ajutage pouvant être,mis en place et remplacé aisément, et qui soit maintenu fermement en place tout en réalisant en même temps l'étanchéité désirable entre l'ajutage et le trépan pendant toute la durée de celui-ci.
Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation d'un trépan dans lequel le canal servant au transfert du lipide de lavage de @ l'intérieur vers l'extérieur du trépan.présente un contre-alésage, afin de former un épaulement-qui détermine la position de travail finale de l'ajutage monté dans celui-ci, un organe de fixation amovible servant à la rétention en place de l'ajutage.
Un autre but encore de l'invention est de permettre l'obtention
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d'un ajUUagi,8 amovible réalisant l'étanchéité aux fluides avec la partie limitrophe du trépan, afin d'empêcher lés fuites.
La description qui va suivre site en regard des dessins anne- xés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La Fige 1 est une vue de profil d'un trépan de forage de puits avec partie en coupe montrant un mode de réalisation de l'invention.
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La Figo 2 est une vue en coupe par la ligne 2-2 en fig. 1.
La fig. 3 est une vue à plus grande échelle montrant une variante du système d:t3tanchéi té entre l'ajutage et le corps du trépan.
La Figo 4 est une vue analogue à la fi.,., 3 mais montrant une au- tire variante du système d'étanchéité utilisable quand l'ajutage peut être monté en place depuis l'intérieur de la tête du trépan.
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On a représenté sur la fig. 1 un trépan de forage du type à frai- ses rotatives désigné par la référence! et comportant une tête 2 portant des bras 2. dirigés vers le bas, dans lequels sont montées les fraises rota- tives comme cela est bien connu dans cette techniqueo La tête 2 présente des bossages périphériques 5 s'étendant vers le bas,
et il est prévu dans chaque bossage un canal 6 qui fait communiquer l'intérieur et l'extérieur de la tête du trépan en vue de'l'écoulement du liquide de lavage qui s'échap- pe hors du canal par l'ajutage ou la buse 7 représenté plus en détail sur les -fige. 2 3 et 4. Bien que l'on ait représenté ici un trépan du type à fraises rotatives, on conçoit que l'invention'peut s'appliquer à d'autres types de trépans, et qu'elle englobe à la fois une construction avec.un seul canal
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ou une construction avec plusieurs canaux assurant .l'écoulement du liquide de tarage dans le trépan.
Afin de permettre le montage de l'ajutage 7, le canal 6 présente un contre-alésage indiqué en 8 afin de former un épaulement 9 qui (comme montré sur les figs. 1 à 3) est dirigé vers le bas et forme une butée d'appui de l'extrémité supérieure de l'ajutage. Le diamètre intérieur du contrealésage 8 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'ajutage 7,de sorte que cet ajutage peut être introduit aisément dans le contre-alésage ou peut en être démonté facilement.
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Pour assurer la fixation amovible de l'ajutage 7 dans le contrealésage 8, une rainure périphérique 10 est prévue dans la paroi du contrealésage à une distance suffisante de l'épaulement 9 pour que l'ajutage se trouve tout entier entre ledit épaulement.9 et ..cette rainure quand il occupe sa position finale Après la mise en place;-de l'ajutage dans le contrealésage 8, un jonc élastique 11 est resserré, puis placé dans la rainure 10, dans laquelle il pénètre en se détendant.. Ce jonc a une épaisseur axiale telle qu'il vienne s'adapter exactement dans la rainure 10, et son diamètre radial est tel qu'il se trouve placé sous une partie dela face inférieure de l'ajutage.
On comprend que toute poussée vers l'extérieur exercée sur l'ajutage 7 est compensée par la résistance au cisaillement du jonc 11 et, deccette manière, l'ajutage est maintenu constamment en place pendant l'utilisation du trépan.
L'ajutage 2.présente,le profil intérieur galbé qui est indiqué en 12,afin de réaliser une réduction graduelle de sa section droite, de fa- çon que la vitesse du liquide de lavage soit augmentée fortement quand il traverse l'ajutage. Il esixte par suite une chute de pression importante entre l'entréeetla sortie de l'ajutage et cette condition hydraulique engendre une force qui tend à éjecter l'ajutage du contre-alésage 8. Cette force est compensée par le jonc élastique 11 de la manière qui vient d'être décrite.
En même temps, le liquide de lavage a tendance à contourner l'ajutage et à passer entre la paroi du contre-alésage et la surface cylindrique externe de cet ajutage. Afin d'éviter cette fuite, il est prévu autour .de l'ajutage un joint étanche au fluides, obtenu par exemple à l'aide d'une rainure annulaire prévue dans l'interface entre l'ajutage et la paroi environnante du contre-alésage, un organe d'étanchéité étant logé dans cette rainure afin d'opposer la résistance désirable aux fuites.
Comme visible sur la figure 1, 1-'ajutage 7 présente une rainure périphérique 15 dans laquelle est comprimé un joint d'étanchéité16 en matière déformable (par exemple en caoutchouc) ce joint présentant normalement une section droite radiale ovale ou circulaire. On comprendra que le joint d'étanchéité 16 peut être en toute matière déformable flexible appropriée et que les dimemions du joint par rapport à la rainure 15 sont telles que ce joint soit soumis à une compression initiale quand il est logé dans cette rainure et que l'ajutage est en place dans le contre-alésage 8.
On a représenté sur la figo 3 une variante réalisant l'étanchéité aux fluides autour de l'ajutage¯7.. Dans ce mode de réalisation, la rainure 15' recevant le joint d'étanchéité .16 -est usinée dans le métal moins dur de la tête 2 du trépan, et en même temps cette rainure n'affecte en aucune manière la résistance de l'ajutage et ne nécessite pas l'usinage du matériau plus dur formant l'ajutage.
La construction, l'assemblage et le mode de fonctionnement de l'ensemble auquel se rapporte l'invention apparaissent aisément à la lecture de ce qui précède. A titre de simple-répétition, on soulignera ici le fait que l'extrémité externe du canal 6 présente un contre-alésage 8. qui forme l'épaulement 9 écarté de l'extrémité de ce canal. La rainure 15 ménagée dans l'ajutage (comme montré sur la figo 1) ou la rainure 15' formée dans la paroi intérieure du contre-alésage (comme visible sur la fig. 2)
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reçoit un joint détanchéité 16 ayant des dimensions et constitué par un matériau convenables.
L'ajutage est ensuite introduit dans le contre-alésa- ge jsuqu'à ce que son extrémité interne vienne au contact de l'épaulement
9, après quoi le jonc élastique 11 est introduit dans la rainure 10 dispo- sée à l'extrémité inférieure du contre-alésage. L'ajutage est ainsi fixé de façon amovible en.position convenable et le joint d'étanchéité sert à empêcher les fuites de liquide au droit de cet ajutage. Il est évident que l'ajutage 1 ou 7' peut être dégagé en resserrant simplement et en démontant le jonc élastique 11,puis en sortant l'ajutage par coulissement du contre- alésage associé 8.
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 4, le contre- alésage 8' est formé à l'intérieur de!l'extrémité 19 du bossage 1 et on obtient de cette manière un épaulement intérieur 20 dirigé vers le haut au voisinage de l'extrémité de ce - L'extrémité inférieure de l'ajutage 711 est décolletée comme indiqué en 21 afin de pénétrer à coulissement dans l'alésage formé en dessous de l'épaulement 20. Cette réduction de section droite forme également un épaulement 22 dirigé vers le bas ,sur l'ajutage, et au-dessus de cet épaulement le diamètre de l'ajutage est tel qu'il vien- ne s'emboiter à coulissement dans le contre-alésage 8'.
La partie décolletée 21 de l'ajutage 7" présente également une rainure périphérique 23, qui est écartée de l'épaulement 22 d'une distance telle que le joint d'étanchéité 16 soit suffisamment comprimé pour réaliser l'étanchéité aux fluides quand la rainure 23 se trouve placée juste en-des- sous de l'extrémité 19 du bossage 5. Un jonc élastique est alors introduit autour de l'extrémité inférieure de l'ajutage et vient pénétrer dans la rai- nure 23, une partie'radiale de ce jonc se trouvantplacée sous.l'extrémité 19 du bossage 5.
On voit ainsi que l'ensemble représenté sur la figo 4 fonc- tionne d'une manière identique à celle qui est montrée sur les figso 1 à 3 et est tel que le remplacement de l'ajutage puisse être effectué aisément tout en réalisant en même temps de façon permanente l'étanchéité aux fluides autour de cet ajutage pendant toute la durée normale et utile de ce dernier.
D'une façon générale, !!'invention permet l' obtention d'un ajuta- ge ou d'une buse interchangeable dans les trépans de forage souterrain, l'ensemble étant tel que l'ajutage puisse être monté ou remplacé aisément, tandis qu'un joint efficace ést réalisé autour de l'ajutage pour empêcher les fuites pendant son fonctionnement normale
Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisa- tion décrits, dans le domaine des équivalences techniques,sans s'écarter de l'invention.