Tête de forage à avance rapide La présente invention concerne un appareil destiné à faire avancer une tige de forage et à faire tourner celle-ci de manière continue, avec avance ou recul presque continu de la tige de forage. Plus précisément,' l'invention concerne un appareil d'avance de tige de forage qui comporte deux mandrins qui sont manoeuvrés de manière qu'ils fassent tourner de façon continue la tige de forage et qui sont simultanément déplacés en sens opposés afin qu'ils fassent avancer la tige de forage.
Le brevet de la République Démocratique Allemande n[deg.] 25 450 décrit un appareil destiné à faire tourner de façon continue une tige de forage, l'appareil comprenant deux mandrins montés chacun sur deux vérins destinés à déplacer les mandrins en sens opposés. Les mandrins assurent en alternance le serrage et la libération de la tige de forage. D'autres brevets qui décrivent un appareil d'avance de corps allongés et qui comprennent deux mandrins ou d'autres organes de serrage commandés par des moteurs et déplacés en sens opposés axialement sont les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 131 776, 3 190 370, 3 399 735, 3 708 020 et 3 474 946.
Ce dernier brevet cité met en oeuvre un circuit de commande destiné à inverser automatiquement le déplacement axial d'une paire de pinces aux extrémités des courses de tiges de pistons qui portent les pinces, avec commande alternée des manoeuvres de fermeture et d'ouverture des pinces.
Le présent mémoire concerne un appareil d'avance d'une tige de forage destiné à faire tourner et à déplacer axialement un corps allongé tel qu'une tige de forage, l'appareil comprenant deux mandrins ayant des mâchoires et des organes de manoeuvre de mâchoires qui sont déplacés hydrauliquement vers des positions de libération de la tige de forage ou vers une position de serrage de la tige d'une manière telle qu'un mandrin est manoeuvré vers sa position de serrage de la tige avant que l'autre mandrin soit manoeuvré vers sa position de libération de la tige de forage, deux vérins portant chaque mandrin afin que les mandrins soient déplacés simultanément en sens opposés, un mandrin étant dans la position de serrage de la tige de forage et l'autre dans la position de libération,
une tête pivotante de tige de forage portant des paires fixes de tiges de piston des vérins, dépassant en sens opposés, et un circuit hydraulique de commande destiné à manoeuvrer les vérins et les mandrins afin que la tige de forage avance ou recule, son déplacement axial étant interrompu uniquement lorsque les mandrins sont manoeuvrés entre les positions de serrage et de libération de la tige de forage.
L'invention concerne ainsi un appareil d'avance axiale automatique d'une tige de forage avec entraînement continu en rotation de la tige de forage. Elle concerne aussi un dispositif à moteur qui comprend deux mandrins destinés à faire tourner une tige de forage et à faire avancer axialement de façon continue une tige de forage sauf pendant le court temps nécessaire à la manoeuvre des mâchoires de l'un des mandrins vers une position de serrage puis des mâchoires de l'autre mandrin en position de libération. L'invention concerne aussi une tête de tige de forage à avance rapide et un dispositif de montage et de déplacement des mâchoires des mandrins entre des positions de serrage et de libération de tige de forage.
L'invention concerne aussi un dispositif destiné à manoeuvrer automatiquement une tête de tige de forage à avance rapide destinée à faire avancer une tige de forage en direction axiale avec entraînement continu en rotation de la tige. Elle concerne aussi une tête de tige de forage à avance rapide ayant deux mandrins qui sont déplacés axialement en sens opposés en même temps, un dispositif original qui, à la fin du déplacement des mandrins vers l'une de leurs positions axiales d'extrémités, est destiné à manoeuvrer le mandrin afin que ses mâchoires en position de libération soient mises en position de serrage, puis l'autre mandrin afin qu'il soit mis en position de libération, et qu'il commence ensuite à déplacer les mandrins vers leurs positions axiales opposées d'extrémités.
L'invention concerne aussi une commande hydraulique dans laquelle l'augmentation de pression dans la chambre de l'un des mandrins due au déplacement des mâchoires du mandrin vers la position de serrage provoque l'évacuation de fluide de la chambre à haute pression de l'autre mandrin qui était appliqué sous pression afin que les mâchoires de l'autre mandrin soient maintenues à l'état serré après que le premier mandrin a été placé en position de serrage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une élévation latérale en coupe axiale partielle d'une tête de forage à avance rapide selon l'invention, la coupe correspondant à la ligne 1-1 de la figure 3 ; la figure 3 représente sous forme agrandie une partie de la structure de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ; la figure 5 est une élévation latérale d'une partie des pistons d'un mandrin représentant le raccordement des différents éléments ;
les figures 6 et 7, placées l'une à côté de l'autre par mise en concordance des lignes A-A et B-B forment un schéma d'un premier mode de réalisation de circuit hydraulique ; et
les figures 8 et 9 sont des schémas d'un second et d'un troisième mode de réalisation de circuit hydraulique.
On se réfère d'abord aux figures 1 à 3 ; la tête de forage à avance rapide qui porte la référence générale 10 comporte un châssis 11 (boîtier) de tête pivotante qui fait partie d'une plate-forme de forage (non représentée). Le boîtier 11 porte deux organes 12, distants axialement, qui constituent des paliers qui supportent un fourreau 13 d'entraînement. Un pignon conique 14 est claveté sur le fourreau afin qu'il fasse tourner celui-ci, le pignon 14 étant entraîné par l'intermédiaire d'une structure classique (non représentée) de la plate-forme de forage.
Le boîtier porte aussi deux tiges 17 de piston inférieures dépassant axialement, en position diamétralement opposée, et deux tiges supérieures de piston disposées axialement, les tiges 17 et 18 étant montées sur des parties 11a de bride du boîtier afin qu'elles soient alignées axialement et s'écartent en sens opposés axialement. Les tiges 17 et 18 portent respectivement des pistons 19 et 20 en position fixe, entre les extrémités opposées. En outre, les tiges 17 et 18 portent respectivement des vérins inférieur et supérieur 21 et 22 d'avance destinés à présenter un déplacement axial relatif.
Une traverse 27 est boulonnée aux extrémités inférieures des vérins 21 afin qu'elle se déplace avec eux, et une traverse 28 est montée de manière analogue aux extrémités supérieures des cylindres des vérins 22. Les traverses portent des capuchons 23 de tige qui se déplacent avec elles et recouvrent les extrémités les plus éloignées des tiges 17, 18. Des mandrins inférieur et supérieur portant les références générales 30 et 31 respectivement sont aussi boulonnés sur les traverses inférieure et supérieure et sur les vérins 21 et 22.
Les mandrins inférieur et supérieur comportent des vérins inférieur et supérieur 32, 33 boulonnés sur la traverse respective et des pistons annulaires 34, 35 qui sont mobiles axialement dans le cylindre respectif. La combinaison 33, 35 d'un cylindre et d'un piston de mandrin supérieur à double effet délimite des chambres supérieure et inférieure 38, 39 de fluide alors que la combinaison
34, 32 de cylindres à pistons à double effet délimite des chambres supérieure et inférieure 40, 41.
Comme les pistons des mandrins sont identiques, mis à part l'inversion de leurs extrémités axiales, on ne décrit plus en détail que le piston supérieur 35. Le piston 35 (voir figure 5) comprend une première partie annulaire 36 ayant un flasque annulaire radial externe 36a qui a une gorge contenant un joint torique destiné à former un joint étanche au fluide dans le cylindre, un flasque annulaire interne radial 36b destiné à se loger contre une bague d'un roulement supérieur 37 et des flasques axiaux 36c, diamétralement opposés, disposés chacun sur des arcs de cercle sensiblement inférieurs à 90[deg.] et qui sont disposés axialement plus loin du flasque 36b que le reste du bord circonférentiel inférieur adjacent 36d de la première partie. Les flasques 36c ont des gorges radialement externes 44.
Le piston 35 du mandrin comporte aussi une seconde partie annulaire 45 ayant un flasque externe radial 45a de diamètre agrandi avec une gorge contenant un joint torique destiné à former un joint étanche avec le cylindre, une découpe annulaire radialement interne
45b destinés à loger une partie de la bague externe du roulement inférieur 37a et des découpes diamétralement opposées 45c qui débouchent vers le bord annulaire supérieur 45d de ladite partie afin que des parties terminales axiales 45e, espacées suivant une courbe, soient formées. Les parties terminales 41e ont des gorges radialement externes 42.
Les deux parties de piston 36, 45 sont raccordées l'une à l'autre par une bague 43 de retenue disposée dans des gorges 38, 42 si bien que les saillies 36c pénètrent dans les découpes 45c. L'épaisseur axiale des gorges et la bague de retenue sont telles que les parties 36, 45 de piston peuvent se déplacer axialement sur une distance limitée l'une par rapport à l'autre, entre des positions espacées, et un bord 36d de positionnement est disposé contre le bord 45d et les bords terminaux courbes des parties 36c sont en butée contre les bords courbes qui délimitent en partie les découpes 45c. Il faut noter que les dimensions circonférentielles des parties 36c sont inférieures dans une certaine mesure aux dimensions correspondantes des découpes 45c.
Un manchon 50 d'appui est monté dans des roulements
37 afin qu'il puisse tourner, en position axiale fixe par rapport à eux, alors qu'un second manchon 51 du mandrin supérieur est boulonné sur le manchin 50 afin qu'il se déplace avec celui-ci. Le manchon 51 a plusieurs surfaces 52 de rampes de mâchoires espacées circonférentiellement et disposées radialement vers l'intérieur, ces surfaces étant inclinées radialement vers l'extérieur vers le haut par rapport à l'axe C-C des mandrins et de la tige de forage serrée dans ceux-ci. Les surfaces 53 des rampes du second manchon 54 du mandrin inférieur sont inclinées de la même manière. Ainsi, le manchon d'appui et le second manchon de chaque mandrin forment un organe de manoeuvre de mâchoire.
Les mandrins supérieur et inférieur comportent un adaptateur 56 (organe tubulaire de montage de mâchoire) formant une tige d'entraînement ayant plusieurs fentes
57 de montage de mâchoire, qui sont espacées circonférentiellement et qui portent des mâchoires 58 afin qu'elles puissent se déplacer radialement par rapport aux fentes, en empêchant un déplacement axial relatif. Les mâchoires ont des surfaces d'inclinaison opposées à celles des surfaces des rampes du second manchon afin qu'elles soient en butée. La partie d'extrémité de chaque adaptateur, placée en face des fentes 57, est raccordée par vissage à une première extrémité d'une tige 59 de manoeuvre. Les tiges de manoeuvre sont montées chacune dans des roulements 60 afin qu'elles puissent tourner, en position axiale fixe par rapport aux paliers.
Les paliers 60 sont portés par la traverse supérieure en position axiale fixe par rapport à celle-ci (la tige d'entraînement du mandrin inférieur étant montée par un palier ou des roulements 60 montés sur la traverse inférieure). Les tiges supérieure et inférieure d'entraînement peuvent glisser dans les ouvertures formées dans la traverse respective et peuvent coulisser dans le fourreau afin qu'elles soient entraînées par celui-ci, indépendamment de leur déplacement axial l'une par rapport à l'autre ou de leur position fixe par rapport au fourreau.
On se réfère aux figures 6 et 7, le premier mode de réalisation de commande hydraulique portant la référence générale 80 comprend une pompe hydraulique 81 reliée à un réservoir 82. Une canalisation 83 à haute pression relie la pompe à une soupape réglable de dosage 84. Une soupape
85 à commande pilote retenue élastiquement en position d'ouverture est montée entre la soupape de dosage et un orifice 86 d'un distributeur 87 d'alimentation à deux positions et à commande pilote qui est retenu élastiquement dans la position représentée. Lorsque la pression dans la canalisation entre la soupape 85 et l'orifice 86 dépasse une valeur prédéterminée, la soupape 85 se ferme.
Dans la position représentée, l'organe 89 d'obturation du distributeur 87 relie l'orifice 86 à l'orifice 88 et l'orifice 90 à l'orifice 91, alors que, lorsqu'une pression de fluide suffisamment élevée règne dans la canalisation pilote 92, l'organe d'obturation se déplace et relie l'orifice 86 à l'orifice 90 et l'orifice 88 à l'orifice 91. Une canalisation 99 relie l'orifice 88 à l'orifice 93 d'un distributeur à deux positions 94 haut et bas, du même type que le distributeur 87, le distributeur 94 ayant un orifice 95 relié par la canalisation 96 à l'orifice 90. Dans la position représentée, l'organe 100 d'obturation relie l'orifice 93 à l'orifice 97 et l'orifice 95 à l'orifice 98 ; cependant, lorsque la pression est suffisamment élevée dans la canalisation 101, l'obturateur se déplace et relie l'orifice 93 à l'orifice 98 et l'orifice 95 à l'orifice 97.
Un distributeur 107 qui est du même type que le distributeur 87 a un orifice 106 relié par une canalisation 105 à l'orifice 97, un orifice 108 relié à la canalisation 109 et à l'orifice 98 et un obturateur 110 qui, dans la position représentée, relie les orifices 106 et
112 l'un à l'autre et les orifices 108 et 111 l'un à l'autre, cependant, lorsque la pression est suffisamment élevée dans la canalisation pilote 114, l'organe d'obturation se déplace et relie les orifices 106 et 111 d'une part et les orifices 108 et 112 d'autre part. Une canalisation 115 relie l'orifice 111 au raccord 118.
Une soupape à commande pilote 116 et un clapet de retenue 117 sont montés en parallèle par rapport aux raccords 118, 119, la soupape 116 étant retenue élastiquement dans sa position de fermeture, mais, lorsque la pression au raccord 118 dépasse une valeur réglable prédéterminée, la soupape 116 est commandée par la pression pilote et prend la position d'ouverture. Le clapet 117 de retenue est orienté de manière qu'il empêche la circulation du fluide de la connexion 118 à la connexion 119 mais permette l'écoulement du fluide dans l'autre sens. La connexion 119 est reliée par une canalisation 120 à la chambre supérieure 38 du mandrin supérieur 31. Une canalisation 124 relie le raccord
127 à la chambre inférieure 39 du mandrin 31, un clapet
126 de retenue à commande pilote étant monté entre le raccord 127 et l'orifice 112.
Le clapet 126 permet au fluide de s'écouler de l'orifice 112 au raccord 127 mais empêche la circulation du fluide sauf lorsque la pression dans la canalisation 120 dépasse une valeur prédéterminée, et il est alors commandé par la pression pilote en position d'ouverture. La canalisation à la pression pilote porte la référence 123. Une canalisation 143 relie un raccord 153 de la canalisation 109 à un raccord 144 alors qu'un raccord
145 est relié par une canalisation 146 à la chambre supérieure 40 du mandrin inférieur 30. Un clapet 148 de retenue et une soupape 149 commandée par une pression pilote et qui est retenue élastiquement en position de fermeture, sont montés en parallèle par rapport aux raccords 144, 145.
La soupape 149 est commandée vers sa position d'ouverture par le fluide sous pression lorsque la pression au raccord
144 dépasse une valeur prédéterminée, par exemple 38,5 bars, alors que la soupape 148 empêche la circulation du raccord
144 vers le raccord 145 mais permet la circulation en sens opposé. Un clapet de retenue 150 commandé par une pression pilote est relié par une canalisation 153 à la chambre inférieure 41 du mandrin inférieur et à un raccord 152 de la canalisation 105. La soupape 150 permet la circulation du raccord 152 à la chambre inférieure 41 du mandrin inférieur, mais empêche la circulation dans l'autre sens, sauf lorsque la pression au niveau du raccord 145 dépasse une valeur prédéterminée.
Une canalisation 128 de retour relie l'orifice de sortie d'une soupape 129 commandée par la pression pilote au réservoir alors qu'une canalisation 130 relie l'orifice d'entrée de la soupape à l'orifice 91. La soupape
129 est maintenue élastiquement en position de fermeture mais s'ouvre lorsque la pression dans la canalisation 130 dépasse une valeur prédéterminée, par exemple 3,5 bars. Une soupape réglable de dosage 132 est montée entre la canalisation 83 et l'orifice 133 d'entrée d'un distributeur 134 à trois positions et commandé par une pression pilote, retenue élastiquement dans la position représentée.
Le distributeur 134 a aussi un orifice 135 d'échappement relié à la canalisation 130, des orifices 136, 137 et un organe d'obturation 140 qui est retenu élastiquement afin qu'il empêche la communication entre les orifices 133 et
135 à 137, l'organe d'obturation étant déplacé par le fluide à la pression de la canalisation pilote 138 afin que les orifices 135 et 137 soient reliés l'un à l'autre et les orifices 133 et 136 soient reliés l'un à l'autre, l'organe d'obturation étant déplacé par le fluide à la pression de la canalisation pilote 139 afin qu'il relie les orifices 135 à 137 l'un à l'autre et ferme l'orifice
133.
Un clapet de retenue 155 est monté entre l'orifice
136 et l'orifice 157 d'un distributeur 156 à deux positions et commandé par une pression pilote, le clapet 155 empêchant la circulation de l'orifice 157 à l'orifice 136 mais permettant la circulation en sens opposé. Le distributeur
156 a aussi des orifices 158 à 160 et un organe 161 d'obturation qui, lorsqu'une pression élevée est appliquée à la canalisation pilote 163, se déplace et relie l'orifice 158 à l'orifice 160 et l'orifice 157 à l'orifice
159 alors que, lorsque la pression transmise à la canalisation pilote 162 est élevée, il se déplace et relie l'orifice
159 à l'orifice 160 et l'orifice 157 à l'orifice 158. L'orifice 158 est relié par une canalisation au raccord 170 qui est lui-même relié par une canalisation 174 aux chambres supérieures 172 des vérins d'avance inférieurs.
Les chambres inférieures 177 des vérins inférieurs sont reliées par une canalisation 176 aux chambres inférieures 175 des vérins supérieurs d'avance.
Un distributeur 178 à deux positions destiné à inverser les vérins a un orifice 179 relié à une canalisation pilote 92, un orifice 180, un orifice 181 relié par une canalisation 185 à la canalisation 128 et un organe 182 d'obturation qui reste dans la position dans laquelle il a été déplacé en dernier. Des organes 183, 184 de manoeuvre de distributeur sont destinés à déplacer l'obturateur et sont fixés par exemple au vérin 22 afin qu'ils se déplacent avec lui. Lorsque l'organe 184 se déplace près de la position la plus basse de la course du cylindre, il déplace l'organe 182 d'obturation afin qu'il relie les orifices 179, 181 et, lorsque l'organe 183 se déplace près de la partie la plus élevée de la course du cylindre, il déplace déplace l'organe d'obturation et relie les orifices 179 et 180 l'un à l'autre.
Un distributeur 188 à trois positions et commandé manuellement a un orifice 189 relié par une canalisation à une canalisation 185, un orifice 190 relié par une canalisation au raccord 191, des orifices 192, 193 et un organe 194 d'obturation qui, lorsqu'il est dans la position neutre représentée, assure la connexion des orifices
189, 192 et 193, qui, dans une seconde position, relie l'orifice 189 à l'orifice 193 et l'orifice 190 à l'orifice
192 et, dans une troisième position, relie l'orifice
190 à l'orifice 192. Un clapet 196 de retenue commandé par la pression pilote est monté entre le raccord 164 et la canalisation 186, alors qu'un clapet 197 commandé par la pression pilote est monté entre le raccord 170 et la canalisation 187. Les canalisations 186, 187 sont reliées aux orifices 192 et 913 respectivement.
Le clapet de retenue 197 permet la circulation de la canalisation
187 au raccord 170 et empêche la circulation en sens opposé sauf lorsque la pression dans la canalisation 186 est suffisamment élevée. Le clapet 196 de retenue permet la circulation de la canalisation 186 au raccord 164 et empêche la circulation dans le sens opposé sauf lorsque la pression dans la canalisation 187 est suffisamment élevée.
Un distributeur 199 à deux positions et à commande manuelle a un orifice 200 relié au raccord 191, un orifice
201 relié à une canalisation 185, un orifice 202 relié par une canalisation 203 à une canalisation 83 et un organe
204 d'obturation qui, dans une première position, relie les orifices 200 et 201 l'un à l'autre et, dans une seconde position, relie les orifices 200 et 202 l'un à l'autre. Un distributeur 208 à trois positions, à commande manuelle et de montée-descente ou haut-bas a un orifice 209 relié à la canalisation 83, un orifice 210 relié à la canalisation
185, un orifice 211, un orifice 212 relié à un raccord
214 et un organe 213 d'obturation.
Dans la position neutre représentée, l'organe d'obturation 213 relie les orifices
210, 211, 212 ; en position "haut", il relie les orifices
209 et 212 d'une part et 210 et 211 d'autre part, et, dans une position "basse", il relie les orifices 209 et 211 d'une part et 210 et 212 d'autre part. L'orifice 211 est relié à l'orifice 218 d'un distributeur 217 à deux positions et à commande manuelle qui a un orifice 219, un orifice
220, un orifice 221 relié à la canalisation 185 et un organe 223 d'obturation.
Une soupape sélectrice 226 a un premier orifice relié par une canalisation 227 à un raccord 250, un second orifice relié à un raccord 228 et un troisième orifice relié à une canalisation 114 à une pression pilote. Lorsque la pression dans la canalisation 227 dépasse celle du raccord 228, l'organe d'obturation de la soupape 226 se déplace si bien que le fluide sous pression est transmis par la canalisation 227 à la canalisation 114 et, lorsque la pression dans la canalisation 227 est inférieure à celle du raccord 228, l'organe d'obturation de la soupape
226 se déplace si bien que la pression du fluide est transmise du raccord 228 à la canalisation 114 à laquelle est aussi reliée une canalisation 230.
Cette dernière est reliée à un orifice d'une soupape sélectrice 231 et un second orifice est relié à l'orifice 220, un troisième orifice étant relié au raccord 214. Ce dernier raccord 214 est relié par une canalisation 235 à un premier orifice d'une soupape sélectrice 232 qui a un autre orifice relié à la canalisation 237 qui est elle-même reliée au raccord
191 et un troisième orifice relié à la canalisation 101. Les soupapes sélectrices 226, 231 et 236 sont du même type et fonctionnent de la même manière, une pression étant transmise par la soupape 231 du raccord 214 à la canalisation 230 lorsque la pression au raccord 214 dépasse celle de l'orifice 220 et, lorsque la pression est plus faible au raccord 214, le fluide est transmis de l'orifice 220 à l'orifice 230.
Les canalisations 139 et 227 sont aussi reliées à un raccord 250 qui est relié par une canalisation à l'orifice 219. Un clapet 243 de retenue et une soupape
242 commandé par la pression pilote sont montés en parallèle par rapport aux raccords 240, 241, le raccord 241 étant relié par une canalisation à la canalisation 235. La soupape 242 est maintenue élastiquement en position fermée mais elle s'ouvre lorsque la pression au raccord 241 est suffisamment élevée alors que le clapet 243 de retenue empêche la circulation du raccord 241 au raccord 240 mais permet la circulation dans l'autre sens.
Un clapet
244 de retenue, commandé par la pression pilote, est monté entre les raccords 245, 246, et permet la circulation du fluide du raccord 245 au raccord 246 mais empêche la circulation du fluide dans l'autre sens, sauf lorsque la pression dans la canalisation pilote 247 dépasse une valeur prédéterminée. La canalisation 247 est reliée au raccord 240. Un rétrécissement réglable 248 est monté entre les raccords 245, 246, le raccord 245 étant raccordé à l'orifice 137. Le raccord 246 est relié à l'orifice 160. L'orifice 180 est relié par une canalisation 254 à une canalisation pilote 114.
Un clapet 257 de retenue et une soupape 258 commandée par la pression pilote, maintenue élastiquement en position fermée, sont montés en parallèle entre les canalisations 256 et 163. La soupape 258 est déplacée en position d'ouverture lorsque la pression dans la canalisation 256 dépasse une valeur prédéterminée alors que le clapet 257 permet la circulation de la canalisation 163 à la canalisation 56 mais l'empêche dans l'autre sens. La canalisation 256 est reliée à un raccord 265 de la canalisation 99.
Un clapet 263 de retenue et une soupape 264 à commande pilote maintenue élastiquement en position fermée, sont montés en parallèle entre les canalisations 162 et
262. La soupape 264 est commandée vers sa position d'ouver-
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une valeur prédéterminée alors que le clapet 263 empêche la circulation de la canalisation 262 à la canalisation 162 mais permet la circulation dans l'autre sens. La canalisattion 262 est reliée à un raccord 259 de la canalisation 96.
Un raccord 260 de la canalisation 153 est relié à un orifice d'une soupape sélectrice 252, un second orifice de cette dernière étant relié au raccord 127 et un troisième orifice à un accumulateur 253. Lorsque les pressions ne sont pas les mêmes aux raccords 127 et 260 et lorsque la pression de l'un des raccords dépasse celle de l'accumulateur, le fluide s'écoule du raccord à la plus haute pression vers l'accumulateur. Cependant, lorsque la pression dans l'accumulateur dépasse les pressions au niveau des deux raccords 127, 260, le fluide circule de l'accumulateur vers le raccord qui est à la pression la plus élevée. Grâce à l'accumulateur qui fait ainsi l'appoint de fluide hydraulique, les mandrins restent fermés pendant de longues périodes lorsque la tige de forage est descendue malgré les conditions thermiques ou les lentes fuites de fluide hydraulique.
On suppose, en référence à la description du fonctionnement de ce premier mode de réalisation de circuit de commande, que le distributeur 208 est dans la position basse, et que le distributeur 217 est dans sa position sous pression si bien que la canalisation 114 de fluide pilote communique avec les canalisations 230, 138, les orifices 220, 218, 211, 209 et la canalisation 83, et ainsi le distributeur 107 a ses orifices 108, 112 qui sont reliés et ses orifices 106, 111 qui sont aussi reliés. Lorsque les soupapes et distributeur ont les positions indiquées, la tige de forage avance vers le bas sous pression tout en tournant. En outre, lorsque la canalisation 138 est sous pression, l'organe 140 d'obturation se déplace si bien que l'orifice 135 est relié à l'orifice 137 et l'orifice 133 est relié à l'orifice 136.
En outre, on suppose que les distributeurs 188, 199 ont leurs organes d'obturation dans les positions représentées et que les organes de manoeuvre 183, 184 sont distants de l'organe 182 d'obturation qui se trouve dans la position représentée. Ainsi, à ce moment, les distributeurs 96, 94 ont leurs organes d'obturation qui assurent les connexions représentées et du fluide sous pression est transmis afin qu'il maintienne le mandrin inférieur en position fermée et le mandrin supérieur en position ouverte, et le distributeur 156 d'inversion d'avance a son organe d'obturation dans la position représentée.
Comme le fluide sous pression provenant de la canalisation 83 est transmis à la chambre supérieure des vérins d'avance supérieurs qui provoque un déplacement vers le haut des vérins supérieurs et ainsi augmente la pression du fluide des chambres inférieures qui s'écoule par les canalisations 176 vers les chambres inférieures 177 des vérins 21 afin qu'ils se déplacent, et le mandrin inférieur fermé descend afin qu'il fasse descendre la tige de forage sous pression pendant que celle-ci tourne. Il faut noter que le fluide s'échappant des chambres supérieures des vérins inférieurs s'écoule dans un organe
248 d'étranglement et passe en dérivation par rapport au clapet de retenue 244 qui est alors fermé. L'organe d'étranglement ou de rétrécissement peut être réglé afin qu'il règle la vitesse axiale de descente de la tige de forage.
Lorsque l'organe 183 de manoeuvre s'est suffisamment déplacé vers le haut pour que l'organe 182 d'obturation soit déplacé, l'orifice 180 est relié par l'orifice 179 à la canalisation pilote 92 si bien que l'organe 89 d'obturation dans cette séquence de déplacement de distributeur, assure la liaison des orifices 91 et 88 d'une part et 86 et 90 d'autre part. En conséquence, du fluide sous pression est transmis à la chambre inférieure du mandrin supérieur et la chambre supérieure du mandrin supérieur évacue du fluide. Cependant, lorsque le piston du mandrin supérieur se déplace vers sa position de serrage de mâchoires, la pression au raccord 144 ne suffit pas pour que la soupape 149 s'ouvre et le clapet 150 empêche l'évacuation du fluide de la chambre inférieure du mandrin inférieur.
En conséquence, le mandrin inférieur reste fermé lorsque le mandrin supérieur se ferme. Il faut noter que les cylindres d'avance cessent de se déplacer lorsque les mâchoires du mandrin supérieur se déplacent vers leur position de serrage ou lorsque la vitesse d'avance est plus élevée, avant le déplacement des mâchoires en position de serrage.
Après fermeture du mandrin supérieur, la pression dans la chambre inférieure du mandrin supérieur et dans la canalisation 143 augmente suffisamment pour que la soupape 149 s'ouvre et mette la canalisation 146 à une pression qui suffit pour que la soupape 150 s'ouvre. En conséquence, le fluide sous pression est transmis à la chambre supérieure du mandrin inférieur et permet aux mâchoires de se déplacer vers leur position d'ouverture (les mâchoires étant repoussées élastiquement vers leur position radialement externe).
En outre, après fermeture des mâchoires supérieures, la pression s'élève dans la canalisation 262 et provoque une ouverture de la soupape 264 si bien que l'organe 161 d'obturation se déplace et relie les orifices 159 et 160 d'une part et les orifices 158 et
157 d'autre part lorsque le fluide sous pression provenant de la canalisation 83 s'écoule dans la chambre supérieure des vérins inférieurs d'avance et dans les chambres supérieures des vérins supérieurs d'avance, avant évacuation par la canalisation 165. Ceci provoque un déplacement simultané des mandrins et vérins supérieurs et inférieurs d'avance, y compris l'organe 183 de manoeuvre qui s'écarte du distributeur 178 et de l'org ane 184 de manoeuvre qui se rapproche du distributeur 178.
Lorsque les vérins 22 se sont déplacés à proximité de l'extrémité de leur course vers le bas, l'organe 184 déplace l'organe d'obturation 182 et le ramène vers la position de raccordement des orifices 179 et 181, provoquant une réduction de pression dans la canalisation pilote 92, l'organe 89 d'obturation du distributeur de séquence d'avance étant rappelé élastiquement vers sa position de référence représentée sur la figure 7. Le fluide sous pression est alors conduit par la soupape 150 à la chambre inférieure du mandrin inférieur afin que celui-ci soit fermé.
Cependant, les clapets de retenue 117, 126 se ferment et maintient le mandrin supérieur en position de fermeture jusqu'à la fermeture du mandrin inférieur, et l'augmentation résultante de pression au niveau du raccord 118 provoque l'ouverture de la soupape 116 et la transmission de fluide vers la canalisation 120 afin que la soupape 126 soit ouverte, la chambre supérieure du mandrin supérieur recevant du fluide sous pression qui déplace le piston du mandrin vers sa position de libération des mâchoires.
Lorsque le mandrin inférieur s'est fermé, l'élévation de pression au raccord 165 provoque l'ouverture de la soupape 158 et l'organe 161 d'obturation revient vers la position représentée sur la figure 7, du fluide sous pression étant transmis aux chambres supérieures des vérins 22 afin que les cylindres .21, 22 soient déplacés simultanément en sens opposés, à distance l'un de l'autre. Le cycle de fonctionnement automatique se poursuit comme décrit précédemment jusqu'à ce que le distributeur 208 soit déplacé de sa position supérieure ou jusqu'à ce que l'un des autres distributeurs à commande manuelle soit déplacé à la main.
Lorsque le distributeur 208 est déplacé afin qu'il assure une avance vers le haut (retrait de la tige de forage), le distributeur 218 restant dans l'une de ses positions, les canalisations 230, 133 reçoivent du fluide à une pression élevée provenant de l'orifice 212 et par l'intermédiaire du raccord 214 et de la soupape sélectrice 231, et du fluide à une pression élevée est transmis à la canalisation 254 par la soupape 226. Ainsi, l'organe 110 d'obturation est déplacé de sa position de référence représentée sur la figure 7 de la manière indiquée précédemment.
En outre, étant donné la pression élevée au raccord 214, une pression élevée est transmise par la soupape 236 à la canalisation pilote du distributeur
94 si bien que les orifices 93 et 98 sont reliés l'un à l'autre et les orifices 95 et 97 sont reliés l'un à l'autre et à la canalisation pilote de la soupape 242 qui est ouverte et transmet la pression du fluide par la canalisation 247 afin que la soupape 244 soit ouverte et maintenue ouverte. Lorsque la soupape de 244 est retenue en position d'ouverture, la résistance opposée à l'évacuation du fluide des chambres supérieures du jeu de vérins d'avance
21, 22 est réduite et en conséquence le déplacement axial de la tige de forage vers le haut est plus rapide que le déplacement vers le bas.
Mis à part le fait indiqué précédemment et le fait que les mâchoires des mandrins supérieur et inférieur sont fermées lorsqu'elles sont déplacées vers le haut et ouvertes lorsqu'elles sont déplacées vers le bas au lieu d'être ouvertes lorsque les vérins respectifs d'avance se déplacent vers le haut et fermées lorsqu'ils se déplacent vers le bas dans le cas précédent d'avance vers le bas, l'opération de recul ou d'avance vers le haut peut être facilement comprise d'après l'opération d'avance vers le bas indiquée précédemment.
Lorsque le distributeur 217 est dans sa position de flottement" représentée sur la figure 7 et lorsque le distributeur 208 est dans sa position "basse", du fluide sous pression est transmis par la canalisation 227 et la soupape 226 aux canalisations 254, 114 dans le but indiqué précédemment et à la canalisation 139 afin que l'organe 140 d'obturation relie les orifices 135-137. En conséquence, du fluide sous pression destiné à déplacer les vérins d'avance ne provient pas de la pompe 81 mais plutôt de la masse de la tige de forage, dans l'hypothèse où le sens d'avance est descendant. L'ouverture et la fermeture des mâchoires des mandrins sont réalisées cycliquement comme décrit dans l'opération descendante et la commande du fonctionnement du distributeur 156 est la même.
Cependant, la masse de la tige de forage et le débit de fluide dans l'étranglement 248 règle la force descendante appliquée au trépan ; il faut noter que le fluide qui s'écoule à partir des chambres supérieures des vérins d'avance et vers celles-ci circule dans l'organe d'obturation 140, entre les orifices
136, 137, et que le distributeur 156 est manoeuvré de manière que le courant de retour de chacune des chambres supérieures des cylindres d'avance circule dans l'organe
248 d'étranglement.
Lorsque le distributeur 208 est dans sa position haute ou basse, un jeu de mâchoires de mandrin est toujours serré, cette caractéristique donnant une sécurité.
Lorsque le distributeur 208 à trois positions est dans sa position neutre et lorsque le distributeur 199 est dans position de fermeture comme représenté, les distributeurs 87, 94 et 107 sont dans les positions de référence représentées sur les dessins et du fluide sous pression est transmis aux chambres inférieures des vérins des mandrins si bien que toutes les mâchoires sont en position fermée et serrent la tige de forage 48. Dans une variante, lorsque le distributeur 208 est en position neutre et le distributeur 199 en position d'ouverture, du fluide sous pression est transmis à toutes les chambres supérieures des vérins des mandrins si bien que toutes les mâchoires sont maintenues en position d'ouverture et une tige de forage peut passer dans les mandrins.
Les organes de manoeuvre des mâchoires des mandrins sont maintenus en position d'ouverture car du fluide sous pression est transmis par les orifices 200, 202, la canalisation 237 et la soupape
236 à la canalisation pilote 101 si bien que les orifices
93 et 98 d'une part et les orifices 95 et 97 d'autre part sont reliés et permettent la transmission de fluide à la pression pilote aux canalisations pilotes des soupapes
116, 149 qui s'ouvrent et permettent la circulation du fluide vers les chambres supérieures des vérins des mandrins.
Lorsque le distributeur 208 à trois voies est en position neutre et lorsque le distributeur 199 est en position d'ouverture de mandrin, l'organe 100 d'obturation se déplace comme décrit dans le paragraphe précédent et, après manoeuvre du distributeur 188 afin que les orifices 193 et 189 d'une part et les orifices 192 et 190 d'autre part soient reliés, du fluide sous pression est transmis aux chambres supérieures des cylindres d'avance alors que la pression dans la canalisation 186 provoque l'ouverture de la soupape 197, le fluide pouvant être évacué des chambres supérieures des vérins inférieurs d'avance. En conséquence, les vérins supérieurs et inférieurs d'avance s'écartent l'un de l'autre, les deux mandrins étant ouverts.
D'autre part, lorsque le distributeur 188 est commandé manuellement afin qu'il relie l'orifice 190 à l'orifice 193 et l'orifice 189 à l'orifice 192, le fluide sous pression est transmis aux chambres supérieures des vérins inférieurs si bien que les vérins supérieurs et inférieurs d'avance se déplacent l'un vers l'autre.
Dans un mode de réalisation de l' invention considéré à titre purement illustratif, les soupapes 116,
149, 258, 164 s'ouvrent lorsque la pression pilote est au moins égale à 38,5 bars alors que la soupape 129 s'ouvre lorsque la pression pilote dépasse 3,5 bars environ.
On se réfère maintenant à la figure 8 pour la description d'un second mode de réalisation de circuit de commande hydraulique portant la référence 190. Le circuit de commande comprend une pompe hydraulique 81 reliée à un réservoir 82 de fluide. Une canalisation 291 sous pression relie la pompe au raccord 292 ; une soupape réglable
293 de dosage et une soupape réglable 294 à commande pilote retenue élastiquement en position d'ouverture, sont montées en série entre les raccords 292, 295 afin que, au cas où la pression au raccord 295 dépasse une valeur prédéterminée, la soupape 294 se ferme.
Le raccord 295 est relié à un orifice 296 d'un distributeur 300 à commande pilote qui a aussi des orifices
297, 298, 299 et un organe d'obturation retenu élastiquement dans une position dans laquelle il relie des orifices
296 et 299 et les orifices 297 et 298 mais, lorsque la pression dans la canalisation pilote 301 dépasse une valeur prédéterminée, l'organe d'obturation se déplace et relie l'orifice 296 à l'orifice 298, et l'orifice 297 à l'orifice 299. Un organe 305 d'étranglement est monté entre l'orifice 299 et le raccord 302, ce dernier étant relié à un raccord 303 qui est lui-même relié par une canalisation
304 à la chambre supérieure 38 d'un vérin 33. La chambre inférieure 39 est reliée par une canalisation 308 à un clapet de retenue 309 à commande pilote qui est lui-même relié par une canalisation à l'orifice 298.
Le clapet de retenue 309 permet au fluide de s'écouler de l'orifice 298 à la chambre 39, mais il empêche la circulation de la chambre vers l'orifice 298, sauf lorsque la pression dans la canalisation 304 dépasse une valeur prédéterminée.
L'orifice 297 est relié par une canalisation
310 à une soupape 311 à commande pilote qui est retenue élastiquement en position de fermeture tant que la pression dans la canalisation est inférieure à une valeur prédéterminée, mais elle s'ouvre lorsque la pression dépasse cette valeur. La soupape 311 est reliée au réservoir. Un distributeur 321 à commande pilote a des orifices 317 à 320, l'orifice 317 étant relié par une canalisation 316 à un raccord 315 de la canalisation 310, et un organe d'obturation qui est retenu élastiquement en position de raccordement des orifices 318 et 320 d'une part et 317 et 319 d'autre part. Lorsque du fluide sous pression est transmis par la canalisation pilote 322, l'organe d'obturation du distributeur 321 se déplace et relie les orifices 318 et
319 d'une part et les orifices 317 et 320 d'autre part.
Un organe 327 d'étranglement est monté entre l'orifice 320 et le raccord 322 qui est lui-même relié par une canalisation 323 à la chambre supérieure du vérin du mandrin inférieur. La chambre inférieure du vérin du mandrin inférieur est reliée par une canalisation 324 à un raccord 325. Un clapet de retenue 326 à commande pilote est relié de manière qu'il permette au fluide de s'écouler de l'orifice 319 au raccord 325, et il empêche la circulation du raccord 325 à l'orifice 319, sauf lorsque la pression dans la canalisation 323 dépasse une valeur prédéterminée. Une soupape sélectrice 329 a des orifices reliés à un raccord 328 placé dans la canalisation 308, à un raccord 325 et à un accumulateur 330 respectivement. L'accumulateur 330 a le même rôle que l'accumulateur du premier mode de réalisation.
Un distributeur 334 à deux positions et à commande pilote a un orifice 336 relié par une canalisation 335 à un raccord 292, un orifice 337 et un organe d'obturation maintenu élastiquement en position d'interruption de la circulation entre les orifices 336 et 337 ; cependant, lorsque la pression dans la canalisation 337 dépasse une valeur prédéterminée, il relie les orifices 336 et 337. Une soupape réglable 338 de dosage est montée entre les orifices 337 et 341 du distributeur 339 à commande pilote à trois positions qui a aussi des orifices 341 à 343.
Lorsque du fluide ayant une pression suffisamment élevée n'est pas transmis par l'une ou l'autre des canalisations pilotes
345 et 344, l'organe d'obturation du distributeur 339 se déplace vers sa position neutre et/ou y est retenu élastiquement si bien que du fluide ne s'écoule pas dans le distributeur, entre ses divers orifices ; lorsqu'une pression suffisamment élevée est appliquée par la canalisation pilote 345, l'orifice 341 est relié à l'orifice 343, et l'orifice 340 est relié à l'orifice 342, et, lorsqu'une pression suffisamment élevée est transmise par la canalisation pilote 344, l'organe d'obturation se déplace et relie les orifices 340 et 343 d'une part et les orifices 341 et
342 d'autre part.
Une canalisation 348 relie l'orifice 340 à un raccord de la canalisation 310 alors qu'une canalisation 349 est montée entre un raccord de la canalisation 348 et l'orifice 350 d'un distributeur 351 commandé par une pression pilote.
Le distributeur 351 a des orifices 352, 353 et un organe d'obturation qui est retenu élastiquement en position afin qu'il relie les orifices 352 et 353 et bouche l'orifice
350, et il est mobile sous la commande du fluide de la canalisation pilote 354 afin qu'il bouche l'orifice 352 et relie les orifices 350 et 353. L'orifice 353 est relié par une canalisation à l'orifice 355 d'un distributeur 357 de sens d'avance à commande pilote qui a aussi des orifices
356, 360, 361. L'orifice 360 est relié par une canalisation
365 à la chambre supérieure des vérins inférieurs alors que l'orifice 361 est relié par une canalisation 364 aux chambres supérieures 167 des cylindres supérieurs d'avance.
Un organe réglable 358 d'étranglement et un clapet de retenue 359 qui empêche la circulation de l'orifice 356 à l'orifice 342 mais la permet en sens opposé, sont montés en parallèle entre les orifices 342 et 356. Lorsque du fluide à une pression suffisamment élevée est transmis par la canalisation pilote 362, l'organe d'obturation du distributeur 357 se déplace et relie les orifices 355 et 361 d'une part et 356 et 360 d'autre part alors que, lorsqu'un fluide à une pression suffisamment élevée est transmis par la canalisation pilote 353, l'organe d'obturation relie l'orifice 356 à l'orifice 361 et l'orifice 355 à l'orifice 360. La canalisation pilote 363 est reliée au raccord 322 alors que la canalisation pilote 363 est reliée au raccord 302.
Un distributeur 368 d'ouverture-fermeture de mandrin, à commande manuelle, a un orifice 369 relié à une canalisation 291, un orifice 370 relié à une canalisation
310 et des orifices 371, 372. L'organe d'obturation du distributeur 368, dans la position représentée de référence, relie les orifices 369 et 372 d'une part et 370 et 371 d'autre part et, lorsqu'il est déplacé en position d'ouverture, il relie les orifices 369 et 371 d'une part et les orifices 370 et 372 d'autre part.
Le distributeur 374 de réglage de sens d'avance, commandé manuellement, a un orifice 375 relié à l'orifice
372, un orifice 376 relié à l'orifice 371, un orifice 377 relié à la canalisation 344 et un orifice 378. Lorsque l'organe d'obturation du distributeur 374 est dans sa position neutre représentée, il relie les orifices 375, 377,
378 ; dans sa position d'avance vers le bas, il relie les orifices 376 et 378 d'une part et les orifices 375 et 377 d'autre part. Dans sa position haute, il relie l'orifice
375 à l'orifice 378, et l'orifice 376 à l'orifice 377. L'orifice 378 est relié par une canalisation à la canalisation 379 et à un orifice 383 d'un distributeur 382 de réglage d'avance à pression flottante, commandé manuellement et qui a aussi un orifice 381 relié au réservoir et un orifice 384 relié à la canalisation 354.
Un distributeur 387 de déplacement de mandrin, à deux positions, a un orifice 388 relié à la canalisation
345, un orifice 389 relié à la canalisation 344, des orifices 390, 391 et un organe 392 d'obturation déplacé entre ses positions par des organes 183, 184 de manoeuvre. L'organe 392, dans la position représentée, relie les orifices 388 et 391 d'une part et les orifices 389 et 390 d'autre part et, dans son autre position, il relie les orifices 388 et 390 d'une part et les orifices 389 et 391 d'autre part.
Une soupape sélectrice 397 a un orifice relié par une canalisation 398 à l'orifice 390, un second orifice relié au raccord 303 et un troisième orifice relié à la canalisation 322. Lorsque la pression dans la canalisation 398 dépasse celle du raccord 303, la soupape sélectrice relie les canalisations 398 et 322 et, lorsque la pression au raccord 303 est plus élevée, la canalisation 322 est reliée par la soupape au raccord 303. Une soupape sélectrice 399 a l'un de ses orifices relié par la canalisation
400 à l'orifice 391, un second orifice relié par une canalisation à la canalisation 323 et un troisième orifice relié à la canalisation pilote 301.
Lorsque la pression dans la canalisation 400 dépasse celle de la canalisation
323, la soupape relie les canalisations 400 et 301 et, lorsque la presion dans la canalisation 323 dépasse celle de la canalisation 400, la canalisation 301 est reliée par la soupape à la canalisation 323.
On se réfère maintenant au fonctionnement du second mode de réalisation ; on suppose que le distributeur
374 est dans sa position basse, que le distributeur 368 est dans sa position de mandrin fermé comme représenté et que le distributeur 382 est dans sa position d'avance sous pression comme représenté. En conséquence, le fluide de la canalisation 344 est à une pression telle que le distributeur 339 est commandé par la pression pilote et relie les orifices 340 et 343 d'une part et 341 et 342 d'autre part. En outre, on suppose que l'organe 392 d'obturation est dans une position dans laquelle il relie les orifices 389 et 391 et les orifices 388 et 390 si bien que la canalisation 344 est reliée à la canalisation 400 et, par l'intermédiaire de la soupape 399, à la canalisation pilote 301.
En conséquence, les orifices 296 et 298 sont reliés si bien que du fluide sous pression est présent dans la chambre 39, et les mâchoires du mandrin supérieur sont maintenues dans leur position serrée. Comme le distributeur 321 est alors retenu élastiquement dans sa position de référence, du fluide sous pression est transmis par la canalisation 323 à la chambre supérieure 40 du mandrin inférieur afin que les mâchoires du mandrin inférieur se trouvent dans leur position de libération.
Lorsqu'une pression élevée existe dans la canalisation 323, la canalisation pilote 363 est mise sous pression de manière que le distributeur 357 ait ses orifices 356, 361 reliés afin que du fluide sous pression soit transmis aux chambres supérieures des vérins 22, les vérins supérieur et inférieur se déplaçant axialement en s'écartant l'un de l'autre, l'organe 133 de manoeuvre se rapprochant de l'organe
392 d'obturation.
Lorsque l'organe 183 de manoeuvre déplace l'organe d'obturation 392 afin qu'il relie les orifices 389 et 390 d'une part et 388 et 391 d'autre part, la canalisation pilote 322 est sous pression et manoeuvre le distributeur
321 afin que les orifices 318 et 319 d'une part et 317 et
320 d'autre part soient reliés. En conséquence, du fluide sous pression est transmis à la chambre inférieure 41 du mandrin inférieur si bien que les mâchoires du mandrin inférieur se déplacent vers leur position de fermeture et le fluide est chassé de la chambre supérieure du mandrin inférieur.
Etant donné l'organe 327 d'étranglement, pendant le déplacement des mâchoires inférieures vers leur position de serrage, la pression dans la canalisation 323 reste suffisamment élevée pour que la pression transmise par la soupape 399 à la canalisation 301 provoque le maintien de l'organe d'obturation du distributeur 300 dans une position telle que les mâchoires du mandrin supérieur restent en position de serrage et la canalisation 363 est aussi à une pression suffisante pour qu'elle maintienne l'organe d'obturation du distributeur 357 si bien que les vérins supérieur et inférieur d'avance sont arrêtés dans leurs positions les plus éloignées en direction axiale, pourvu qu'ils se soient déplacés dans ces positions avant le déplacement des mâchoires inférieures vers leurs positions de serrage.
Cependant, lorsque les mâchoires inférieures se sont déplacées vers les positions de serrage, la pression du fluide de la canalisation 323 diminue suffisamment pour que la canalisation pilote 301 ne soit plus à une pression suffisamment élevée pour que l'organe d'obturation du distributeur 300 ne puisse pas revenir sous l'action de son ressort vers sa position de référence afin que du fluide sous pression soit transmis par la canalisation 304 avec une pression suffisamment élevée pour que le clapet 309 soit ouvert, le fluide parvenant à la chambre 38 afin que les mâchoires soient déplacées en position de libération.
La pression dans la chambre supérieure du mandrin supérieur et dans la canalisation 304 lorsque la position du mandrin supérieur s'est déplacée vers la position basse, augmente suffisamment pour que la pression de la canalisation pilote 362 manoeuvre le distributeur 357 si bien que l'orifice 355 est relié à l'orifice 361 et l'orifice 356 est relié à l'orifice 360 afin que du fluide sous pression soit transmis aux chambres supérieures 172 des cylindres inférieurs d'avance qui se déplacent axialement l'un vers l'autre, l'organe 184 de manoeuvre étant déplacé vers l'organe d'obturation 392.
Lorsque l'organe 184 de manoeuvre coopère avec l'organe d'obturation 392, il revient vers une position de raccordement des orifices 388 et 390 d'une part et
389 et 391 d'autre part. Du fluide sous pression est alors appliqué à la canalisation pilote 301 et à l'organe d'obturation du distributeur 300 qui se déplace afin que du fluide sous pression soit transmis et déplace les mâchoires du mandrin supérieur vers leur position de serrage après que les vérins d'avance se sont déplacés à proximité de leurs positions axialement adjacentes, ou les cylindres d'avance sont fixes dans leurs positions axiales adjacentes.
Lorsque la pression dans la canalisation
304 diminue parce que le piston du mandrin supérieur cesse de remonter, l'organe d'obturation du distributeur 321 se déplace si bien que les mâchoires du mandrin inférieur s'ouvrent et la pression dans la canalisation pilote 363 s'élève alors afin que l'organe d'obturation du distributeur 357 se déplace et assure la transmission de fluide sous pression à la chambre supérieure 167 des vérins supérieurs d'avance.
Etant donné que les soupapes et distributeur 309, 397, 300 ont un type et un fonctionnement identiques à ceux des soupapes et distributeur 326, 399 et 321 respectivement et étant donné que les étranglements
305, 327 jouent des rôles identiques, il n'est pas nécessaire de décrire en détail le fonctionnement pour comprendre celui-ci à partir du moment où l'org ane 183 de manoeuvre vient au contact de l'organe 392 d'obturation, et jusqu'à ce que l'organe 184 de manoeuvre vienne au contact de l'organe 392 d'obturation.
Lorsque le distributeur 374 est déplacé vers la position de liaison des orifices 376 et 377 d'une part et 375 et 378 d'autre part à la place de la transmission du fluide à la pression pilote à la canalisation 344, le fluide est transmis à la canalisation 345 si bien que la pression pilote est appliquée à l'orifice 388 et au distributeur 339 et les orifices 340 et 343 sont reliés. En conséquence, la tige de forage est ramenée en retrait par la tête d'avance au lieu d'avancer vers le bas comme décrit précédemment en référence au fonctionnement du second mode de réalisation.
On suppose que le distributeur 374 est dans sa position neutre et que le distributeur 368 d'ouverturefermeture de mandrin est dans sa position fermée ; à ce moment les orifices du distributeur 387 sont reliés aux canalisations 291, quelle que soit la position de l'organe
392 et ainsi le fluide est transmis par les soupapes 397,
398 et les canalisations pilotes 301, 322. En conséquence, les organes d'obturation des distributeurs 300, 321 sont déplacés vers des positions dans lesquelles du fluide est transmis aux chambres inférieures des deux mandrins afin que les mâchoires des deux mandrins restent en position serrée.
De manière correspondante, lorsque le distributeur
374 est en position neutre et lorsque le distributeur 368 est ouvert, du fluide sous pression ne parvient pas à l'un ou l'autre des orifices 388, 389, et du fluide sous pression est transmis aux chambres supérieures des deux mandrins afin que les organes de manoeuvre des mâchoires gardent leurs positions de libération de mâchoires.
Lorsque le distributeur 368 est en position de fermeture et lorsque le distributeur 382 est dans sa position de flottement de la figure 8, alors que le distributeur 374 est dans sa position haute, du fluide sous pression est transmis par les orifices 383, 384 si bien que l'organe d'obturation du distributeur 351 relie les orifices 350, 353. Simultanément, du fluide sous pression est transmis par la canalisation 345 si bien que l'organe d'obturation du distributeur 339 se déplace et relie les orifices 340 et 342, et une pression est transmise à l'orifice 389.
Si l'on suppose que l'organe d'obturation
392 est dans la position de liaison des orifices 389 et
391 d'une part et 388 et 390 d'autre part, l'organe d'obturation du distributeur 321 est en position de liaison des orifices 318 et 319 si bien que les mâchoires du mandrin inférieur sont en position de serrage et que du fluide sous pression est transmis par le distributeur
300 à la chambre supérieure du mandrin supérieur et par la canalisation 362 de manière que le distributeur 357 ait ses orifices 360 et 356 d'une part et ses orifices 361 et
355 d'autre part reliés mutuellement. Comme la tige de forage tourne de façon continue, sa masse provoque sa descente si bien que le mandrin inférieur se déplace axialement dans le même sens.
Ceci oblige le fluide provenant des chambres supérieures des vérins inférieurs d'avance à circuler dans la canalisation 365, dans l'org ane 358 d'étranglement, de l'orifice 342 à l'orifice 340, dans la canalisation 349 puis à nouveau dans le distributeur
357 vers les chambres supérieures des vérins d'avance. Comme la canalisation 349 a une section relativement faible, l'organe 358 d'étranglement et cette canalisation règlent la vitesse de descente de la tige de forage et la force appliquée au trépan.
Lorsque les vérins inférieurs d'avance se déplacent près de leur position axiale la plus éloignée par rapport aux cylindres supérieurs, l'org ane 184 de manoeuvre coopère avec l'organe 392 d'obturation et relie les orifices 389, 390 et 388, 391, si bien que les mâchoires du mandrin supérieur se ferment et les mâchoires du mandrin inférieur s'ouvrent alors que les vérins d'avance sont arrêtés, et le distributeur 357 est alors manoeuvré dans l'autre position, les vérins supérieurs et inférieurs se déplaçant axialement en se rapprochant. On considère que la description précédente du fonctionnement est suffisante pour la compéhension de l'utilité de ces distributeurs à flottement vers le haut, sans que des détails supplémentaires soient nécessaires.
L'épaisseur axiale des gorges 38, 42 des parties
14, 36 de piston est suffisamment supérieure à celle de la bague 43 de retenue (par exemple d'environ 1,5 mm) pour que les parties de piston puissent se déplacer axialement sur une distance limitée l'une par rapport à l'autre. En conséquence, une partie de la charge encaissée par les mandrins est supportée par le roulement 37 et une partie est supportée par les roulements 60. En outre, étant donné les organes d'étranglement 127, 311, une contrepression suffisante est maintenue dans les mandrins pour que les jeux de roulements 37 et les parties 41, 36 de piston soient repoussés les uns vers les autres, bien que ces parties puissent se déplacer sur une distance limitée l'une par rapport à l'autre.
On se réfère maintenant à la figure 9 pour la description du troisième mode de réalisation de circuit de commande hydraulique portant la référence générale
425. Le circuit comporte une pompe hydraulique 81 reliée à un réservoir 82. Une canalisation 426 de fluide sous pression relie la pompe au raccord 427, et une soupape réglable 84 de dosage et une soupape réglable 85 commandées par la pression pilote et retenuesélastiquement en position d'ouverture sont montées en série entre le raccord 427 et l'orifice 429 d'un distributeur 428 commandé par la pression pilote de manière que, lorsque la pression à l'orifice 429 dépasse une valeur prédéterminée, la soupape 85 se ferme.
Le distributeur 428 a des orifices 430, 431, 432 et un organe d'obturation qui est retenu élastiquement dans une position dans laquelle il relie les orifices 429 et
432 d'une part et 430 et 431 d'autre part, mais lorsque la pression dans la canalisation pilote 434 dépasse une valeur prédéterminée, l'organe d'obturation se déplace et relie les orifices 429 et 431 d'une part et les orifices
430 et 432 d'autre part.
Un distributeur 437 qui est du même type que le distributeur 428 a un orifice 438 relié au raccord 442 qui est lui-même relié à l'orifice 432, un orifice 439 relié au raccord 443 qui est lui-même relié à l'orifice 431, des orifices 440, 441 et un organe d'obturation qui, dans la position représentée, relie les orifices
438 et 441 d'une part et 439 et 440 d'autre part ; cependant, lorsque la pression dans la canalisation 44 est suffisante, l'organe d'obturation se déplace et relie les orifices 438 et 440 d'une part et 439 et 441 d'autre part. Une canalisation relie l'orifice 440 au raccord 448.
Une soupape 449 commandée par une pression pilote et un clapet de retenue 450 sont montés en parallèle entre les raccords 448, 441, la soupape 449 étant retenue élastiquement en position de fermeture mais, lorsque la pression au raccord 448 dépasse une valeur réglable prédéterminée, la soupape 449 est commandée par la pression pilote et s'ouvre. Le clapet 450 a une orientation telle qu'il empêche la circulation du fluide du raccord 448 au raccord
451 mais la permet dans l'autre sens. Le raccord 451 est relié par une canalisation 453 à la chambre supérieure 38 du mandrin supérieur 31. Une canalisation 454 relie le raccord 455 à la chambre inférieure 39 du mandrin 31, un clapet de retenue 456 à commande pilote étant monté entre le raccord 455 et l'orifice 441.
Le clapet 456 permet la circulation du fluide de l'orifice 441 au raccord 455 mais empêche la circulation du fluide du raccord 455 à l'orifice
441 sauf lorsque la pression dans la canalisation 453 dépasse une valeur prédéterminée, et il est alors commandé par la pression pilote en position d'ouverture.
Une canalisation 459 relie le raccord 443 à un raccord 460 alors que le raccord 461 est relié par une canalisation 462 à la chambre supérieure 40 du mandrin inférieur 30. Un clapet de retenue 463 et une soupape 464 à commande pilote qui est retenue élastiquement en position de fermeture sont montés en parallèle entre les raccords
460 et 461. La soupape 464 est commandée par la pression en position d'ouverture lorsque la pression au raccord 460 dépasse une valeur prédéterminée, le clapet 463 empêchant la circulation du raccord 460 au raccord 461 mais la permettant dans l'autre sens. Un clapet de retenue 467 à commande pilote est monté entre les raccords 442 et 466, ce dernier étant lui-même relié par une canalisation 468 à la chambre inférieure 41 du mandrin inférieur.
Le clapet
467 permet la circulation du raccord 442 à la chambre inférieure 41 du mandrin inférieur mais empêche la circulation dans l'autre sens, sauf lorsque la pression au raccord 461 dépasse une valeur prédéterminée.
Une canalisation de retour relie l'orifice de sortie d'une soupape 129 à commande pilote au réservoir alors qu'une canalisation 470 relie l'orifice d'entrée de cette soupape à un orifice 430. La soupape 129 est maintenue élastiquement en position fermée mais s'ouvre lorsque la pression dans la canalisation 470 dépasse une valeur prédéterminée. Un raccord présent dans la canalisation 470 est relié par une canalisation à l'orifice 473 d'un distributeur 474 à commande pilote et à trois positions qui est maintenu élastiquement dans la position représentée.
Le distributeur 474 a aussi des orifices 475, 476 et 477 et un organe d'obturation qui est maintenu élastiquement afin qu'il empêche la circulation du fluide entre les orifices
473 et 475 à 477, l'organe d'obturation étant déplacé par le fluide à la pression de la canalisation 478 afin qu'il relie les orifices 473 et 477 d'une part et 475 et 476 d'autre part, l'organe d'obturation étant déplacé par le fluide à la pression de la canalisation pilote 479 afin qu'il relie les orifices 473 et 476 d'une part et 475 et
477 d'autre part.
L'orifice 477 est relié par une canalisation à l'orifice 481 d'un distributeur 480 à deux positions et à commande pilote, ayant aussi des orifices 482 à 484 et un organe d'obturation qui, lorsqu'une pression élevée est appliquée à une canalisation pilote 485, se déplace de manière qu'il relie les orifices 482 et 484 d'une part et 481 et 483 d'autre part, et, lorsqu'une pression élevée est appliquée à la canalisation pilote 486, l'organe d'obturation se déplace afin qu'il relie les orifices 481 et 484 d'une part et 482 et 483 d'autre part. L'orifice 483 est relié par une canalisation 490 aux chambres supérieures des vérins inférieurs d'avance alors que les chambres supérieures des vérins supérieurs sont reliées par une canalisation 491 à l'orifice 484.
Les chambres inférieures 177 des vérins inférieurs sont reliées par une canalisation 176 aux chambres inférieures 175 des vérins supérieurs. Un organe
545 d'étranglement de type réglable et un clapet de retenue 544 qui empêche la circulation d'un orifice 482 à un orifice 476 mais permet la circulation en sens opposé, sont montés en parallèle entre les orifices 476 et 482.
Un distributeur 493 d'inversion de mandrin, à deux positions, a un orifice 494, un orifice bouché 495, un orifice 496, un orifice 497 et un organe de retenue qui reste dans la position dans laquelle il a été déplacé en dernier. Des organes 183, 184 de maneuvre sont destinés à déplacer l'organe d'obturation. Lorsque l'organe 184 se déplace près de sa position la plus basse, il déplace l'organe d'obturation afin qu'il relie les orifices 494,
497 et, lorsque l'organe d'obturation 183 se déplace près de sa position la plus haute, il déplace l'org ane d'obturation afin qu'il relie les orifices 494 et 496.
Un distributeur 500 à trois positions et à commande manuelle a un orifice 501 relié par une canalisation à l'orifice 496, un orifice 502 relié par une canalisation à l'orifice 497, un orifice 503 relié à un raccord 505, un orifice 504 relié par une canalisation au raccord 506, et un organe d'obturation qui, dans la position neutre représentée, relie les orifices 501, 502, 504, et a une seconde position dans laquelle les orifices 502 et 503 d'une part et 501 et 504 d'autre part sont reliés, et une troisième position dans laquelle les orifices 501 et 503 d'une part et 502 et 504 d'autre part sont reliés.
Un distributeur 508 à trois positions, commandé manuellement, de montée et descente a un orifice 509 relié au raccord 519, un orifice 510 relié au raccord 514 de la canalisation 470, un orifice 511 relié au raccord 513 qui est lui-même relié au raccord 506, un orifice 512 relié au raccord 505 et un organe d'obturation. Dans la position neutre représentée, l'organe d'obturation relie les orifices
510-512 ; en position haute, il relie les orifices 509 et
512 d'une part et 510 et 511 d'autre part. En position basse, il relie les orifices 509 et 511 d'une part et les orifices 510 et 512 d'autre part. Le raccord 519 est relié à un raccord de la canalisation 426 à haute pression alors que l'orifice 475 est relié au raccord 520.
Un clapet de retenue 515 est monté entre le raccord 520 et la canalisation 470 de retour et il est orienté de manière qu'il permette la circulation du fluide de la canalisation de retour vers le raccord et empêche la circulation dans l'autre sens. Une soupape 516 à commande pilote maintenue élastiquement en position de fermeture est montée entre les raccords 519, 520. Lorsque la pression au niveau du raccord 519 est suffisamment supérieure à celle du raccord 520 et/ou à celle qui est transmise par la canalisation pilote 517, la soupape 516 s'ouvre. La canalisation
517 à la pression pilote est reliée au raccord 518.
Une soupape sélectrice 521 a un de ses orifices relié par une canalisation à l'orifice 522 d'un distributeur
523 à deux positions et à commande manuelle, un second orifice relié au raccord 518 et un troisième orifice relié à une canalisation pilote 479. Lorsque la pression à l'orifice 522 dépasse celle du raccord 518, l'organe d'obturation de la soupape 521 se déplace si bien que du fluide sous pression est transmis de l'orifice 522 à la canalisation 479 et, lorsqu'une pression plus élevée est appliquée au raccord 518 par rapport à, l'orifice 522, le fluide sous pression est transmis de l'orifice 524 à la canalisation 479.
Le distributeur 523 a aussi un orifice
524 relié au raccord 518, un orifice 525 relié au raccord
513, un orifice 526 relié par une canalisation au raccord
527 et un organe d'obturation qui, dans sa position "sous pression", relie les orifices 522 et 525 d'une part et
524 et 526 d'autre part alors que, dans sa position de "flottement", il relie les orifices 522 et 526 d'une part et les orifices 524 et 525 d'autre part.
Un distributeur 530 d'ouverture-fermeture de mandrin, ayant deux positions et à commande manuelle, a un orifice 531 qui est relié au raccord 527 qui est lui-même relié à la canalisation 470 de retour, un second orifice
572 relié au raccord 427 et un troisième orifice 533 relié à un raccord 534. Lorsque l'organe d'oburation du distributeur 530 est dans sa position de fermeture, les orifices
531 et 533 sont reliés alors que, lorsqu'il est dans sa position d'ouverture, les orifices 532 et 533 sont reliés.
Une canalisation pilote 435 relie le raccord
534 au distributeur 437 si bien que, lorsque la pression du ressort et la pression du fluide dans la canalisation
435, sous forme combinée, dépasse la pression dans la canalisation 444 (ou lorsque du fluide sous pression n'est pas transmis par l'une quelconque des lignes 435, 444), l'organe d'obturation du distributeur 437 est dans la position représentée mais lorsque la pression est inférieure à celle de la canalisation 444, l'organe d'obturation se déplace afin qu'il relie les orifices 441 et 439 d'une part et 440 et 438 d'autre part.
Une canalisation 538 relie l'orifice 494 du distributeur 493 à un orifice d'une soupape sélectrice 537 ayant un second orifice relié par une canalisation au raccord 534 et un troisième orifice relié à la canalisation pilote 434. Lorsque la pression dans la canalisation 538 dépasse celle du raccord 534, la soupape relie les canalisations 538 et 434 alors que, lorsque la pression au raccord
534 est plus élevée, la canalisation 434 est reliée par la soupape au raccord 534. Une soupape sélectrice 540 a l'un de ses orifices reliés par la canalisation 542 au raccord
506, un second orifice relié par une canalisation au raccord 541 et un troisième orifice relié à la canalisation pilote 444.
Lorsque la pression dans la canalisation
542 dépasse celle du raccord 541, la soupape relie les canalisations 542 et 444 alors que, lorsque la pression est plus élevée au raccord 541 que dans la canalisation 542, le raccord 541 est relié par la soupape à la canalisation 444. Le raccord 541 est relié par une canalisation au raccord
505 et à la canalisation 478.
Une soupape sélectrice 548 est reliée à un accumulateur 549 et entre les raccords 455, 466 de la même manière que la soupape sélectrice 252 est reliée à l'accumulateur 253 et aux raccords 127, 260 dans le premier mode de réalisation.
On se réfère maintenant au fonctionnement du troisième mode de réalisation de l'invention ; on suppose que l'organe d'obturation du distributeur 500 est dans une position telle que l'orifice 502 est relié à l'orifice
503, et l'orifice 501 à l'orifice 504, le distributeur
508 est dans sa position basse si bien que son orifice
511 est relié par la canalisation 542 à la canalisation pilote 444, si bien que le distributeur 437 a son orifice
438 relié à l'orifice 440 et son orifice 439 relié à l'orifice 441, le distributeur 523 étant dans sa position "sous pression" comme représenté si bien que du fluide sous pression est transmis du raccord 513 à la canalisation pilote 479 si bien que le distributeur 474 a ses orifices
473 et 576 d'une part et 475 et 477 d'autre part qui sont reliés mutuellement.
Lorsque les distributeurs indiqués ont les positions précisées, la tige de forage descend sous pression tout en tournant. En outre, on suppose que les distributeurs 493 et 530 ont leurs organes d'obturation dans les positions représentées, et que les organes de manoeuvre 183, 194 sont distants de l'organe d'obturation du distributeur 493. Ainsi, à ce moment, le distributeur
428 a son organe d'obturation qui assure les liaisons représentées et du fluide sous pression est transmis afin qu'il maintienne le mandrin inférieur en position de fermeture et le mandrin supérieur en position d'ouverture, et le distributeur 480 d'inversion d'avance a son organe d'obturation qui relie les orifices 481 et 484 d'une part et les orifices 482 et 483 d'autre part.
En conséquence, le fluide sous pression provenant de la canalisation 426 est transmis à la chambre supérieure des vérins supérieurs si bien que ces derniers se déplacent comme décrit en référence au premier mode de réalisation.
Lorsque l'organe 183 de man oeuvre s'est déplacé vers le haut suffisamment pour que l'organe d'obturation du distributeur 493 soit déplacé, l'orifice 496 est relié par l'orifice 494 à la canalisation pilote 434 si bien que l'organe d'obturation du distributeur 428 se déplace et relie les orifices 430 et 432 d'une part et 429 et 431 d'autre part. En conséquence, du fluide sous pression est transmis à la chambre inférieure du mandrin supérieur et la chambre supérieure évacue du fluide, et les mâchoires des mandrins et le distributeur 480 sont manoeuvrés comme décrit précédemment en référence au premier mode de réalisation. Ainsi, les différents organes 456, 449, 450, 463, 464,
467 et 480 ont un fonctionnement correspondant à ce qui a été décrit en référence aux organes 126, 116, 117, 148,
149, 150 et 156 respectivement du premier mode de réalisation.
Il faut noter que, lorsque l'organe de manoeuvre 184 descend afin qu'il déplace l'organe d'obturation du distributeur 493 vers le bas, à nouveau vers la position représentée, du fluide sous pression n'est plus transmis par la canalisation 538 et l'organe d'obturation du distributeur 428 revient dans la position indiquée sur la figure 9. La description qui précède et la description plus détaillée du fonctionnement du premier mode de réalisation rendent évident le fonctionnement de ce troisième mode de réalisation avec avance vers le bas sous pression.
On suppose que la tige de forage qui descend sous pression est constituée de tiges de longueur uniforme, et le fonctionnement du troisième mode de réalisation peut être interrompu à un emplacement quelconque par rapport au train de tiges de forage avant la fin du déplacement des vérins axialement dans un sens lors de la manoeuvre du distributeur 500 qui provoque la liaison des orifices 501 et 503 d'une part et 502 et 504 d'autre part. Cela suppose que, au moment où le distributeur 500 est ainsi manoeuvré, le distributeur 493 est dans la position représentée et l'organe de manoeuvre 183 se déplace vers le distributeur 493, du fluide sous pression étant transmis par la canalisation pilote 434 afin qu'il déplace l'organe d'obturation du distributeur 428.
Ensuite, les mâchoires du mandrin supérieur se ferment les mâchoires du mandrin inférieur s'ouvrent et l'organe d'obturation du distributeur 480 se déplace afin qu'il transmette du fluide sous pression aux chambres supérieures des vérins d'avance si bien que l'organe de manoeuvre 184 descend. A la fin de la course, l'organe 184 de manoeuvre est en butée contre l'organe d'obturation du distributeur 493 et, lorsqu'il se déplace vers cette position, il ne déplace pas l'organe d'obturation. En conséquence, le fonctionnement automatique de l'appareil d'avance cesse. Il faut noter que l'appareil peut être arrêté à l'une ou l'autre extrémité de la course d'un vérin d'avance, suivant le moment auquel le distributeur 500 est manoeuvré afin qu'il relie les orifices
501 et 503 d'une part et 502 et 504 d'autre part.
Le fonctionnement automatique peut être remis en outre par manoeuvre de l'organe d'obturation du distributeur 500 afin que les orifices 502 et 503 d'une part et 501 et 504 d'autre part soient reliés.
Lorsque ce troisième mode de réalisation doit être utilisé en mode flottant bas, les distributeurs à commande manuelle sont mis dans les mêmes positions que dans le mode à pression descendante, mais le distributeur 523 est commandé manuellement afin que l'orifice 525 soit relié à l'orifice 524 et l'orifice 526 à l'orifice 522. En conséquence, le fluide sous pression est transmis du raccord 518 à la canalisation pilote 479 afin que l'organe d'obturation du distributeur 474 soit déplacé comme décrit précédemment, et par l'intermédiaire de la canalisation pilote 517 afin que la soupape 516 empêche la circulation du fluide du raccord 519 au raccord 520. Les vérins d'avance ne _se déplacent pas lorsque du fluide sous pression est transmis par la pompe mais plutôt sous le poids du train de tiges.
Le fluide sous pression est évacué de la paire de chambres supérieures des vérins d'avance et passe dans le distributeur 480, l'organe 545 d'étranglement, l'orifice
473 et la canalisation 470 de retour, puis dans le clapet de retenue 515 jusqu'aux chambres supérieures des autres cylindres d'avance. L'ouverture et la fermeture des mâchoires des mandrins s'effectue comme indiqué précédemment.
Lorsque le troisième mode de réalisation de l'invention doit être utilisé en mode ascendant sous pression, le distributeur 508 est commandé de manière qu'il relie les orifices 508 et 512 d'une part et 510 et
511 d'autre part, le distributeur 500 est commandé de manière qu'il relie les orifices 502 et 503 d'une part et
501 et 504 d'autre part, et les distributeurs 523 et 530 ont les positions représentées. En conséquence, du fluide sous pression est transmis du raccord 505 à la canalisation
444 si bien que l'orifice 439 est relié à l'orifice 441 et l'orifice 438 à l'orifice 440, à la canalisation pilote
478 si bien que l'orifice 473 est relié à l'orifice 477 et l'orifice 475 à l'orifice 476, et à l'orifice 497 si bien que, lorsque le distributeur 493 est dans la position représentée, l'orifice 431 est relié à l'orifice 429 et l'orifice 430 à l'orifice 432.
A ce moment, du fluide sous pression est transmis aux chambres supérieures des cylindres supérieurs et l'organe 183 de manoeuvre se déplace vers le distributeur 493. Une quantité supplémentaire de fluide sous pression est alors appliquée aux chambres inférieures des mandrins supérieurs afin que les mâchoires des mandrins se ferment, et aux chambres supérieures des mandrins inférieurs afin que leurs mâchoires s'ouvrent. On considère que le reste du cycle automatique de fonctionnement du mode sous pression ascendante est évident d'après la description donnée précédemment pour les autres modes de réalisation et le premier notamment.
Lorsque le distributeur 508 de montée-descente est dans sa position neutre, le distributeur 500 a son orifice
501 relié à l'orifice 504 et son orifice 502 relié à l'orifice 503, et les distributeurs 530 et 523 sont dans les positions représentées, aucune canalisation pilote 478,
479 ne recevant du fluide sous pression. Ainsi, l'organe d'obturation du distributeur 474 est dans une position qui empêche la circulation du fluide et en conséquence les cylindres d'avance restent fixes. En outre, lorsque le distributeur 493 est dans l'une ou l'autre de ses positions, la pression dans la canalisation 434 est soit inférieure à celle de la canalisation 470 soit insuffisamment supérieure à celle-ci pour que l'organe d'obturation du distributeur 428 quitte la position représentée.
En outre, la différence de pression entre les canalisations 435 et 444 n'est pas suffisante pour que l'organe d'obturation du distributeur 437 quitte la position représentée. Ainsi, le fluide sous pression provenant de la canalisation 426 est transmis aux chambres inférieures des mandrins supérieurs et aux chambres inférieures des mandrins inférieurs si bien que les mâchoires des deux mandrins sont dans leurs positions de fermeture.
Lorsque les distributeurs 508, 500, 523 et 493 ont les positions indiquées au paragraphe précédent, mais lorsque le distributeur 530 est dans sa position d'ouverture de mandrin, l'ouverture 532 est reliée à l'orifice
533 afin que du fluide sous pression soit transmis au raccord 534 et par la canalisation pilote 435 si bien que l'organe d'obturation du distributeur 437 est dans la position représentée, le fluide étant transmis par la soupape sélectrice 537 et la canalisation 434 de manière que l'organe d'obturation du distributeur 428 soit déplacé en position qui relie les orifices 429 et 431 et les orifices 430 et 432.
En conséquence, du fluide sous pression provenant de la canalisation 426 est transmis aux chambres supérieures du mandrin supérieur et à la chambre supérieure du mandrin inférieur si bien que les mâchoires des deux mandrins sont ouvertes en même temps. Il faut noter que, lorsque l'org ane d'obturation du distributeur 508 est en position haute ou basse, le fluide dans la canalisation pilote 435, dû à la manoeuvre du distributeur 530 dans sa position d'ouverture de mandrin, et la pression du ressort, en combinaison, provoquent le déplacement de l'organe d'obturation du distributeur 437 malgré la pression pilote régnant dans la canalisation 444 si bien que les orifices 438, 441 sont reliés et les orifices 439, 440 sont reliés, et la pression pilote est transmise par la canalisation 434 au distributeur 428 (par la canalisation 538 ou le raccord 534)
si bien que les mâchoires des deux mandrins sont ouvertes même lorsqu'un seul des mandrins a eu ses mâchoires fermées. En outre, lorsque le distributeur 530 est dans sa position d'ouverture de mandrin, les mâchoires des deux mandrins sont ouvertes quel que soit le réglage du distributeur 500 ou 523.
Lorsque le distributeur 508 est à sa position neutre et lorsque l'organe d'obturation du distributeur
530 est dans sa position représentée de fermeture, les mâchoires des deux mandrins sont fermées.
Il faut noter que les termes "supérieur" et "inférieur" ont été utilisés afin que la description de l'invention soit facilitée et ils ne constituent nullement une restriction puisque la tête de forage peut par exemple tourner lors d'un forage en direction horizontale. En outre, il faut noter qu'on a décrit l'opération en référence aux surfaces 52, 53 des rampes qui sont inclinées comme représenté sur les dessins. Cependant, si ces surfaces sont inclinées dans l'autre sens, à la place de la transmission du fluide hydraulique sous pression aux chambres inférieures des mandrins lorsque les mâchoires doivent être déplacées en position de fermeture, le fluide est transmis aux chambres supérieures des mandrins.
Dans ce cas, il est avantageux que les organes de manoeuvre des mâchoires comportent un nombre paire de surfaces formant des rampes espacées circonférentiellement d'une manière régulière, les rampes de part et d'autre d'une surface formant une rampe ayant une inclinaison opposée par rapport à cette surface. En conséquence, la disposition inclinée convenable du manchon d'adaptation de tige d'entraînement par rapport aux organes de manoeuvre des mâchoires et le positionnement des mâchoires de manière que leurs surfaces de rampes soient convenablement inclinées permettent l'utilisation de l'appareil de manière que les mâchoires se déplacent vers leurs positions de fermeture par application de fluide sous pression aux chambres supérieures des mandrins ou aux chambres inférieures des mandrins.
Bien qu'on ait décrit les trois modes de réalisation de circuit de commande avec une canalisation 176 reliant les chambres inférieures des vérins inférieurs aux chambres inférieures des vérins supérieurs, il faut noter que la canalisation 176 peut relier les chambres supérieures des vérins supérieurs aux chambres supérieures des vérins inférieurs. Dans ce cas, les canalisations 165, 364, 491 sont reliées aux chambres inférieures des vérins supérieurs et les canalisations 174, 365, 490 aux chambres supérieures des vérins inférieurs et, lorsqu'une pression est transmise par les canalisations 163, 364, 491 aux vérins supérieurs, les vérins d'avance se déplacent en sens opposés axialement par rapport au sens indiqué précédemment.
Les pistons des mandrins peuvent être réalisés de manière que, par exemple dans le cas du piston 35, les flasques axiaux 36c soient éliminés, les découpes 45c et la gorge 42 de la partie 45 étant éliminées de même que la bague 43. Avec cette modification, des tiges axiales (non représentées) sont placées dans des trous espacés angulairement formés dans les parties 36, 45 afin que les parties ne puissent pas tourner l'une par rapport à l'autre mais puissent cependant se déplacer axialement. Dans cette variante de structure, le fluide sous pression dans les chambres maintient les surfaces 36d, 45d très près l'une de l'autre sur un angle de 360[deg.]C, les parties 36d et 45a étant distantes axialement.