<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un outil à grappin pour le creusement de puits dans le sol, comportant des pales articulées à l'extrémité inférieure du corps de l'outil et commandées par un organe monté à'déplacement axial dans ledit corps pour produire l'ouver- ture et la fermeture des pales. Les mouvements axiaux de cet organe peuvent être produits par un mouflage, ou tout autre système approprié, par exemple un cylindre hydraulique ou à air compri- mé .
Selon l'invention, l'organe de commande des pales est réuni à une tige qui s'étend vers le haut, par une liaison qui empêche la rotation relative dudit organe et de ladite tige autour de. l'axe de celle-ci, laquelle tige traverse à coulissement et rotation libresla paroi du corps de l'outil, cette tige étant destinée à coopérer avec des moyens capables de lui imprimer un mouvement de rotation autour de son axe, tandis que ledit organe de commande et le oorps de l'outilsont reliés par une liaison constituée par des ergots ou butées portées par un de ces éléments et pouvant se déplacer dans des coulisses axiales portées par l'autre de ces éléments, de façon à permettre la mise en rotation dudit corps, avec ses pales, sous l'effet de la rotation de ladite tige.
Selon l'invention également, chaque coulisse peut comporter un ou plusieurs élargissements locaux de hauteur déterminée, s'étendant dans le sens du mouvement imprimé à ladite tige lors de l'opération de forage, de façon à permettre un mouvement rotatif limité correspondant de ladite tige par rapport audit corps et à former des butées délimitant le mouvement, en direction axiale, de l'ergot coopérant avec ladite coulisse, chaque position de contact entre l'ergot et une butée correspondant donc à une position déterminée d'ouverture des pales.
Pour assurer le blocage dos pales dans la position active de creusement, l'invention prévoit que ladite ooulisse présente, à
<Desc/Clms Page number 2>
la hauteur correspondante, une encoche latérale dont la hauteur correspond sensiblement à celle de l'ergot, de façon à verrouil- ler les pales dans cette position.
L'outil selon l'invention permet d'effectuer un travail da forage rapide et efficace, sa commande étant simple et sûro et permettant d'obtenir un remplissage complet du grappin- D'autres particularités et avantages de 1: invention ressortiront de la description d'un exemple d'exécution, qui sera donnée ci-après avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un outil selon l'invention, dans lequel la manoeuvre des pales est commandée par un mouflage.
La figure 2 est une vue, à plus grande échelle,'en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 montre un schéma de la liaison entre le corps de l'outil et l'organe de commande dos pales, et la figure 4 est une vue schématique en plan des pales, prise depuis l'intérieur de l'outil, la ligne I-I correspondant sensiblement au plan de coupe de la figure 1.
Dans l'exemple illustré, la commande dos pales est réalisée, de la façon connue en soi, par un mouflage dont les poulies mobiles sont montées sur un organe dont le déplacement axial règle le degré d'ouverture des pales. L'emploi d'un tel système de commande est avantageux parce qu'il est simple et efficace,
L'outil représenté comprend un corps 1 de forme générale cylindrique, à la base duquel sont articulées des pales 2, par exemple au nombre de trois, qui peuvent être d'une construction appro- priée quelconque.
Comme illustré, elles sont avantageusement oonformes à une demaiddo brevet antérieure de la même demanderesse, à savoir articulées on un point voisin de leur bord antérieur ou d'attaque, de façon que, dans la position ouverte, l'ouverture des palos augmente progressivement vers lo bord d'attaque. A leur bord d'attaque les pales sont pourvues d'un couteau 2c.
<Desc/Clms Page number 3>
Chaque pale 2 est solidaire d'un bras 3, dont la figure 1 n'en montre qu'un seul pour la simplicité. Chaque bras 3 est ar- ticulé sur un pivot 4 porté par le corps 1. Les bras 3 sont réunis à un organe de commande de la manoeuvre des palespar une liaison articulée qui comprend, par exemple, une bielle 5 articulée en 6 au bras 3 et en 7 à une protection d'une pièce centra... le 8. Cette pièce 8 forme un coussinst pour un boulon 9 dont l'écrou 10 retient la pièce 8 et dont la tête 11 est fixse à un tube 12 faisant partie de l'équipage mobile du susdit mouflage.
Le tube 12 est guidé dans l'ouverture centrale d'une cloison 13 fixée au corps 1 et fermant le logement pour le mouflage, do sorte que le mécanisme ne risque pas d'être souillé par des débris de forage, Ledit équipage mobile comprend encore un plateau 14 et une pièce tubulaire 15 de section transversale correspondante à celle d'une tige creuse 16, dont l'extrémité inférieure pénètre dans la pièce tubulaire 15 et qui s'étend vers le haut à travers le couvercle 17 du corps 1, Cette tige 16 coopère avec un mécanis- me capable de produire sa rotation autour de son axe. L'équipage 12,14, 15 constitue ce qui est appelée d'une façon générale, l'organe de commande des pales, qui est monté à coulissement axial dans le corps de l'outil.
Cet équipage mobile est fixé à la tige 16, par exemple à l'aide d'une goupille transversale (non montrée) traversant la pièce 15 et la tige 16. Dans l'exemple illustré, le mouflage comprend trois poulies mobiles 18, 20, 22, supportées par ledit équipage mobile, et deux poulies fixes 19, 21 portées par la couvercle 17. Un câble 23, dont une extrémité est fixée, en 24, au couvercle 17, passe successivement sur ces poulies et son autre extrémité s'étend vers le haut à travers la tige 16 et sert à la commande dudit équipage mobile. Un émerillon 25 est intercalé dans le câble 23 pour empocher l'entortillement pendant la rotation de l'outil.
<Desc/Clms Page number 4>
Le plateau 14 présente à sa périphérie un certain nombre d'ergots 26, par exemple au nombre de trois dans l'exemple illustré, qui s'engagent chacun dans une coulisse axiale formée dans une pièce 27 fixée à la paroi intérieure du corps 1. Lorsque le plateau 14 est entraîne en rotation par, la tige 16, il entraîne à son tour le corps 1 dès que les ergots 26 butent chacun contre une paroi latérale de la coulisse formée dans la pièce 27 correspondante.
Le degré d'ouverture des pales 2 varie selon la position des exgots dans le sens de la longueur axiale des coulisses, Pour créer des butées dans le sens axial de l'outil, l'invention prévoit la formation d'encoches latérales dans lesdites coulisses, de façon à pouvoir déterminer avec précision diverses positions des pales, tel qu'il sera exposé ci-après, plus spécialement avec référence à la figure 3. La figure 1 montre schématiquement la position de forage 2a et la position de pleine ouverture 2b pour la vidange, le tracé en traits mixtes à droite de la figure représentant les positions correspondantes d'une autre pale que l'on aurait fait tourner pour l'amener également dans le plan du dessin.
La tige 16 peut coulisser dans un coussinet 28 monté à rotation dans le oouvercle 17, de sorte que cette tige et l'équipage 12, 14, 15 auquel elle est fixée, peuvent tourner librement dans ce coussinet et dans la pièce 8.formant également coussinet.
La tige 16 peut être mise en rotation par un mécanisme approprié quelconque, par exemple une table de forage 29 qui est mise en rotation par des moyens quelconques et qui présente une ouvertu- re de section non-circulaire, correspondant à celle de la tige à entraîner, qui peut coulisser dans la table 29, mais participe à la rotation de celle-ci.
L'outil est pourvu de moyens de suspension qui comprennent, par exemple, une tige 30 qui forme avec la tige 16 un ensemble télescopique à mouvement axial limité de la tige 16 vers le bas. Le
<Desc/Clms Page number 5>
coussinet 28 est retenu dans le couvercle 17 par une bague 31 fixée à ce couvercle. La tige 30 est pourvue d'une bride 32 pré- sentant des ouvertures 33 pour la suspension par câble de l'outil.
Des butées en caoutchouc 34, 35 sont prévues respectivement sous la bride 32 et sur le couvercle 17 pour amortir les chocs éven- tuels contre la table 29. La tige 30 repose sur le coussinet 28 jusqu'au moment où le forage est assez profond pour que la bague
34 vienne reposer sur la table 29. Des anneaux 36 sont suspendus à celle-ci par des chaînes ou analogues pour permettre d'y accro- cher l'outil au moyen de crochets 37.
Pour obtenir un travail rationnel, rapide et efficace de l'outil, les pales doivent non seulement pouvoir être complètement fermées pour remonter les débris de forage et être ensuite complet tement ouvertes pour assurer une vidange rapide et entière, mais elles doivent aussi pouvoir être maintenues dans une position ac- tive d'ouverture intermédiaire ou de forage. De plus, il est avan- tageux de pouvoir maintenir les pales dans une position un peu - moins ouverte pour permettre la descente aisée dans le trou déjà creusé, par exemple par l'intérieur d'un tube qui est descendu dans le sol au fur et à mesure du forage du puits.
Pendant le forage, l'outil tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, qui sera appelé marche avant, Lorsque l'outil est rempli et les pales ont été refermées sous 1' effet d'une traction sur le câble 23, comme montré en traits pleins en figure 1, l'er got 26 se trouve dans la position A (fig. 3). En poursuivant la traction sur le câble, l'outil est soulevé puisque les pales 2 se trouvent en butée.
L'engin est ensuite soutenu par le corps 1, par exemple en le suspendant par les crochots 37 aux anneaux 36, et on relâche le câble 23, de sorte que l'équipage 12, 14, 15 et la tige 16 descendant sous l'effet de leur poids jusqu'à ce que le plateau 14 rencontre la cloison 13, oe qui correspond à l'ou- verture maximum 2b des pales et à la position B de l'ergot 26.
<Desc/Clms Page number 6>
On comprendra qu'il en résulte un détachement aisé des débris de forage et une vidange complète du grappin. Il faut annuité refermer partiellement les pales pour pouvoir redescendre l'outil dans le puits, ce qui correspond à la position D de l'ergot. Grâce à la prévision d'une encoche latérale ou'un élargissement de la cou lisse sur une hauteur correspondante dans la pièce 27, cette position peut être automatiquement atteinte et ensuite maintenue pendant la descente. En effet, le machiniste donne d'abord un lé- ger mouvement de rotation en marche avant à la tige 16, ce qui amène l'ergot 26 en C. On soulève ensuite l'engin en exerçant une traction sur le câble 23, de façon à amener l'ergot en D.
L'engin est alors décroché des anneaux et est descendu jusqu'au fond du puits à l'aide du câble 23.Si cette position convient pour le travail de forage,il est possible de verrouiller les pales dans cette position en prévoyant une encoche ou un élargissement sup- plémentaire de la coulisse à droite de D et correspondant sonsiblement à la hauteur de l'ergot.
Mais il est avantageux d'augmen- ter légèrement 1' ouverture des pales pour le forage, ce qui permet notamment de creuser le sol sous la base d'un tube pour faci- liter la descente de celui-ci. Ce résultat est obtenu en prévoyant un élargissement de la coulisse à un niveau légèrement- plus bas, pour servir de logement à 1; ergot dans la position E, correspondant à la position 2a des pales..
L'ergot est amené dans cette position par un léger mouvement de rotation en marche avant, le déplacement étant facilité par le raccord incliné entre les dnco- ches. En poursuivant la rotation, les pales no peuvent ni s'ouvrir, ni se reformer et la bonne position de travail est donc maintenue pendant le forage, jusquau remplissage du grappin.
Pour favoriser la pénétration dans lo sol, dos norvuros hélicoï- dales 38 peuvent 8tro prévues sur los pales, sur une certaine longueur on partant dos couteaux 2c. On imprime ensuite un mouvement de rotation on marche arrière à la tigo 16 pour amener l'argot
<Desc/Clms Page number 7>
dans la position F, où il suffit de tirer sur le câble 23 pouf fermer d'abord les pales (position A) et soulever ensuite 1 engin en vue de sa vidange.
On comprendra que la construction selon l'invention, grâce à la course morte dans le sens rotatif, permet de faire voyager les ergots de gauche à droite et inversement, par un simple mouvement rotatif de la tige 16 dans ltun ou l'autre sens.
A la fin du forage, l'ergot se trouvant dans la position E peut être fortement calé vers le bas dans la pièce 27, sous l'effet de la poussée exercée sur les pales pendant le forage pour les faire pénétrer dans le terrain, ou bien l'ergot peut être calé vers le haut si l'on rencontre, pendant le forage, des pierres ou une couche très dure qui tend à fermer les pales, Le déverrouillage de l'ergot de E vers F se fait cependant sans difficulté, car malgré le calage un entraînement de tout l'engin pendant le mouvement de rotation en marche arrière n'est pas à craindre,
grâce au fait que la résistance offerte par les pales 2 ancrées dans le terrain est toujours très fortement supérieure au frottement des ergots 26.Cette sécurité de fonctionnement est assurée grâce au fait que la rotation de l'outil est p roduite indirectement par l'intérieur, à l'intervention de l'organe mobile axialement pour la commande des pales, lequel organe assure donc à la fois la rotation et l'ouverture des pales..
Ce résultat ne pourrait pas être obtenu si la rotation de l'outil était produite en agissant directement sur le corps 1.
Dans ce cas, seule l'inertie de l'équipage mobile 12, 14 serait disponible pour produire le déplacement des ergots 26 de gauche à droite et inversement dans los coulisses des piècos 27, et enco. re cette inertie serait-elle diminuée par divers frottements Le mouvement de déplacement do l'ergot 26 de D vers E serait déjà incertain, mais celui de E vers F serait fréquemment impossible.
<Desc/Clms Page number 8>
L'engin resterait alors calé avec les pales ouvertes dans le tuba ou même sous le tube, ce qui empêcherait son extraction et provoquerait sa détérioration, en interrompant donc le travail de forage.
De plus, la transmission de l'effort de forage par l'intermédiaire des ergots 26 et des coulisses 27 se fait à proximité des pâles 2, ce qui diminue la fatigue du corps 1 par lequel cet effort est transmis,
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et illustrée, à laquelle diverses modifications peuvent être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.