CA3153570C - Perforateur hydraulique roto-percutant - Google Patents

Perforateur hydraulique roto-percutant

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Abstract

Le perforateur hydraulique roto-percutant comporte une partie d'injection de fluide comprenant une entrée d'alimentation de fluide et une gorge interne annulaire reliée fluidiquement à l'entrée d'alimentation de fluide ; un emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide relié fluidiquement à la gorge interne annulaire ; des joints d'étanchéité principaux avant et arrière disposés de part et d'autre de la gorge interne annulaire et configurés pour coopérer avec une première portion d'emmanchement de l'emmanchement; un joint d'étanchéité de secours arrière situé à l'arrière du joint d'étanchéité principal arrière et configuré pour coopérer avec une deuxième portion d'emmanchement de l'emmanchement; un passage de fuite défini entre l'emmanchement et la partie d'injection de fluide ; des moyens de génération de pertes de charge configurés pour générer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un écoulement de fuite s'écoule dans le passage de fuite.

Description

1 PERFORATEUR HYDRAULIQUE ROTO-PERCUTANT DESCRIPTION La presente invention concerne un perforateur hydraulique rota percutant plus specialement utilise sur une installation de forage.
Une installation de forage comprend de fac;on connue un perforateur hydraulique roto-percutant monte coulissant sur une glissiere et entrainant une ou plusieurs barres de forage, la derniere de ces barres de forage portant un outil appele 1 0 taillant qui est au contact de la roche. Un tel perforateur a generalement pour objectif de farer des trous plus ou mains profonds afin principalement de pouvoir y placer des charges explosives. Le perforateur est done !'element principal d'une installation de forage qui, d'une part, confere au taillant la mise en rotation et la mise en percussion par l'intermediaire des barres de forage de fac;on a penetrer la roche, et d'autre part, fournit 15 un fluide d'injection de maniere a extraire les debris du trou fore.
Le perforateur comprend plus particulierement : - une partie d'injection de fluide comprenant un passage longitudinal, une entree d'alimentation de fluide destinee a etre reliee fluidiquement a une source de fluide d'injection et une gorge interne annulaire reliee fluidiquement a l'entree d'alimentation de 20 fluide et debouchant dans le passage longitudinal, et - un emmanchement destine a etre couple aux barres de forage, l'emmanchement presentant un axe longitudinal et s'etendant dans le passage longitudinal de la partie d'injection de fluide de telle sorte que la gorge interne annulaire de la partie d'injection de fluide s'etende autour de l'emmanchement, l'emmanchement 25 comportant un conduit d'injection de fluide debouchant a une extremite avant de l'emmanchement, et un orifice de communication configure pour relier fluidiquement la gorge interne annulaire et le conduit d'injection de fluide.
Le fluide d'injection s'ecoule ainsi a travers l'emmanchement, les barres de forage et le taillant, et ressort les debris de materiaux a farer hors du trou en cours de 30 forage.
Dans certaines applications, notamment dans les mines et carrieres sousterraines, l'eau constitue ce fluide d'injection, ce qui permet d'eviter que les poussieres de roche se repandent dans !'atmosphere lorsqu'elles ressortent du trou en cours de forage.
La totalite du fluide d'injection utilise doit servir a !'evacuation des debris. A cette fin, des joints d'etancheite principaux avant et arriere, generalement des joints d'etancheite dits « en U », sont disposes de part et d'autre de la gorge interne annulaire Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 2 prevue dans la partie d'injection de fluide de maniere a contenir le fluide d'injection dans une chambre d'injection definie par la gorge interne annulaire et l'emmanchement.
Compte tenu de la vitesse de rotation de l'emmanchement, de la pression du fluide d'injection, des etats de surfaces parfois approximatifs de l'emmanchement et 5 des desaxages potentiels de l'emmanchement lie a l'usure d'elements de guidage prevus sur le perforateur, les joints d'etancheite principaux avant et arriere s'usent et sont susceptibles de laisser s'echapper du fluide d'injection hors de la chambre d'injection, et notamment en direction de zones pressurisees et hydrauliques du perforateur.
Or, la presence de fluide d'injection, incompressible et non lubrifiant, dans 1 O les zones pressurisees et hydrauliques precitees du perforateur entraine rapidement des consequences irreversibles sur le perforateur, impliquant une immobilisation de ce dernier, une perte de production et des coots de reparation tres eleves. En effet, lorsqu'un fluide non lubrifiant penetre dans la zone pressurisee du perforateur, ce fluide s'immisce notamment au niveau de paliers rotatifs du perforateur et est susceptible d'entrainer un 15 grippage du perforateur. Le fluide d'injection peut egalement, selon sa nature, corroder l'interieur du perforateur dans la zone hydraulique, et potentiellement des portees de joints hydrauliques, ce qui engendre a minima une fuite hydraulique et requiert le remplacement de la piece endommagee en plus des joints concernes. Enfin, si un fluide incompressible se trouve entre l'avant du piston de frappe et la surface receptrice de 20 l'emmanchement, done a la frontiere des zones pressurisees et hydrauliques, la pression de ce fluide d'injection augmente tres fortement, ce qui a pour consequence, compte tenu des tres faibles jeux prevus dans le perforateur, de deplacer des joints d'etancheite du perforateur hors de leurs logements receptifs, et done de bloquer immediatement le perforateur. Or, un tel blocage du perforateur induit d'importants coots de reparation. 25 Pour lutter contre la penetration de fluide d'injection dans la partie interne du perforateur, ii est connu de placer un joint d'etancheite additionnel, dit de secours, a l'arriere du joint d'etancheite principal arriere, et de prevoir, sur la partie d'injection et entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere, un orifice d'evacuation de fluide s'etendant sensiblement radialement et debouchant dans 30 un passage de fuite defini par un jeu fonctionnel entre l'emmanchement et la partie d'injection. Un tel orifice d'evacuation de fluide permet a un fluide d'injection s'ecoulant dans le passage de fuite, en raison d'une fuite du joint d'etancheite principal arriere, de sortir du perforateur. L'evacuation de fluide d'injection via cet orifice d'evacuation de fluide est censee en outre interpeller l'operateur afin qu'il arrete le perforateur et change le ou 35 les joints d'etancheite defaillants.
A l'arriere du joint d'etancheite de secours arriere se trouve la zone pressurisee precitee, qui est balayee par un debit de fluide compressible, generalement Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 3 lubrifie pour limiter les usures et la corrosion. La pression de ce fluide compressible limite les penetrations de fluide d'injection dans la zone pressurisee.
Cependant, lorsqu'un joint d'etancheite principal arriere fuit et que le fluide d'injection est a haute pression, la fuite se materialise par un jet de forme filaire ou 5 tubulaire, autour de l'emmanchement, sur une partie angulaire de ce dernier ou bien sur toute sa circonference. Le jet ainsi genere possede une vitesse tres importante, done une pression dynamique tres importante. Ce jet de fluide d'injection est susceptible de soulever le joint d'etancheite de secours arriere, de s'ecouler entre ce dernier et l'emmanchement et done de penetrer dans la zone pressurisee, dont la pression statique 1 0 se trouve bien inferieure a la pression dynamique du fluide d'injection. Le perforateur se remplit alors de fluide incompressible et s'endommage tres rapidement. Ce phenomene peut se produire avec une pression statique mesuree dans le passage de fuite pourtant inferieure a la pression de pressurisation.
La presente invention vise a remedier a ces inconvenients. 15 Le probleme technique a la base de !'invention consiste done a fournir un perforateur hydraulique roto-percutant qui soit de structure simple et economique, tout en limitant les risques de penetration de fluide d'injection dans une partie interne du perforateur recevant une partie arriere d'un emmanchement et un piston de frappe du perforateur. 20 A cet effet, la presente invention concerne un perforateur hydraulique rotopercutant comportant : - un corps de perforateur, - une partie d'injection de fluide prevue sur une partie avant du corps de perforateur, la partie d'injection de fluide comprenant un passage longitudinal, une entree 25 d'alimentation de fluide destinee a etre reliee fluidiquement a une source de fluide d'injection et une gorge interne annulaire reliee fluidiquement a l'entree d'alimentation de fluide et debouchant dans le passage longitudinal, - un emmanchement destine a etre couple a au mains une barre de forage equipee d'un outil, l'emmanchement presentant un axe longitudinal et s'etendant dans le 30 passage longitudinal de la partie d'injection de fluide, la gorge interne annulaire s'etendant autour de l'emmanchement, l'emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide s'etendant sur au mains une partie de la longueur de l'emmanchement et un orifice de communication configure pour relier fluidiquement la gorge interne annulaire et le conduit d'injection de fluide, 35 - un piston de frappe monte coulissant a l'interieur du corps de perforateur suivant un axe de frappe et configure pour trapper l'emmanchement, Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 4 - un joint d'etancheite principal avant et un joint d'etancheite principal arriere qui sont annulaires et qui s'etendent chacun autour de l'emmanchement, les joints d'etancheite principaux avant et arriere etant fixes a la partie d'injection de fluide et etant disposes axialement de part et d'autre de la gorge interne annulaire, les joints 5 d'etancheite principaux avant et arriere etant configures pour cooperer de maniere etanche avec une premiere portion d'emmanchement de l'emmanchement, - un joint d'etancheite de secours arriere qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement, le joint d'etancheite de secours arriere etant situe a l'arriere du joint d'etancheite principal arriere et etant fixe a la partie d'injection de fluide, le joint 1 o d'etancheite de secours arriere etant configure pour cooperer de maniere etanche avec une deuxieme portion d'emmanchement de l'emmanchement, - un passage de fuite qui est defini entre l'emmanchement et la partie d'injection de fluide et qui s'etend du joint d'etancheite principal arriere jusqu'au joint d'etancheite de secours arriere, un ecoulement de fuite etant destine a s'ecouler dans le 15 passage de fuite en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal arriere, - au mains un orifice d'evacuation de fluide qui est prevu sur la partie d'injection de fluide et qui est relie fluidiquement au passage de fuite, l'au mains un orifice d'evacuation de fluide etant configure pour evacuer l'ecoulement de fuite s'ecoulant dans 20 le passage de fuite vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto-percutant, caracterise en ce que la premiere portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un premier diametre externe, et la deuxieme portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un deuxieme diametre externe qui est strictement superieur au premier diametre externe, et en ce que le perforateur 25 hydraulique roto-percutant comporte des moyens de generation de pertes de charge disposes dans le passage de fuite et configures pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes de charge comportant une surface de deviation prevue sur l'emmanchement et situee, et par exemple situee axialement, entre la premiere 30 portion d'emmanchement et la deuxieme portion d'emmanchement, la surface de deviation etant configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite en direction du joint d'etancheite de secours arriere, dans une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de l'emmanchement, c'est-a-dire qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement. 35 La presence de tels moyens de generation de pertes de charge au sein du passage de fuite permet, en cas de fuite du joint d'etancheite principal arriere, de reduire sensiblement la vitesse d'ecoulement d'un ecoulement de fuite s'ecoulant depuis le joint Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 d'etancheite principal arriere et en direction du joint d'etancheite de secours arriere, et done de diminuer sensiblement la pression dynamique exercee sur le joint d'etancheite de secours arriere.
Ainsi, la configuration specifique du perforateur selon la presente invention 5 confere une duree de vie accrue au joint d'etancheite de secours arriere, ce qui reduit la frequence de remplacement de ce dernier.
De plus, compte tenu de la diminution de la pression dynamique exercee sur le joint d'etancheite de secours arriere par un eventuel ecoulement de fuite provenant du joint d'etancheite principal arriere, la pression de pressurisation regnant a l'arriere du joint 1 0 d'etancheite de secours arriere sera suffisante pour repousser une potentielle intrusion de fluide d'injection dans la partie pressurisee du perforateur.
Par consequent, la configuration specifique du perforateur selon la presente invention permet de conferer a ce dernier une fiabilite et une securite d'utilisation accrues.
Le perforateur hydraulique roto-percutant peut en outre presenter une ou 15 plusieurs des caracteristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selan un mode de realisation de !'invention, les moyens de generation de pertes de charge sont configures de telle sorte que le passage de fuite presente une section de passage qui varie entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est configuree pour devier l'ecoulement de fuite d'une direction d'ecoulement sensiblement parallele a l'axe longitudinal de l'emmanchement a une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de l'emmanchement, c'est-a-dire qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite en direction du joint d'etancheite de secours arriere, de telle sorte que l'ecoulement de fuite s'ecarte, c'est-a-dire s'eloigne, de l'axe longitudinal de l'emmanchement. En d'autres termes, la surface de deviation s'etend vers le joint d'etancheite de secours arriere en 30 s'ecartant de l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est annulaire.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation s'etend transversalement a l'axe longitudinal de l'emmanchement, c'est-a-dire selon une direction 35 d'extension qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 6 Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement selon un angle d'inclinaison compris entre 1 et 89°, et par exemple entre 30 et 60°.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation presente 5 une forme globalement tronconique.
Selan un autre mode de realisation de !'invention, la surface de deviation s'etend sensiblement perpendiculairement a l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Selan un autre mode de realisation de !'invention, la surface de deviation diverge en direction du joint d'etancheite de secours arriere.
Selan un autre mode de realisation de !'invention, la surface de deviation diverge en direction du joint d'etancheite principal arriere.
Selan un autre mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est au mains en partie formee par une portion de surface concave qui est courbee et qui presente un rayon de courbure.
Selan un mode de realisation de !'invention, l'emmanchement comporte une collerette de deviation qui est prevue sur une surface exterieure de l'emmanchement et qui comporte la surface de deviation.
Selan un mode de realisation de !'invention, l'emmanchement comporte une gorge annulaire prevue sur la surface externe de l'emmanchement et situee, et par 20 exemple situee axialement, entre la premiere portion d'emmanchement et la surface de deviation, le diametre minimal de la gorge annulaire etant inferieur au premier diametre externe de la premiere portion d'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, le passage de fuite comporte une chambre d'evacuation qui s'etend au mains en partie autour de l'emmanchement et 25 qui est situee, et par exemple situee axialement, entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere, l'au mains un orifice d'evacuation de fluide debouchant dans la chambre d'evacuation.
Selan un mode de realisation de !'invention, la chambre d'evacuation est annulaire.
Selan un mode de realisation de !'invention, la partie d'injection de fluide comporte une gorge d'evacuation annulaire debouchant dans le passage longitudinal et delimitant en partie la chambre d'evacuation.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation est configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite en 35 direction du joint d'etancheite de secours arriere, en direction d'une paroi de fond de la gorge d'evacuation annulaire.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 7 Selan un mode de realisation de !'invention, l'emmanchement comporte une portion de liaison situee axialement entre les premiere et deuxieme portions d'emmanchement, la portion de liaison comportant une surface circonferentielle externe presentant une rugosite de surface qui est configuree pour generer des pertes de charge 5 dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes de charge etant au mains en partie formes par la rugosite de surface de la surface circonferentielle externe.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface circonferentielle externe de la portion de liaison presente une rugosite de surface qui est superieure a la 1 0 rugosite de surface des surfaces circonferentielles externes des premiere et deuxieme portions d'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la partie d'injection de fluide comporte une portion intermediaire arriere qui est situee axialement entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere, la portion 15 intermediaire arriere comportant une surface circonferentielle interne presentant une rugosite de surface qui est configuree pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes etant au mains en partie formes par la rugosite de surface de la surface circonferentielle interne. 20 Selan un mode de realisation de !'invention, la surface circonferentielle interne presente une rugosite de surface qui est superieure a la rugosite de surface des autres surfaces circonferentielles internes de la partie d'injection de fluide.
Selan un mode de realisation de !'invention, le perforateur hydraulique rotopercutant comprend en outre un dispositif d'entrainement en rotation configure pour 25 entrainer en rotation l'emmanchement autour d'un axe de rotation sensiblement confondu avec l'axe de frappe.
Selan un mode de realisation de !'invention, le perforateur hydraulique rotopercutant comprend en outre : - un joint d'etancheite de secours avant qui est annulaire et qui s'etend 30 autour de l'emmanchement, le joint d'etancheite de secours avant etant situe a l'avant du joint d'etancheite principal avant et etant fixe a la partie d'injection de fluide, le joint d'etancheite de secours avant etant configure pour cooperer de maniere etanche avec une troisieme portion d'emmanchement de l'emmanchement, - un passage de fuite additionnel qui est defini entre l'emmanchement et la 35 partie d'injection de fluide et qui s'etend du joint d'etancheite principal avant jusqu'au joint d'etancheite de secours avant, un ecoulement de fuite etant destine a s'ecouler dans le Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 8 passage de fuite additionnel en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal avant, - au mains un orifice d'evacuation de fluide additionnel qui est prevu sur la partie d'injection de fluide et qui est relie fluidiquement au passage de fuite additionnel, 5 l'au mains un orifice d'evacuation de fluide additionnel etant configure pour evacuer l'ecoulement de fuite s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto-percutant, - des moyens de generation de pertes de charge additionnels disposes dans le passage de fuite additionnel et configures pour generer des pertes de charge dans le 1 0 passage de fuite additionnel lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite additionnel.
Selan un mode de realisation de !'invention, la troisieme portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un troisieme diametre externe qui est strictement inferieur au premier diametre externe. 15 Selan un mode de realisation de !'invention, la partie d'injection de fluide comporte une premiere portion et une deuxieme portion comportant respectivement une premiere surface interne et une deuxieme surface interne qui sont globalement cylindriques, les joints d'etancheite principaux avant et arriere etant fixes dans deux rainures de fixation annulaires prevues respectivement sur les premiere et deuxieme 20 surfaces internes.
Selan un mode de realisation de !'invention, la partie d'injection de fluide comporte une portion arriere comportant une surface interne arriere qui est globalement cylindrique, le joint d'etancheite de secours arriere etant fixe dans une rainure de fixation annulaire prevue sur la surface interne arriere. La portion arriere est disposee a l'arriere 25 des premiere et deuxieme portions.
Selan un mode de realisation de !'invention, la partie d'injection de fluide comporte une portion avant comportant une surface interne avant qui est globalement cylindrique, le joint d'etancheite de secours avant etant fixe dans une rainure de fixation annulaire prevue a la surface interne avant. La portion avant est disposee a l'avant des 30 premiere et deuxieme portions.
Selan un mode de realisation de !'invention, les moyens de generation de pertes de charge additionnels comportent une surface de deviation additionnelle prevue sur la partie d'injection de fluide et situee, et par exemple situee axialement, entre la premiere portion d'emmanchement et la deuxieme portion d'emmanchement, la surface 35 de deviation additionnelle etant configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel en direction du joint d'etancheite de secours avant, dans une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 9 l'emmanchement, c'est-a-dire qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle est configuree pour devier l'ecoulement de fuite d'une direction 5 d'ecoulement sensiblement parallele a l'axe longitudinal de l'emmanchement a une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de l'emmanchement, c'esta- dire qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle est configuree pour devier l'ecoulement de fuite en direction de l'axe 10 longitudinal de l'emmanchement.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface interne avant presente un diametre interne qui est inferieur au diametre interne de la premiere surface interne.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation 15 additionnelle est annuaire et relie la surface interne avant a la premiere surface interne.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement selon un angle d'inclinaison compris entre 1 et 89°, et par exemple entre 30 et 60°.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation 20 additionnelle converge en direction du joint d'etancheite principal avant.
Selan un mode de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle converge en direction du joint d'etancheite de secours avant.
Selan un mode de realisation de !'invention, le passage de fuite additionnel comporte une chambre d'evacuation additionnelle qui s'etend au mains en partie autour 25 de l'emmanchement et qui est situee, et par exemple situee axialement, entre le joint d'etancheite principal avant et le joint d'etancheite de secours avant, l'au mains un orifice d'evacuation additionnel debouchant dans la chambre d'evacuation additionnelle.
La presente invention sera bien comprise a l'aide de la description qui suit en reference aux figures annexees, dans lesquelles des signes de references identiques 30 correspondent a des elements structurellement et/ou fonctionnellement identiques ou similaires.
Figure 1 est une vue schematique en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un premier mode de realisation de !'invention.
Figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale du perforateur 35 hydraulique roto-percutant de la figure 1.
Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un deuxieme mode de realisation de !'invention.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 Figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un troisieme mode de realisation de !'invention.
Figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un quatrieme mode de realisation de !'invention. 5 Figure 6 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un cinquieme mode de realisation de !'invention.
Figure 7 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un sixieme mode de realisation de !'invention.
Figure 8 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur 1 0 hydraulique roto-percutant selon un septieme mode de realisation de !'invention.
Figure 9 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un huitieme mode de realisation de !'invention.
Les figures 1 et 2 representent un premier mode de realisation d'un perforateur hydraulique roto-percutant 2 qui est destine a la perforation de trous de mine. 15 Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte plus particulierement un corps de perforateur 3 qui est configure pour etre monte coulissant sur une glissiere (non representee sur les figures) prevue sur un engin porteur.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend un systeme de frappe 4 comportant un piston de frappe 5 monte coulissant de fac;on alternative dans un cylindre 20 de piston 6, qui est defini par le corps de perforateur 3, suivant un axe de frappe A. Le piston de frappe 5 et le cylindre de piston 6 delimitent une premiere chambre de commande 7 qui est annulaire, et une deuxieme chambre de commande 8 qui a une section transversale plus importante que celle de la premiere chambre de commande 7 et qui est antagoniste a la premiere chambre de commande 7. 25 Le systeme de frappe 4 comprend en outre un distributeur de commande 9 agence pour commander un mouvement alternatif du piston de frappe 5 a l'interieur du cylindre de piston 6 alternativement suivant une course de frappe et une course de retour.
Le distributeur de commande 9 est configure pour mettre la deuxieme chambre de commande 8, alternativement en relation avec un conduit d'alimentation en fluide a haute 30 pression 11, tel qu'un conduit d'alimentation en fluide incompressible a haute pression, lors de la course de frappe du piston de frappe 5, et avec un conduit de retour de fluide a basse pression 12, tel qu'un conduit de retour de fluide incompressible a basse pression, lors de la course de retour du piston de frappe 5. La premiere chambre de commande 7 est avantageusement alimentee en permanence en fluide a haute pression 35 par un canal d'alimentation 13 relie au conduit d'alimentation en fluide a haute pression 11.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 11 Le conduit d'alimentation en fluide a haute pression 11 et le conduit de retour de fluide a basse pression 12 appartiennent a un circuit d'alimentation hydraulique principal dont est pourvu le systeme de frappe 4.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte en outre un 5 emmanchement 14 destine a etre couple, de maniere connue, a au mains une barre de forage (non representee sur les figures) equipee d'un outil, egalement nomme taillant.
L'emmanchement 14 s'etend longitudinalement selon un axe longitudinal qui est avantageusement confondu avec l'axe de frappe A, et comporte une premiere portion d'extremite 15 tournee vers le piston de frappe 5 et pourvue d'une face d'extremite 15.1 1 0 contre laquelle est destine a trapper le piston de frappe 5 au cours de chaque cycle de fonctionnement du perforateur hydraulique roto-percutant 2, et une deuxieme portion d'extremite 16, opposee a la premiere portion d'extremite 15, destinee a etre couplee a l'au mains une barre de forage.
L'emmanchement 14 comporte un conduit d'injection de fluide 17 s'etendant 15 longitudinalement et debouchant dans une face d'extremite 16.1 de la deuxieme portion d'extremite 16. L'emmanchement 14 comporte de plus un orifice de communication 18 debouchant radialement respectivement dans le conduit d'injection de fluide 17 et dans la surface exterieure de l'emmanchement 14.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte en outre une partie 20 d'injection de fluide 19 prevue sur une partie avant du corps de perforateur 3. La partie d'injection de fluide 19 peut par exemple etre montee de maniere amovible sur la partie avant du corps de perforateur 3.
Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, la partie d'injection de fluide 19 comprend corps d'injection 21 qui est globalement tubulaire et qui 25 est dispose autour de l'emmanchement 14. Le corps d'injection 21 comporte ainsi un passage longitudinal 22 dans lequel s'etend l'emmanchement 14.
Le corps d'injection 21 comporte en outre une entree d'alimentation de fluide 23 reliee fluidiquement a un conduit d'amenee de fluide 24 qui est relie a une source de fluide d'injection, et une gorge interne annulaire 25 qui s'etend autour de 30 l'emmanchement 14 et dans le fond de laquelle debouche l'entree d'alimentation de fluide 23. L'orifice de communication 18 prevu sur l'emmanchement 14 debouche dans la gorge interne annulaire 25 de telle sorte que le conduit d'injection de fluide 17 est relie fluidiquement au conduit d'amenee de fluide 24 via la gorge interne annulaire 25 et l'entree d'alimentation de fluide 23. Le fluide d'injection amene par le conduit d'amenee 35 de fluide 24 peut par exemple etre de l'eau ou de l'air.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte de plus un joint d'etancheite principal avant 26 et un joint d'etancheite principal arriere 27 qui sont Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 12 annulaires et qui s'etendent chacun autour de l'emmanchement 14. Les joints d'etancheite principaux avant et arriere 26, 27 sont disposes axialement de part et d'autre de la gorge interne annulaire 25, et sont configures pour cooperer de maniere etanche avec une premiere portion d'emmanchement 14.1 de l'emmanchement 14. Chacun des 5 joints d'etancheite principaux avant et arriere 26, 27 peut par exemple presenter une section transversale globalement en U, et comporter une levre d'etancheite annulaire configuree pour cooperer de maniere etanche avec la premiere portion d'emmanchement 14.1.
Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, le corps 1 0 d'injection 21 comporte une premiere portion 21.1 et une deuxieme portion 21.2 comportant respectivement une premiere surface interne et une deuxieme surface interne qui sont globalement cylindriques, les joints d'etancheite principaux avant et arriere 26, 27 etant fixes dans deux rainures de fixation annulaires prevues respectivement sur les premiere et deuxieme surfaces internes. 15 Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte egalement un joint d'etancheite de secours arriere 28 qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement 14. Le joint d'etancheite de secours arriere 28 est situe a l'arriere du joint d'etancheite principal arriere 27, et est configure pour cooperer de maniere etanche avec une deuxieme portion d'emmanchement 14.2 de l'emmanchement 14. 20 Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, le corps d'injection 21 comporte une portion arriere 21.3 comportant une surface interne arriere qui est globalement cylindrique, le joint d'etancheite de secours arriere 28 etant fixe dans une rainure de fixation annulaire prevue sur la surface interne arriere.
Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, la premiere 25 portion d'emmanchement 14.1 est globalement cylindrique et presente un premier diametre externe, et la deuxieme portion d'emmanchement 14.2 est globalement cylindrique et presente un deuxieme diametre externe qui est strictement superieur au premier diametre externe. En outre, la surface interne arriere presente un diametre interne qui est superieur au diametre interne de la premiere surface interne. 30 Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte de plus un passage de fuite 29 qui est defini entre l'emmanchement 14 et le corps d'injection 21 et qui s'etend du joint d'etancheite principal arriere 27 jusqu'au joint d'etancheite de secours arriere 28.
Un ecoulement de fuite est destine a s'ecouler dans le passage de fuite 29 en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal arriere 27.
Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, le passage de fuite 29 presente une section de passage qui varie entre le joint d'etancheite principal arriere 27 et le joint d'etancheite de secours arriere 28, et comporte notamment une Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 13 chambre d'evacuation 31 qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement 14.
La chambre d'evacuation 31 est situee axialement entre le joint d'etancheite principal arriere 27 et le joint d'etancheite de secours arriere 28. De fac;on avantageuse, le corps d'injection 21 comporte une gorge d'evacuation annulaire 32 debouchant dans le passage 5 longitudinal 22 et delimitant en partie la chambre d'evacuation 31. Le passage de fuite 29 comporte en outre une portion de passage amont definie par un jeu fonctionnel entre la premiere portion d'emmanchement 14.1 et la deuxieme surface interne, et une portion de passage aval definie par un jeu fonctionnel entre la deuxieme portion d'emmanchement 14.2 et la surface interne arriere. 10 Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte egalement un ou plusieurs orifice(s) d'evacuation de fluide 33 prevu(s) sur le corps d'injection 21 et debouchant, par exemple radialement, dans la chambre d'evacuation 31. Le ou chaque orifice d'evacuation de fluide 33 est configure pour evacuer un ecoulement de fuite s'ecoulant dans le passage de fuite 29 vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto- 15 percutant 2.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend en outre des moyens de generation de pertes de charge disposes dans le passage de fuite 29 et configures pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite 29 lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite 29. 20 Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, les moyens de generation de pertes de charge comportent une surface de deviation 34 qui est annulaire et qui est prevue sur l'emmanchement 14. La surface de deviation 34 relie la premiere portion d'emmanchement 14.1 a la deuxieme portion d'emmanchement 14.2.
Selan le mode de realisation represente sur les figures 1 et 2, la surface de 25 deviation 34 presente une forme globalement tronconique et diverge en direction du joint d'etancheite de secours arriere 28. La surface de deviation 34 est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14 selon un angle d'inclinaison compris entre 1 et 89°, par exemple entre 30 et 60°, et avantageusement d'environ 45°. Toutefois, selon une variante de realisation de !'invention, la surface de deviation 34 pourrait s'etendre 30 sensiblement perpendiculairement a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14. Une telle configuration de la surface de deviation 34 permet d'augmenter encore les pertes de charge generees au sein du passage de fuite 29.
La surface de deviation 34 est plus particulierement configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite 29 en direction du joint 35 d'etancheite de secours arriere 28, d'une direction d'ecoulement sensiblement parallele a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14 a une direction d'ecoulement qui est Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 14 transversale a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14, c'est-a-dire qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement 14.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 2, la surface de deviation 34 est configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le 5 passage de fuite 29 en direction du joint d'etancheite de secours arriere 28, en direction d'une paroi de fond de la gorge d'evacuation annulaire 32, et done de telle sorte que l'ecoulement de fuite s'eloigne de l'axe longitudinal de l'emmanchement 14.
Ainsi, lorsque le joint d'etancheite principal arriere 27 fuit et que le fluide d'injection est de l'eau a haute pression, un jet d'eau provenant du joint d'etancheite 1 0 principal arriere 27 sera devie au minimum une premiere fois par la surface de deviation 34 prevue sur l'emmanchement 14 et une deuxieme fois par la paroi de fond de la gorge d'evacuation annulaire 32 avant de venir solliciter le joint d'etancheite de secours arriere 28. Ces pertes de charges, ajoutees a !'augmentation de section du passage de fuite 29 au niveau de la chambre d'evacuation 31, vont considerablement limiter la vitesse 15 d'ecoulement du jet d'eau et, ainsi, faire chuter la pression dynamique exercee sur le joint d'etancheite de secours arriere 28. De ce fait, la pression de pressurisation regnant a l'arriere du joint d'etancheite de secours arriere 28 sera suffisante pour repousser une potentielle intrusion de fluide d'injection dans la partie pressurisee du perforateur hydraulique roto-percutant 2. 20 Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend egalement un systeme d'entrainement en rotation 35 qui est configure pour entrainer en rotation l'emmanchement 14 autour d'un axe de rotation qui est sensiblement confondu avec l'axe de frappe A. Le systeme d'entrainement en rotation 35 comporte par exemple un organe d'accouplement 36, tel qu'un pignon d'accouplement, qui est tubulaire et qui est dispose 25 autour de l'emmanchement 14. L'organe d'accouplement 36 comprend des cannelures d'accouplement male et des cannelures d'accouplement femelle qui sont couplees en rotation respectivement avec des cannelures d'accouplement femelle et male prevues sur l'emmanchement 14.
De fac;on avantageuse, l'organe d'accouplement 36 comporte une denture 30 peripherique externe couplee en rotation avec un arbre de sortie d'un moteur d'entrainement 37, tel qu'un moteur hydraulique alimente hydrauliquement par un circuit externe d'alimentation hydraulique, appartenant au systeme d'entrainement en rotation 35. Le systeme d'entrainement en rotation 35 peut par exemple comporter un pignon intermediaire 38 qui est couple d'un part a l'arbre de sortie du moteur d'entrainement 37 35 et d'autre part a la denture peripherique externe de l'organe d'accouplement 36.
Lorsque le perforateur hydraulique roto-percutant 2 est en fonctionnement, l'emmanchement 14 est mis en rotation grace au moteur d'entrainement 37, et Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 l'emmanchement 14 rec;oit sur sa face d'extremite 15.1 les chocs cycliques du piston de frappe 5, assures par le systeme de frappe 4 alimente par le circuit d'alimentation hydraulique principal.
La figure 3 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un 5 deuxieme mode de realisation de !'invention qui differe du premier mode de realisation essentiellement en ce que le corps d'injection 21 est depourvu de la gorge d'evacuation annulaire 32.
La figure 4 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un troisieme mode de realisation de !'invention qui differe du premier mode de realisation 1 0 essentiellement en ce que la surface de deviation 34 est configuree pour orienter un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite 29 en direction du joint d'etancheite de secours arriere 28, vers le joint d'etancheite principal arriere 27. Une telle configuration de la surface de deviation 34 permet d'augmenter encore les pertes de charge generees au sein du passage de fuite 29. Selan un tel mode de realisation de 15 !'invention, la surface de deviation 34 diverge en direction du joint d'etancheite principal arriere 27. Selan un tel mode de realisation de !'invention, la surface de deviation 34 est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14 selon un angle d'inclinaison compris entre 91 et 179°, par exemple entre 120 et 150°, et avantageusement d'environ 135°. 20 La figure 5 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un quatrieme mode de realisation de !'invention qui differe du deuxieme mode de realisation essentiellement en ce que la surface de deviation 34 est au mains en partie formee par une portion de surface concave qui est courbee et qui presente un rayon de courbure.
La figure 6 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un 25 cinquieme mode de realisation de !'invention qui differe du troisieme mode de realisation essentiellement en ce que l'emmanchement 14 comporte une gorge annulaire 39 prevue sur la surface externe de l'emmanchement 14 et situee axialement entre la premiere portion d'emmanchement 14.1 et la surface de deviation 34. Le diametre minimal de la gorge annulaire 39 est avantageusement inferieur au premier diametre externe de la 30 premiere portion d'emmanchement 14.1. Une telle configuration de l'emmanchement 14 permet d'augmenter encore les pertes de charge generees au sein du passage de fuite 29.
La figure 7 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un sixieme mode de realisation de !'invention qui differe du premier mode de realisation 35 essentiellement en ce que l'emmanchement 14 comporte une collerette de deviation 41 qui est prevue sur une surface exterieure de l'emmanchement 14 et qui comporte la surface de deviation 34.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 16 La figure 8 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un septieme mode de realisation de !'invention qui differe du premier mode de realisation essentiellement en ce que le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend en outre un joint d'etancheite de secours avant 44 qui est annulaire et qui s'etend autour de 5 l'emmanchement 14, le joint d'etancheite de secours avant 44 etant situe a l'avant du joint d'etancheite principal avant 26 et qui etant configure pour cooperer de maniere etanche avec une troisieme portion d'emmanchement 14.3 de l'emmanchement 14.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 8, le corps d'injection 21 comporte une portion avant 21.4 comportant une surface interne avant qui est 1 0 globalement cylindrique, le joint d'etancheite de secours avant 44 etant fixe dans une rainure de fixation annulaire prevue sur la surface interne avant.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 8, la troisieme portion d'emmanchement 14.3 est globalement cylindrique et presente un troisieme diametre externe qui est sensiblement identique au premier diametre externe de la premiere 15 portion d'emmanchement 14.1, et la surface interne avant presente un diametre interne qui est sensiblement identique au diametre interne de la premiere surface interne.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte en outre un passage de fuite additionnel 45 qui est defini entre l'emmanchement 14 et le corps d'injection 21 et qui s'etend du joint d'etancheite principal avant 26 jusqu'au joint d'etancheite de 20 secours avant 44. Un ecoulement de fuite est destine a s'ecouler dans le passage de fuite additionnel 45 en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal avant 26.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 8, le passage de fuite additionnel 45 presente une section de passage qui varie entre le joint d'etancheite 25 principal avant 26 et le joint d'etancheite de secours avant 44, et comporte notamment une chambre d'evacuation additionnelle 46 qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement 14. La chambre d'evacuation additionnelle 46 est situee axialement entre le joint d'etancheite principal avant 26 et le joint d'etancheite de secours avant 44.
De fac;on avantageuse, le corps d'injection 21 comporte une gorge d'evacuation annulaire 30 additionnelle 47 debouchant dans le passage longitudinal 22 et delimitant en partie la chambre d'evacuation additionnelle 46.
Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte egalement un ou plusieurs orifice(s) d'evacuation de fluide additionnel(s) 48 prevu(s) sur le corps d'injection 21 et debouchant, par exemple radialement, dans la chambre d'evacuation 35 additionnelle 46. Le ou chaque orifice d'evacuation de fluide additionnel 48 est configure pour evacuer un ecoulement de fuite s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel 45 vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto-percutant 2.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 17 Selan le mode de realisation represente sur la figure 8, le corps d'injection 21 comporte un canal de pressurisation 49 qui s'etend sur au mains une partie de la longueur du corps principal et qui debouche sensiblement radialement dans la surface interne avant. Un tel canal de pressurisation 49 est alimente en fluide de pressurisation, 5 generalement compressible, idealement lubrifie, permettant de limiter les frottements de rotation et de translation entre l'emmanchement 14 et le corps d'injection 21.
La figure 9 represente un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un huitieme mode de realisation de !'invention qui differe du septieme mode de realisation essentiellement en ce que le troisieme diametre externe de la troisieme portion 1 0 d'emmanchement 14.3 est strictement inferieur au premier diametre externe de la premiere portion d'emmanchement 14.1, en ce que la surface interne avant presente un diametre interne qui est inferieur au diametre interne de la premiere surface interne, et en ce que le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte des moyens de generation de pertes de charge additionnels disposes dans le passage de fuite 15 additionnel 45 et configures pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite additionnel 45 lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite additionnel 45.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 9, les moyens de generation de pertes de charge comportent une surface de deviation additionnelle 51 qui 20 est annulaire et qui est prevue sur le corps d'injection 21. La surface de deviation additionnelle 51 relie la surface interne avant a la premiere surface interne.
Selan le mode de realisation represente sur la figure 9, la surface de deviation additionnelle 51 s'etend sensiblement perpendiculairement a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14, et est configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant 25 dans le passage de fuite additionnel 45 en direction du joint d'etancheite de secours avant 44, d'une direction d'ecoulement sensiblement parallele a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14 a une direction d'ecoulement qui est perpendiculaire a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14. De fac;on avantageuse, la surface de deviation additionnelle 51 est configuree pour devier l'ecoulement de fuite en direction de l'axe 30 longitudinal de l'emmanchement 14.
Selan une variante de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle 51 pourrait presenter une forme globalement tronconique et converger en direction du joint d'etancheite de secours avant 44. La surface de deviation additionnelle 51 pourrait par exemple etre inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement 35 14 selon un angle d'inclinaison compris entre 1 et 89°, par exemple entre 30 et 60°, et avantageusement d'environ 45°.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 18 Ainsi, lorsque le joint d'etancheite principal avant 26 fuit et que le fluide d'injection est de l'eau a haute pression, un jet d'eau provenant du joint d'etancheite principal avant 26 sera devie au minimum une premiere fois par la surface de deviation additionnelle 51 prevue sur le corps d'injection 21 et une deuxieme fois par la surface 5 externe de la troisieme portion d'emmanchement 14.3 avant de venir solliciter le joint d'etancheite de secours avant 44. Ces pertes de charges vont considerablement limiter la vitesse d'ecoulement du jet d'eau et, ainsi, faire chuter la pression dynamique exercee sur le joint d'etancheite de secours avant 44. De ce fait, une fuite de fluide d'injection via le joint d'etancheite principal avant 26 peut s'evacuer par le ou les orifices d'evacuation 1 0 de fluide additionnel(s) 48 sans solliciter directement le joint d'etancheite de secours avant 44, de telle sorte que sa duree de vie est fortement prolongee.
En outre, etant donne que la pression dynamique exercee par le fluide d'injection sur le joint d'etancheite de secours avant 44 est fortement reduite, la pression de pressurisation regnant a l'avant du joint d'etancheite de secours avant 44, en raison 15 de la presence du canal de pressurisation 49, sera suffisante pour limiter les risques de penetration de fluide d'injection via le canal de pressurisation dans la zone de pressurisation ou la zone hydraulique du perforateur hydraulique roto-percutant. La presence de la surface de deviation additionnelle 51 permet done d'accroitre encore la fiabilite du perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon la presente invention. 20 Selan une autre variante de realisation de !'invention, la surface de deviation additionnelle 51 pourrait converger en direction du joint d'etancheite principal avant 26 et etre configuree pour orienter un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel 45 en direction du joint d'etancheite de secours avant 44, vers le joint d'etancheite principal avant 26. Selan un tel mode de realisation de !'invention, la surface 25 de deviation additionnelle 51 est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement 14 selon un angle d'inclinaison compris entre 91 et 179°, par exemple entre 120 et 150°, et avantageusement d'environ 135°.
Selan une variante de realisation de !'invention, le corps d'injection 21 pourrait comporter une portion intermediaire arriere qui serait situee axialement entre le 30 joint d'etancheite principal arriere 27 et le joint d'etancheite de secours arriere 28, et la portion intermediaire arriere comporterait une surface circonferentielle interne presentant une rugosite de surface configuree pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite 29 (en plus des pertes de charge generees par la surface de deviation 34) lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite 29. Selan une telle 35 variante de realisation de !'invention, les moyens de generation de pertes seraient formes par la surface de deviation 34 et la rugosite de surface de la surface circonferentielle interne.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29 19 Selan un autre mode de realisation de !'invention, l'emmanchement 14 pourrait comporter, en plus de la surface de deviation 34, une portion de liaison situee axialement entre les premiere et deuxieme portions d'emmanchement, la portion de liaison comportant une surface circonferentielle externe presentant une rugosite de 5 surface qui est configuree pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite (en plus des pertes de charge generees par la surface de deviation 34) lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite. Selan une telle variante de realisation de !'invention, les moyens de generation de pertes de charge seraient formes par la surface de deviation 34 et la rugosite de surface de la surface circonferentielle 10 externe.
Comme ii va de soi, !'invention ne se limite pas aux seules formes d'execution de ce perforateur hydraulique roto-percutant, decrites ci-dessus a titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de realisation.
Date Re9ue/Date Received 2022-03-29

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS 1. Perforateur hydraulique roto-percutant comportant : - un corps de perforateur, 5 - une partie d'injection de fluide prevue sur une partie avant du corps de perforateur, la partie d'injection de fluide comprenant un passage longitudinal, une entree d'alimentation de fluide destinee a etre reliee fluidiquement a une source de fluide d'injection et une gorge interne annulaire reliee fluidiquement a l'entree d'alimentation de fluide et debouchant dans le passage longitudinal, - un emmanchement destine a etre couple a au mains une barre de forage equipee d'un outil, l'emmanchement presentant un axe longitudinal et s'etendant dans le passage longitudinal de la partie d'injection de fluide, la gorge interne annulaire s'etendant autour de l'emmanchement, l'emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide s'etendant sur au mains une partie de la longueur de 15 l'emmanchement et un orifice de communication configure pour relier fluidiquement la gorge interne annulaire et le conduit d'injection de fluide, - un piston de frappe monte coulissant a l'interieur du corps de perforateur suivant un axe de frappe et configure pour trapper l'emmanchement, - un joint d'etancheite principal avant et un joint d'etancheite principal arriere qui 20 sont annulaires et qui s'etendent chacun autour de l'emmanchement, les joints d'etancheite principaux avant et arriere etant fixes a la partie d'injection de fluide et etant disposes axialement de part et d'autre de la gorge interne annulaire, les joints d'etancheite principaux avant et arriere etant configures pour cooperer de maniere etanche avec une premiere portion d'emmanchement de l'emmanchement, 25 - un joint d'etancheite de secours arriere qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement, le joint d'etancheite de secours arriere etant situe a l'arriere du joint d'etancheite principal arriere et etant fixe a la partie d'injection de fluide, le joint d'etancheite de secours arriere etant configure pour cooperer de maniere etanche avec une deuxieme portion d'emmanchement de l'emmanchement, 30 - un passage de fuite qui est defini entre l'emmanchement et la partie d'injection de fluide et qui s'etend du joint d'etancheite principal arriere jusqu'au joint d'etancheite de secours arriere, un ecoulement de fuite etant destine a s'ecouler dans le passage de fuite en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal arriere, - au mains un orifice d'evacuation de fluide qui est prevu sur la partie d'injection 35 de fluide et qui est relie fluidiquement au passage de fuite, l'au mains un orifice d'evacuation de fluide etant configure pour evacuer l'ecoulement de fuite s'ecoulant dans le passage de fuite vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto-percutant, Date Re<;ue/Date Received 2024-03-18 21 caracterise en ce que la premiere portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un premier diametre externe, et la deuxieme portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un deuxieme diametre externe qui est strictement superieur au premier diametre externe, et en ce que le perforateur 5 hydraulique roto-percutant comporte des moyens de generation de pertes de charge disposes dans le passage de fuite et configures pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes de charge comportant une surface de deviation prevue sur l'emmanchement et situee entre la premiere portion d'emmanchement et la deuxieme 1 0 portion d'emmanchement, la surface de deviation etant configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite en direction du joint d'etancheite de secours arriere, dans une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de l'emmanchement.
  2. 2. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 1, dans lequel la surface de deviation est configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite en direction du joint d'etancheite de secours arriere, de telle sorte que l'ecoulement de fuite s'ecarte de l'axe longitudinal de l'emmanchement.
  3. 3. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface de deviation est annulaire.
  4. 4. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel la surface de deviation s'etend selon une direction 25 d'extension qui est secante avec l'axe longitudinal de l'emmanchement.
  5. 5. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 4, dans lequel la surface de deviation est inclinee par rapport a l'axe longitudinal de l'emmanchement selon un angle d'inclinaison compris entre 1 et 89°.
  6. 6. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, dans lequel l'emmanchement comporte une collerette de deviation qui est prevue sur une surface exterieure de l'emmanchement et qui comporte la surface de deviation.
  7. 7. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, dans lequel l'emmanchement comporte une gorge annulaire (39) Date Re<;ue/Date Received 2024-03-18 22 prevue sur la surface externe de l'emmanchement et situee entre la premiere portion d'emmanchement et la surface de deviation, le diametre minimal de la gorge annulaire etant inferieur au premier diametre externe de la premiere portion d'emmanchement.
  8. 8. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel le passage de fuite comporte une chambre d'evacuation qui s'etend au mains en partie autour de l'emmanchement et qui est situee entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere, l'au mains un orifice d'evacuation de fluide debouchant dans la chambre d'evacuation.
  9. 9. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel l'emmanchement comporte une portion de liaison situee axialement entre les premiere et deuxieme portions d'emmanchement, la portion de liaison comportant une surface circonferentielle externe presentant une rugosite de 15 surface qui est configuree pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes de charge etant au mains en partie formes par la rugosite de surface de la surface circonferentielle externe. 20
  10. 10. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, dans lequel la partie d'injection de fluide comporte une portion intermediaire arriere qui est situee axialement entre le joint d'etancheite principal arriere et le joint d'etancheite de secours arriere, la portion intermediaire arriere comportant une surface circonferentielle interne presentant une rugosite de surface qui est configuree 25 pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite, les moyens de generation de pertes etant au mains en partie formes par la rugosite de surface de la surface circonferentielle interne.
  11. 11. Perforateur hydraulique roto-percutant selon l'une quelconque des 30 revendications 1 a 10, lequel comprend en outre: - un joint d'etancheite de secours avant qui est annulaire et qui s'etend autour de l'emmanchement, le joint d'etancheite de secours avant etant situe a l'avant du joint d'etancheite principal avant et etant fixe a la partie d'injection de fluide, le joint d'etancheite de secours avant etant configure pour cooperer de maniere etanche avec 35 une troisieme portion d'emmanchement de l'emmanchement, - un passage de fuite additionnel qui est defini entre l'emmanchement et la partie d'injection de fluide et qui s'etend du joint d'etancheite principal avant jusqu'au joint Date Re<;ue/Date Received 2024-03-18 23 d'etancheite de secours avant, un ecoulement de fuite etant destine a s'ecouler dans le passage de fuite additionnel en cas de fuite de fluide d'injection au niveau du joint d'etancheite principal avant, - au mains un orifice d'evacuation de fluide additionnel qui est prevu sur la partie 5 d'injection de fluide et qui est relie fluidiquement au passage de fuite additionnel, l'au mains un orifice d'evacuation de fluide additionnel etant configure pour evacuer l'ecoulement de fuite s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel vers l'exterieur du perforateur hydraulique roto-percutant, - des moyens de generation de pertes de charge additionnels disposes dans le 1 0 passage de fuite additionnel et configures pour generer des pertes de charge dans le passage de fuite additionnel lorsqu'un ecoulement de fuite s'ecoule dans le passage de fuite additionnel.
  12. 12. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 11, dans 15 lequel la troisieme portion d'emmanchement est globalement cylindrique et presente un troisieme diametre externe qui est strictement inferieur au premier diametre externe.
  13. 13. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 12, dans lequel les moyens de generation de pertes de charge additionnels comportent une 20 surface de deviation additionnelle prevue sur la partie d'injection de fluide et situee entre la premiere portion d'emmanchement et la troisieme portion d'emmanchement, la surface de deviation additionnelle etant configuree pour devier un ecoulement de fuite, s'ecoulant dans le passage de fuite additionnel en direction du joint d'etancheite de secours avant, dans une direction d'ecoulement qui est transversale a l'axe longitudinal de 25 l'emmanchement.
  14. 14. Perforateur hydraulique roto-percutant selon la revendication 5, dans lequel l'angle d'inclinaison est compris entre 30° et 60°. Date Re<;ue/Date Received 2024-03-18
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