CA3172279C - Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'un emmanchement equipe de cannelures d'accouplement - Google Patents

Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'un emmanchement equipe de cannelures d'accouplement

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CA3172279C
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Michel Escolle
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Abstract

Un perforateur hydraulique roto-percutant (2) comprend un corps (3); un emmanchement (13) comportant des cannelures d'accouplement femelle et des cannelures d'accouplement mâle; un piston de frappe (5) configuré pour frapper l'emmanchement; un dispositif d'entraînement en rotation (18) configuré pour entraîner en rotation l'emmanchement; une surface de butée avant (23) contre laquelle l'emmanchement (13) est configuré pour venir en butée. L'emmanchement (13) comporte une collerette d'appui annulaire (24) qui est prévue sur une surface extérieure de l'emmanchement (13) et qui comporte une surface d'appui annulaire configurée pour venir en butée contre la surface de butée avant (23). Chacune des cannelures d'accouplement femelle et mâle prévues sur l'emmanchement (13) s'étend à partir de la collerette d'appui annulaire (24) et en direction du piston de frappe (5).

Description

5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 1 DESCRIPTION TITRE : Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'un emmanchement equipe de cannelures d'accouplement La presente invention concerne un perforateur hydraulique rotopercutant plus specialement utilise sur une installation de forage. Une installation de forage comprend de fagon connue un perforateur hydraulique roto-percutant monte coulissant sur une glissiere et entraTnant une ou plusieurs barres de forage, la derniere de ces barres de forage portant un outil appele taiIlant qui est au contact de la roche. Un tel perforateur a generalement pour objectif de forer des trous plus ou moins profonds afin de pouvoir y placer des charges explosives. Le perforateur est done I'element principal d'une installation de forage qui, d'une part, confere au taillant la mise en rotation et la mise en percussion par I'intermediaire des barres de forage defagon a penetrer la roche, et d'autre part, fournit un fluide d'injection de maniere a extraire les debris du trou fore. Un perforateur hydraulique roto-percutant comprend plus particulierement d'une part un dispositif de frappe qui est anime par un ou plusieurs debits de fluide hydraulique provenant d'un circuit principal d'alimentation hydraulique et qui comprend un piston de frappe configure pour frapper, a chaque cycle de fonctionnement du perforateur, un emmanchement couple aux barres de forage, et d'autre part un dispositif d'entrainement en rotation pourvu d'un moteur rotatif hydraulique et configure pour mettre en rotation I'emmanchement et les barres de forage. Le dispositif d'entrainement en rotation comprend notamment un organe d'accouplement qui est dispose autour de I'emmanchement et qui comprend des cannelures d'accouplement male et des cannelures d'accouplement femelle couplees en rotation respectivement avec des cannelures d'accouplement femelle et des cannelures d'accouplement male prevues sur la surface exterieure de I'emmanchement. Les cannelures d'accouplement male et femelle prevues sur I'emmanchement s'etendent sensiblement parallelement a un axe d'extension de I'emmanchement et sont decalees angulairement les unes des autres par rapport a l'axe d'extension de I'emmanchement. Lors d'un blocage dans la roche du taillant, le perforateur hydraulique rotopercutant est recule jusqu'a ce que les extremites avant des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement viennent en butee contre une surface de butee5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 2 avant prevue sur un organe de butee avant qui est fixe au corps du perforateur hydraulique roto-percutant. Ensuite, afin de tenter de debloquer I'outil, Ie dispositif d'entrainement en rotation et/ou Ie dispositif de frappe peuvent etre actives de maniere a entrainer en rotation I'emmanchement et/ou a impacter ce dernier avec Ie piston de frappe. Une telle activation du dispositif d'entrainement en rotation et/ou du dispositif de frappe induit des frottements en rotation des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement contre la surface de butee avant et/ou des chocs axiaux des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement contre la surface de butee avant. Or, de telsfrottement en rotation et chocs axiaux repetes sont susceptibles de generer une usure rapide des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement, necessitant un remplacement frequent de I'emmanchement. En outre, une telle usure des cannelures d'accouplement male genere des copeaux qui sont susceptibles de se coincer entre differentes pieces mobiles du perforateur hydraulique roto-percutant et done d'endommager ce dernier. La presente invention vise a remedier a tout ou partie de ces inconvenients. Le probleme technique a la base de I'invention consiste done a fournir un perforateur hydraulique roto-percutant qui soit de structure simple, fiable et economique, tout en etant compact. A cet effet, la presente invention concerne un perforateur hydraulique roto-percutant comprenant : - un corps, - un emmanchement destine a etre couple a au moins une barre de forage equipee d'un outil, I'emmanchement comportant une partie d'accouplement comprenant des cannelures d'accouplement femelle et des cannelures d'accouplement male qui sont decalees angulairement les unes des autres par rapport a l'axe d'extension de I'emmanchement, - un piston de frappe monte coulissant a I'interieur du corps suivant un axe de frappe et configure pour frapper I'emmanchement, - un dispositif d'entrainement en rotation qui est configure pour entrainer en rotation I'emmanchement autour d'un axe de rotation sensiblement confondu avec l'axe de frappe, le dispositif d'entrainement en rotation comprenant un organe d'accouplement dispose autour de I'emmanchement, I'organe d'accouplement comprenant des cannelures d'accouplement male et des cannelures d'accouplement5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 3 femelie qui sent respectivement couplees en rotation avec les cannelures d'accouplement femelle et male de I'emmanchement, - une surface de butee avant qui est fixe par rapport au corps, la surface de butee avant etant annulaire et s'etendant autour de I'emmanchement, I'emmanchement etant configure pour venir en butee contre la surface de butee avant de maniere a limiter la course de deplacement de I'emmanchement vers I'avant, caracterise en ce que I'emmanchement comporte une collerette d'appui annulaire qui est prevue sur une surface exterieure de I'emmanchement et qui comporte une surface d'appui annulaire configuree pour venir en butee contre la surface de butee avant, et en ce que chacune des cannelures d'accouplement femelle et male prevues sur I'emmanchement s'etend a partir de la collerette d'appui annulaire et en direction du piston de frappe, chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement comportant une surface de fond et une surface de liaison qui relie la surface de fond respective a la collerette d'appui annulaire et qui s'etend vers I'avant en s'ecartant de l'axe d'extension de I'emmanchement, la surface de liaison de chaque cannelure d'accouplement femelie prevue sur I'emmanchement etant au moins en partie formee par une surface concave courbee s'etendant sensiblement dans la direction d'extension de la cannelure d'accouplement femelie respective et presentant un rayon de courbure qui est inferieur a la hauteur radiale de chacune des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement. La presence d'une telle collerette d'appui annulaire a I'avant des cannelures d'accouplement femelle et male prevues sur I'emmanchement permet d'eviter un contact entre la surface de butee avant et les cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement, et done de preserver I'integrite de ces dernieres. De plus, la presence d'une surface d'appui annulaire sur la collerette d'appui annulaire assure une surface de contact relativement importante entre la surface de butee avant et la collerette d'appui annulaire, et done une meilleure repartition des forces d'impact et/ou de frottement appliquees par I'emmanchement contre la surface de butee avant. Ainsi, la configuration specifique du perforateur hydraulique rotopercutant selon la presente invention confere a I'emmanchement une duree de vie sensiblement accrue, ce qui permet de reduire de maniere significative les periodes d'immobilisation du perforateur pour remplacer I'emmanchement, et les risques d'endommagement du perforateur susceptibles de nuire a la securite des utilisateurs. En outre, etant donne que les cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement s'etendent directement a partir de la collerette d'appui annulaire,5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 4 la longueur axiale de I'emmanchement n'est pas impactee par la presence de la collerette d'appui annulaire, ce qui permet d'obtenir un perforateur hydraulique rotopercutant compact. Le fait que chaque cannelure d'accouplement femelie prevue sur I'emmanchement comporte une surface de liaison au moins en partie formee par une surface concave courbee presentant un faible rayon de courbure permet de reduire encore la longueur axiale de I'emmanchement, et done d'accroltre encore la compacite du perforateur hydraulique roto-percutant. La configuration specifique de la surface de liaison de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement permet egalement d'eviter la presence d'angles vifs susceptibles d'induire des contraintes elevees sur I'emmanchement lors du fonctionnement du perforateur, et done d'induire des ruptures de I'emmanchement. Le perforateur hydraulique roto-percutant peut en outre presenter une ou plusieurs des caracteristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Selon un mode de realisation de I'invention, les cannelures d'accouplement femelle et male prevues sur I'emmanchement s'etendent sensiblement parallelement a l'axe d'extension de I'emmanchement. Selon un mode de realisation de I'invention, la surface de liaison de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement est entierement formee par la surface concave courbee respective. Selon un mode de realisation de I'invention, la collerette d'appui annulaire presente un diametre externe maximal qui est superieur ou egal au diametre externe de la partie d'accouplement. Une telle configuration de la partie d'accouplement permet de reduire la section transversale de I'emmanchement au niveau de la partie d'accouplement, et done de reduire la section transversale de I'organe d'accouplement, tout en conservant une surface importante de protection. Ces dispositions permettent ainsi de reduire I'encombrement du perforateur hydraulique roto-percutant selon la presente invention. Selon un mode de realisation de I’invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement est menagee sur la collerette d'appui annulaire. Selon une variante de realisation de I'invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement pourrait etre adjacente a la collerette d'appui annulaire. Selon un mode de realisation de I'invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement male prevue sur I'emmanchement est adjacente a la collerette d'appui annulaire.5 10 15 20 25 30 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 5 Selon un mode de realisation de I'invention, chaque cannelure d'accouplement male prevue sur I'emmanchement comporte une surface de sommet qui s'etend a partir de la collerette d'appui annulaire. Selon un mode de realisation de I'invention, pour chaque cannelure d'accouplement male prevue sur I'emmanchement, la distance radiale entre l'axe d'extension de I'emmanchement et la surface de sommet de ladite cannelure d'accouplement male est sensiblement constante Ie long de ladite cannelure d'accouplement male. Selon un mode de realisation de I'invention, Ie rayon de courbure de chaque surface concave courbee est inferieur a 15 mm, et par exemple inferieur a 10 mm. Une telle valeur du rayon de courbure de la surface concave courbee de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement permet de reduire la longueur de la liaison entre la collerette d'appui et les differentes cannelures d'accouplement prevues sur I'emmanchement, et done de reduire la longueur de I'emmanchement. Ces dispositions permettent ainsi d'augmenter la compacite du perforateur hydraulique roto-percutant selon la presente invention. Selon un mode de realisation de I'invention, la surface de liaison de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement comporte une surface inclinee qui est inclinee par rapport a l'axe d'extension de I'emmanchement et qui diverge en direction de la surface de butee avant. De fagon avantageuse, la surface inclinee s'etend dans Ie prolongement de la surface concave courbee et en direction de I'extremite avant de I'emmanchement. Selon un mode de realisation de I'invention, la collerette d'appui annulaire comporte une surface peripherique externe qui est globalement cylindrique. Selon un mode de realisation de I'invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement debouche dans une surface externe de la collerette d'appui annulaire. Selon un mode de realisation de I’invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement debouche dans la surface peripherique externe. Selon un mode de realisation de I'invention, la surface peripherique externe s'etend dans Ie prolongement de la surface d'appui annulaire en direction du piston de frappe.5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 6 Selon un mode de realisation de I'invention, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement debouche dans la surface d'appui annulaire de la collerette d'appui annulaire. Selon un mode de realisation de I'invention, la hauteur radiale de la collerette d'appui annulaire au niveau d'un debouche de I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement est superieure a 50 %, et par exemple superieure ou egale a 60 ou 70 %, de la hauteur radiale maximale de la collerette d'appui annulaire. Selon un mode de realisation de I'invention, chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement comporte deux surfaces laterales qui s'etendent longitudinalement et qui sont sensiblement paralleles. Selon un mode de realisation de I'invention, la surface d'appui annulaire est inclinee par rapport a l'axe de frappe et diverge en direction du piston de frappe. Toutefois, selon une variante de realisation de I'invention, la surface d'appui annulaire pourrait etre perpendiculaire a l'axe de frappe. Selon un mode de realisation de I'invention, la surface de butee avant est prevue sur Ie corps. Selon un autre mode de realisation de I'invention, Ie perforateur hydraulique roto-percutant comporte une bague de butee annulaire qui est disposee dans Ie corps, la bague de butee annulaire etant disposee autour de I'emmanchement et comportant la surface de butee avant. Selon un mode de realisation de I'invention, I'organe d'accouplement comporte une denture peripherique externe couplee en rotation, par exemple directement ou indirectement, avec un arbre de sortie d'un moteur d'entralnement appartenant au dispositif d'entralnement en rotation. Selon un mode de realisation de I'invention, I'organe d'accouplement est un pignon d'accouplement. Selon un mode de realisation de I'invention, les cannelure d'accouplement femelie de I'emmanchement sont regulierement reparties autour de l'axe d'extension. Selon un mode de realisation de I'invention, les cannelures d'accouplement male de I'organe d'accouplement sont regulierement reparties autour de l'axe d'extension de I'emmanchement. Selon un mode de realisation de I'invention, I'emmanchement comporte une premiere portion d'extremite tournee vers Ie piston de frappe et pourvue d'une face d'extremite contre laquelle est destine a frapper Ie piston de frappe, et une5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 7 deuxieme portion d'extremite, opposee a la premiere portion d'extremite, destinee a etre couplee a l'au moins une barre de forage. Selon un mode de realisation de I'invention, la partie d'accouplement est formee par la premiere portion d'extremite de I'emmanchement. Selon un mode de realisation de I'invention, l'axe d'extension de I'emmanchement est parallele, et par exemple confondu, a l'axe de frappe. Selon un mode de realisation de I'invention, Ie perforateur hydraulique roto-percutant comporte un circuit principal d'alimentation hydraulique configure pour commander un coulissement alternatif du piston de frappe selon l'axe de frappe. Selon Ie mode de realisation de I'invention, chacune des cannelures d'accouplement femelie et male prevues sur I'emmanchement s'etend jusqu'a I'extremite arriere de I'emmanchement. Selon une variante de realisation de I'invention, I'extremite arriere de chacune des cannelures d'accouplement femelie et male prevues sur I'emmanchement est distante de I'extremite arriere de I'emmanchement. Selon Ie mode de realisation de I'invention, chacune des cannelures d'accouplement femelle et male prevues sur I'emmanchement presente une longueur utile inferieure a 100 mm. Selon Ie mode de realisation de I'invention, I'emmanchement presente, a l'avant de la collerette d'appui annulaire, un diametre maximal inferieur ou egal a 61mm, et avantageusement inferieur a 46 mm. Selon Ie mode de realisation de I'invention, la surface de fond de chaque cannelure d'accouplement femelle prevue sur I'emmanchement est sensiblement plane. L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description qui suit en reference aux dessins schematiques annexes representant, a titre d'exemple non limitatif, une forme d'execution de ce perforateur hydraulique roto-percutant. Figure1est une vue schematique en coupe longitudinale d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un premier mode de realisation de la presente invention. Figure 2 est une vue de cote d'un emmanchement appartenant au perforateur hydraulique roto-percutant de la figure 1. Figure 3 est une vue en coupe transversale de I'emmanchement de la figure 2. Figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale de I'emmanchement de la figure 2.5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 8 Figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale de I'emmanchement d'un perforateur hydraulique roto-percutant selon un deuxieme mode de realisation de la presente invention. Les figures1a 4 representent un perforateur hydraulique roto-percutant 2 qui est destine a la perforation de trous de mine. Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend un corps 3 qui est configure pour etre monte coulissant sur une glissiere. Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comprend en outre un dispositif de frappe 4 comportant un piston de frappe 5 monte coulissant de fa^on alternative dans un cylindre de piston 6 qui est delimite par le corps 3 et qui s'etend suivant un axe de frappe A. Le piston de frappe 5 et le cylindre de piston 6 delimitent une chambre de commande primaire 7 qui est annulaire, et une chambre de commande secondaire 8 qui a une section plus importante que celle de la chambre de commande primaire 7 et qui est antagoniste a la chambre de commande primaire 7. Le dispositif de frappe 4comprend en outre un distributeur de commande 9 agence pour commander un mouvement alternatif du piston de frappe 5 a I'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 chambre de commande secondaire 8, alternativement en relation avec un conduit d'alimentation en fluide a haute 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 chambre de commande primaire 7 est avantageusement alimentee en permanence en fluide a haute pression par un canal d'alimentation. 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 principal d'alimentation hydraulique dont est pourvu le dispositif de frappe 4. Le circuit principal d'alimentation hydraulique peut avantageusement comporter un accumulateur haute pression relie au conduit d'alimentation en fluide a haute pression 11. Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte egalement un emmanchement 13 destine a etre couple, de maniere connue, a au moins une barre de forage (non representee sur les figures) equipee d'un outiL L'emmanchement 13 s’etend longitudinalement selon un axe d’extension qui est avantageusement confondu avec l'axe de frappe A, et comporte une premiere portion d'extremite 14.1tournee vers le piston de frappe 5 et pourvue d'une face d'extremite 15 contre laquelle est destine5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 9 a frapper Ie piston de frappe 5 au cours de chaque cycle de fonctionnement du perforateur hydraulique roto-percutant 2, et une deuxieme portion d'extremite 14.2, opposee a la premiere portion d'extremite 14.1, destinee a etre couplee a l'au moins une barre de forage. L'emmanchement 13 comporte une partie d'accouplement, qui estformee par exemple par la premiere portion d'extremite 14.1, comprenant des cannelures d'accouplement femelle 16 et des cannelures d'accouplement male 17 qui s'etendent par exemple parallelement a I'axe d'extension de l'emmanchement 13 et qui sont decalees angulairement les unes des autres par rapport a I'axe d'extension de l'emmanchement 13. Les cannelures d'accouplement femelle et male 16, 17 sont avantageusement regulierement reparties autour de I'axe d'extension de l'emmanchement 13. De fa^on avantageuse, chaque cannelure d'accouplement male 17 est disposee entre deux cannelures d'accouplement femelie 16 adjacentes. Chacune des cannelures d'accouplement femelie et male 16, 17 comporte une extremite arriere qui est orientee vers Ie piston de frappe 5 et une extremite avant qui est opposee a I'extremite arriere respective. Selon Ie mode de realisation represente sur les figures 1 a 4, chacune des cannelures d'accouplement femelie et male 16,17 s'etend jusqu'a I'extremite arriere de l'emmanchement 13. Toutefois, selon une variante de realisation de I'invention, I'extremite arriere de chacune des cannelures d'accouplement femelle et male 16, 17 pourrait etre distante de I'extremite arriere de l'emmanchement 13. Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte de plus un dispositif d'entramement en rotation 18 qui est configure pour entrainer en rotation l'emmanchement 13 autour d'un axe de rotation qui est sensiblement confondu avec I'axe de frappe A. Le dispositif d'entramement en rotation 18 comprend un organe d'accouplement 19, tel qu'un pignon d'accouplement, qui est tubulaire et qui est dispose autour de l'emmanchement 13. L'organe d'accouplement 19 comprend des cannelures d'accouplement male et des cannelures d'accouplement femelle qui sont couplees en rotation respectivement avec les cannelures d'accouplement femelie et male 16, 17 de l'emmanchement 13. Les cannelures d'accouplement male et les cannelures d'accouplement femelle prevues sur l'organe d'accouplement 19 sont regulierement reparties autour de I'axe d'extension de l'emmanchement 13. De fagon avantageuse, l'organe d'accouplement 19 comporte une denture peripherique externe couplee en rotation avec un arbre de sortie d'un moteur d'entramement 21, tel qu'un moteur hydraulique alimente hydrauliquement par un5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 10 circuit externe d'alimentation hydraulique, appartenant au dispositif d'entralnement en rotation 18. Le dispositif d'entralnement en rotation 18 peut par exemple comporter un pignon intermediaire 22 qui est couple d'un part a I'arbre de sortie du moteur d'entralnement 21 et d'autre part a la denture peripherique externe de I'organe d'accouplement 19. Le perforateur hydraulique roto-percutant 2 comporte en outre une surface de butee avant 23 qui est annulaire et qui s'etend autour de I'emmanchement 13. La surface de butee avant 23 est situee a I'oppose du piston de frappe 5 par rapport a I'organe d'accouplement 19. La surface de butee avant 23 peut etre directement prevue sur le corps 3, ou peut etre prevue sur une bague de butee annulaire qui est disposee dans le corps 3. L'emmanchement 13 comporte un collerette d'appui annulaire 24 qui est prevue sur une surface exterieure de I'emmanchement 13. La collerette d'appui annulaire 24comporte une surface d'appui annulaire 25configuree pourveniren butee contre la surface de butee avant 23 de maniere a limiter la course de deplacement de I'emmanchement 13 vers l'avant. De faqon avantageuse, la surface d'appui annulaire 25 est inclinee par rapport a I'axe de frappe A et diverge en direction de la partie d'accouplement de I'emmanchement 13. Selon le mode de realisation represente sur les figures 1a 4, la collerette d'appui annulaire 24 comporte en outre une surface peripherique externe 26 qui est globalement cylindrique et qui s'etend dans le prolongement de la surface d'appui annulaire 25 en direction de I'extremite arriere de I'emmanchement 13. La surface peripherique externe 26 presente avantageusement un diametre externe qui est superieur ou egal au diametre externe de la partie d'accouplement. De fag:on avantageuse, chaque cannelure d'accouplement femelie et male 16, 17 s'etend a partir de la collerette d'appui annulaire 24 en direction de I'extremite arriere de I'emmanchement 13. Selon le mode de realisation represente sur les figures 1a 4, I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelie 16 est menagee sur la collerette d'appui annulaire 24 et debouche dans une surface externe de la collerette d'appui annulaire 24 et par exemple dans la surface peripherique externe 26. Selon le mode de realisation represente sur les figures 1 a 4, chaque cannelure d'accouplement femelle 16 comporte une surface de fond 27 qui est sensiblement plane et qui s'etend selon la direction d'extension de ladite cannelure d'accouplement femelle, et une surface de liaison 28 qui relie la surface de fond 27 respective a la collerette d'appui annulaire 24 et qui s'etend vers l'avant en s'ecartant de I'axe d'extension de I'emmanchement 13. Selon le mode de realisation represente5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 11 sur les figures 1 a 4, la surface de liaison 28 de chaque cannelure d'accouplement femelie 16 est entierement formee par une surface concave courbee 28.1 s'etendant dans la direction d'extension de la cannelure d'accouplement femelle 16 respective et presentant un rayon de courbure R qui est inferieur a la hauteur radiale Hr de chacune des cannelures d'accouplement male 17 prevues sur I'emmanchement 13. Le rayon de courbure R de chaque surface concave courbee 28.1est avantageusement inferieur a 15 mm, et est par exemple inferieur a 10 mm. Chaque cannelure d'accouplement femelle 16 peut par exemple presenter une section transversale rectangulaire, et done comporter deux surfaces laterales qui s'etendent longitudinalement et qui sont sensiblement paralleles. Toutefois, chaque cannelure d'accouplement femelle 16 pourrait presenter une section transversale globalement en V. Selon le mode de realisation represente sur les figures1a 4, pour chaque cannelure d'accouplement male 17, la distance radiale Dr entre l'axe d'extension de I'emmanchement 13 et une surface de sommet 29 de ladite cannelure d'accouplement male 17 est sensiblement constante le long de ladite cannelure d'accouplement male. Lors d'un blocage dans la roche du taiIlant, le perforateur hydraulique rotopercutant 2 est recule jusqu'a ce que la surface d'appui annulaire 25 de la collerette d'appui annulaire 24 vienne en butee contre la surface de butee avant 23. Ensuite, afin de debloquer taiIlant, le dispositif d'entralnement en rotation 18 est active de maniere a entrainer en rotation I'emmanchement 13. Le dispositif de frappe 4 pourrait egalement etre active simultanement au dispositif d'entralnement en rotation 18 de maniere a egalement impacter I'emmanchement 13 avec le piston de frappe 5. Une telle activation du dispositif d'entramement en rotation 18 et eventuellement du dispositif de frappe 4 induit des frottements en rotation de la surface d'appui annulaire 25 de la collerette d'appui annulaire 24 contre la surface de butee avant 23 et des potentiels chocs axiaux de la surface d'appui annulaire 25 contre la surface de butee avant 23. La presence de la collerette d'appui annulaire 24 a l'avant des cannelures d'accouplement femelle et male 16, 17 prevues sur I'emmanchement 13 permet d'eviter un contact entre la surface de butee avant 23 et les cannelures d'accouplement male 17 prevues sur I'emmanchement 13, et done de preserver I'integrite de ces dernieres. De plus, le fait que la surface d'appui annulaire 25 soit annulaire assure une surface de contact relativement importante entre la surface de butee avant 23 et la5 10 15 20 25 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 12 collerette d'appui annulaire 24, et done une meilleure repartition des forces d'impact appliquees par I'emmanchement 13 contre la surface de butee avant 23. Ainsi, la configuration specifique du perforateur hydraulique rotopercutant 2 selon la presente invention confere a I'emmanchement 13 une duree de vie sensiblement accrue, ce qui permet de reduire de maniere significative les periodes d'immobilisation du perforateur hydraulique roto-percutant 2 pour remplacer I'emmanchement 13, et les risques d'endommagement du perforateur hydraulique roto-percutant 2 par des particules d'usure de I'emmanchement 13. En outre, etant donne que les cannelures d'accouplement male 17 prevues sur I'emmanchement 13 s'etendent directement a partir de la collerette d'appui annulaire 24, la longueur axiale de I'emmanchement 13 n'est pas impactee par la presence de la collerette d'appui annulaire 24, ce qui permet d'obtenir un perforateur hydraulique roto-percutant 2 qui est compact. La figure 5 represente I'emmanchement 13 d'un perforateur hydraulique roto-percutant 2 selon un deuxieme mode de realisation de la presente invention qui differe du premier mode de realisation represente sur les figures 1a 4 essentiellement en ce que I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle 16 debouche dans la surface d'appui annulaire 25 de la collerette d'appui annulaire 24. Selon un tel mode de realisation de ('invention, la hauteur radiale de la collerette d'appui annulaire 24 au niveau d'un debouche de I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelie 16 est superieure a 50 %, et par exemple superieure ou egale a 60 ou 70 %, de la hauteur radiale maximale de la collerette d'appui annulaire 24. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas a la seule forme d'execution de ce perforateur hydraulique roto-percutant, decrite ci-dessus a titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de realisation.

Claims (13)

  1. 5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 13 REVENDICATIONS 1. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) comprenant : - un corps (3), - un emmanchement (13) destine a etre couple a au moins une barre de forage equipee d'un outil, I'emmanchement (13) comportant une partie d'accouplement comprenant des cannelures d'accouplement femelle (16) et des cannelures d'accouplement male (17) qui sont decalees angulairement les unes des autres par rapport a l'axe d'extension de I'emmanchement (13), - un piston de frappe (5) monte coulissant a I'interieur du corps (3) suivant un axe de frappe (A) et configure pour frapper I'emmanchement (13), - un dispositif d'entramement en rotation (18) qui est configure pour entrainer en rotation I'emmanchement (13) autour d'un axe de rotation sensiblement confondu avec l'axe de frappe, Ie dispositif d'entramement en rotation (19) comprenant un organe d'accouplement (19) dispose autour de I'emmanchement (13), I'organe d'accouplement (19) comprenant des cannelures d'accouplement male et des cannelures d'accouplement femelie qui sont respectivement couplees en rotation avec les cannelures d'accouplement femelie et male (16, 17) de I'emmanchement (13), - une surface de butee avant (23) qui est fixe par rapport au corps (3), la surface de butee avant (23) etant annulaire et s'etendant autour de I'emmanchement (13), I'emmanchement (13) etant configure pour venir en butee contre la surface de butee avant (23) de maniere a limiter la course de deplacement de I'emmanchement (13) vers l'avant, caracterise en ce que I'emmanchement (13) comporte une collerette d'appui annulaire (24) qui est prevue sur une surface exterieure de I'emmanchement (13) et qui comporte une surface d'appui annulaire (25) configuree pour venir en butee contre la surface de butee avant (23), et en ce que chacune des cannelures d'accouplement femelle et male (16, 17) prevues sur I'emmanchement (13) s'etend a partir de la collerette d'appui annulaire (24) et en direction du piston de frappe (5), chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) comportant une surface de fond (27) et une surface de liaison (28) qui relie la surface de fond (27) respective a la collerette d'appui annulaire (24) et qui s'etend vers l'avant en s'ecartant de l'axe d'extension de I'emmanchement (13), la surface de liaison (28) de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) etant au moins en partie formee par une surface concave courbee (28.1) s'etendant sensiblement dans la direction d'extension de la cannelure d'accouplement femelle5 10 15 20 25 30 35 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 14 respective et presentant un rayon de courbure (R) qui est inferieur a la hauteur radiale (Hr) de chacune des cannelures d'accouplement male prevues sur I'emmanchement (13).
  2. 2. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon la revendication 1, dans lequel la collerette d'appui annulaire (24) presente un diametre externe maximal qui est superieur ou egal au diametre externe de la partie d'accouplement.
  3. 3. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon la revendication 1ou 2, dans lequel I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) est menagee sur la collerette d'appui annulaire (24).
  4. 4. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel chaque cannelure d'accouplement male (17) prevue sur I'emmanchement (13) comporte une surface de sommet (29) qui s'etend a partir de la collerette d'appui annulaire (24).
  5. 5. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel la surface de liaison (28) de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) est entierement formee par la surface concave courbee (28.1) respective.
  6. 6. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 5, dans lequel chacune des cannelures d'accouplement femelie et male (16, 17) prevues sur I'emmanchement (13) s'etend jusqu'a une extremite arriere de I'emmanchement (13).
  7. 7. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1a 6, dans lequel Ie rayon de courbure (R) de chaque surface concave courbee (28.1) est inferieur a 15 mm.
  8. 8. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel la collerette d'appui annulaire (24) comporte une surface peripherique externe (26) qui est globalement cylindrique.5 10 15 20 WO 2021/198605 PCT/FR2021/050547 CA 03172279 2022-9- 19 15
  9. 9. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon la revendication 8, dans lequel I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) debouche dans la surface peripherique externe (26).
  10. 10. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) debouche dans la surface d'appui annulaire (25) de la collerette d'appui annulaire (24).
  11. 11. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon la revendication 10, dans lequel la hauteur radiale de la collerette d'appui annulaire (24) au niveau d'un debouche de I'extremite avant de chaque cannelure d'accouplement femelle (16) prevue sur I'emmanchement (13) est superieure a 50 % de la hauteur radiale maximale de la collerette d'appui annulaire (24).
  12. 12. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1 a 11, dans lequel la surface d'appui annulaire (25) est inclinee par rapport a l'axe de frappe et diverge en direction du piston de frappe (5).
  13. 13. Perforateur hydraulique roto-percutant (2) selon I'une quelconque des revendications 1a 12, lequel comporte une bague de butee annulaire qui est disposee dans Ie corps (3), la bague de butee annulaire etant disposee autour de I'emmanchement (13) et comportant la surface de butee avant (23).
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