WO2009083596A2 - Procede de forage comprenant une etape de desolidarisation de l'outil de coupe - Google Patents

Procede de forage comprenant une etape de desolidarisation de l'outil de coupe Download PDF

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drilling
drilling machine
machine according
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Daniel Perpezat
Dominique Mazzieri
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Compagnie du Sol SARL
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating

Definitions

  • Drilling method comprising a step of separating the cutting tool
  • the present invention relates to the field of soil drilling.
  • the present invention relates to a method of drilling a hole in the ground, which hole may be for example, but not necessarily filled with concrete to form a pile in the ground.
  • the pile may be advantageous to equip the pile with equipment such as an armature or a tie rod.
  • This equipment must be placed in the hole after the drilling step, and before the concrete filling step.
  • the drilling means is a drill pipe equipped at its end with a cutting tool
  • the equipment can be inserted into the tube after the drilling step.
  • a difficulty is posed by the cutting tool which at least partially closes the end of the drill pipe.
  • An object of the present invention is to provide a drilling method that solves this problem.
  • the invention achieves its object by the fact that the method comprises:
  • the end of the drill pipe is no longer blocked by the cutting tool so that the latter, once disconnected, that is to say detached from the tube, remains at the end. bottom of the hole.
  • the cutting tool preferably has a shape such that the drill pipe remains advantageously empty during the drilling step, that is to say that the coring is avoided.
  • invention allows to place equipment in the hole by introducing them into the tube, which equipment can leave the tube by the end which was previously closed by the cutting tool.
  • the object is inserted into the tube at its end opposite the end which is provided with the cutting tool.
  • the object is preferably a ball, a warhead or any other type of object capable of driving the cutting tool out of the drill pipe.
  • the object is pushed by a fluid circulating in the drill pipe.
  • This fluid may for example, but not necessarily be that which is usually used to discharge debris from the borehole out of the hole during the drilling step.
  • the object is brought into contact with the cutting tool so that the object pushes the cutting tool out of the drill pipe through the pressure exerted by the fluid on the object.
  • the object closes the drill pipe while directly or indirectly pressing on the cutting tool so that the pressure of the fluid downstream of the object increases until it is applied. sufficient force on the object, and therefore on the cutting tool, to allow the separation of the latter.
  • the object strikes the cutting tool.
  • the object acts as a projectile that strikes the cutting tool, which projectile is preferably driven by the fluid flowing in the tube, or falls, under the action of its own weight, on the cutting tool.
  • the object is dimensioned so that the percussion force is sufficient to drive the cutting tool.
  • the object can have the shape of a ball or a warhead for example.
  • the method according to the invention further comprises a step of introducing equipment into the drill pipe, followed by a step of withdrawing the drill pipe from the hole, said equipment remaining in the hole at the end of the withdrawal step.
  • An interest is to be able to place equipment in the drilled hole, for example a tie rod, an armature or any other type of equipment.
  • these vibrations promote the penetration of the cutting tool into the ground.
  • it is possible to drill in particularly hard floors, while keeping the drill pipe empty during the drilling step to facilitate the introduction of equipment into the drilled hole.
  • the vibrations are of the high frequency type, that is to say between 50 and 200 Hz, preferably of the order of 150 Hz.
  • the length of the drill pipe and the frequency of the vibrations will preferably be chosen so as to cause a resonance effect to maximize the vibration energy transmitted to the cutting tool by the drill pipe.
  • a rotational movement of the low speed drill pipe will be associated with the emission of vibrations.
  • the present invention also relates to a drilling machine comprising:
  • a drilling tube provided at one of its ends with a cutting tool that can be detached from the drill pipe
  • the machine which has for example the shape of a ball or ogive, is intended to be set in motion by a fluid flowing in the tube.
  • the object acts as a projectile.
  • the drilling machine further comprises a holding member for holding the cutting tool with the drill pipe during drilling.
  • the holding member temporarily secures the cutting tool with the drill pipe.
  • This holding member is arranged in such a way that it keeps the cutting tool axially during the drilling recoil.
  • An interest is to be able to drill while operating the drill pipe a movement back and forth in the axial direction of said tube. Thanks to the invention, it is therefore not It is not necessary for the cutting tool to be pressed against the cutting surface. This back-and-forth movement makes it easier to drill the ground.
  • the holding member generates a holding force tending to keep the drill bit at the end of the tube. Therefore, the object is arranged to exert on the cutting tool an axial thrust force, opposite to the holding force, whose intensity is greater than that of the holding force so as to be able to separate the tool cutting the end of the tube during the uncoupling step.
  • the cutting tool is fixed to the holding member.
  • the holding member is also intended to be driven out of the drill pipe.
  • the holding member comprises a seal disposed radially between the end of the drill pipe and the cutting tool, which seal can be attached either to the cutting tool or to the end of the drill pipe.
  • the axial component of the friction force exerted between the cutting tool and the drill pipe due to the presence of the seal allows the axial retention of the cutting tool.
  • the axial holding force mentioned above therefore corresponds to this axial component.
  • the seal has the shape of a thick disc provided with an axial orifice capable of being closed by the object.
  • the object is a ball
  • its diameter is smaller than the inside diameter of the drill pipe but greater than that of the axial orifice.
  • the orifice allows, on the one hand, the flow of fluid in the drill pipe during the drilling step, for the evacuation of drilling debris.
  • the closing of the orifice by the object during the uncoupling step advantageously leads to the increase of the pressure of the fluid exerted on the object until the object exerts a sufficient thrust on the cutting tool to drive it out of the end of the drill pipe, that is to say a thrust greater than the axial holding force.
  • the cutting tool and the end of the drill pipe form a link dog, which allows the drill pipe to rotate the cutting tool during the drilling step.
  • the holding member comprises a pin fixed transversely in the cutting tool, as well as two axial notches formed in two generatrices of the drill pipe diametrically opposite and opening axially at its end, which notches are intended to hold ends of the pin when the cutting tool is secured to the drill pipe.
  • the cutting tool comprises an axial orifice capable of being closed by the object.
  • the holding member comprises an elastic ring extending in the axial direction of the drill pipe, at least one peg, and preferably two, extending transversely to the drill pipe from a periphery of the elastic ring while passing through a first orifice in the cutting tool and a second orifice in the drill pipe.
  • the elastic ring comprises an axial orifice that can be closed by the object.
  • the cutting tool extends transversely with respect to the axis of the drill pipe.
  • the tool describes a disk during its rotation about its axis, so that drilling is performed by advantageously preventing the formation of a core inside the drill pipe.
  • Another advantage is that the cutting tool has a lower effective area than the total section, which advantageously increases the pressure exerted by the cutting tool on the ground at the cutting edge.
  • the drilling machine further comprises cutting means extending along the circumference of the end of the drill pipe.
  • the cutter of the drill assembly is constituted by the cutting tool and by the cutting means which can be in turn disassociated or not.
  • the invention finally relates to a drilling machine comprising a drilling assembly according to the invention, means for driving the rotary cutting tool and a source of fluid connected to the drill pipe, which fluid is intended for s' flow in said tube.
  • the machine further comprises means for vibrating the cutting tool to facilitate drilling.
  • FIG. 1 represents an exploded view of an end of a first embodiment of a drilling assembly of the drilling machine according to the present invention
  • FIG. 2 shows the drilling assembly of FIG. 1 during the drilling step
  • FIG. 3 represents the drilling assembly of FIG. 1 during the step of separating the separable cutting tool
  • FIG. 4 is an exploded view of an end of a second embodiment of a drilling assembly of the drilling machine according to the present invention.
  • FIG. 5 represents the drilling assembly of FIG. 4 during the step of separating the separable cutting tool
  • FIG. 6 is an exploded view of an end of a third embodiment of a drilling assembly of the drilling machine according to the invention.
  • FIG. 7 shows the drill assembly of Figure 6 during the step of separating the disconnectable cutting tool
  • FIG. 8 shows an exploded view of a fourth embodiment of a drilling assembly of the drilling machine according to the invention.
  • FIG. 9 is a view of the drilling assembly of FIG. 8 during the step of separating the detachable cutting tool; and - Figure 10 shows the drilling machine according to the invention.
  • This drill assembly is intended to drill a hole in a soil. To do this, it is rotated about its main axis A by means not shown in FIG.
  • the drilling assembly 100 comprises a drilling tube 102 which is shown here only the lower end 103 which is provided with cutting means 104 constituting the cutting portion of the drilling assembly 100.
  • the upper end of the drill pipe 102 is in turn attached to an arm of a drilling machine, such as that shown in Figure 10.
  • a fluid can be placed in circulation so as to evacuate the cutting debris that is created during the drilling of the hole.
  • the drill pipe 102 is provided at its lower end 103 with a releasable cutting tool 106 which is advantageously separable from the drill pipe 102.
  • the detachable cutting tool 106 is in the form of a bar comprising cutting buttons 108 for excavating the ground 118.
  • the releasable cutting tool 106 extends along a diameter of the end 103 of the drill pipe 102 when said cutting tool is secured to the drill pipe 102. More specifically, in its secured position, the tool 106 is housed by its ends 106a, 106b in two diametrically opposite grooves 112,114 which extend in the axial direction of the drill pipe while opening at the lower end thereof.
  • the cutting tool 106 has a thickness less than the inside diameter of the tube, so that the cutting tool does not completely close the end 103 of the drill pipe 102 but defines two lumens between the tool of cutting and the inner wall 103a of the end 103 of the drill pipe 102.
  • the cutting tool 106 describes a disk surface corresponding substantially to the cutting edge C.
  • the detachable cutting tool 106 is part of the cutting means 104 which, in this case, also comprise cutting knobs 105 arranged along the lower periphery P of the end 103 of the cutting tube. drilling 102.
  • the drilling assembly As can be understood from FIG. 2, the drilling assembly
  • a holding member 110 which is in this case constituted by a seal, having the shape, in this example, of a thick disc, which seal is arranged radially between the end 103 of the drill pipe 102 and the cutting tool 106.
  • the cutting tool 106 is attached to the seal 110 so that when the cutting tool 106 is mounted in the end 103 of the drill pipe 102, the holding member 110 axially holds the cutting tool 106 with the drill pipe 102 due to the friction existing between the seal 110 and the inner wall 103b of the end 103 of the drill pipe 102.
  • the cutting tool 106 is detachable from the end 103 of the drill pipe 102. This means that the cutting tool 106 can be detached or driven out of the drill pipe 102.
  • a step is made to separate the cutting tool 106 in which an object 120, in this case a ball, is moved in the drill pipe 102 axially toward the end 103 of the drill pipe so as to drive the cutting tool 102 out of the drill pipe 102.
  • an object 120 in this case a ball
  • FIG 3 illustrates the decoupling step implemented in the first embodiment of the invention.
  • the ball In this step, the ball
  • a fluid F which is for example but not necessarily the fluid used to evacuate the debris resulting from excavation of the soil.
  • This fluid F is injected through one end of the drill pipe 102 and circulates in the latter before being discharged at the end 103 of the drill pipe by the lights described above.
  • the ball 120 is brought into contact with the cutting tool 106, via the seal-forming holding member 110 and the drill pipe 102, so that the ball 120 pushes the drilling tool 106 out of the drill pipe 102 by the pressure exerted by the fluid F on the ball 120.
  • the pressure force exerted by the ball is greater than the axial component of the friction force generated by the contact between the seal 110 and the drill pipe 102, so that the seal 110 to which the cutting tool 106 is attached slides axially until expelled out of the end 103 of the drill pipe 102.
  • the diameter of the ball 120 is greater than the diameter of the axial orifice 122.
  • the seal 110 is provided with an axial orifice 122 which, firstly, allows the passage of the fluid F during the drilling step, and secondly has a peripheral edge forming seat 124 on which the Ball 120 is able to be positioned so as to close the seal 110 and, consequently, the end 103 of the drill pipe 102.
  • the increase in the pressure of the fluid resulting from the closure of the axial orifice 122 generates an axial force sufficient to drive the cutting tool 106 out of the drill pipe 102.
  • Figures 4 and 5 illustrate a second embodiment of the drilling assembly according to the invention.
  • the drilling assembly 200 comprises a drill pipe 202 comprising two axial notches 203a, 203b, here diametrically opposed, which open axially to the lower end 203 of the drill pipe 202.
  • the drilling assembly 200 further comprises a desolidable cutter 206 of the drill pipe, which tool has a generally cylindrical shape whose lower end 250 is provided with cutting means 252.
  • These cutting means 252 comprise a cutting bar 254 extending along a diameter of a cylindrical member having a cutting circular edge 256.
  • the cutting bar 254 defines two lumens through which the fluid F discharges the cutting debris out of the tube during the drilling step.
  • the drilling assembly 200 further comprises a holding member 210 for holding the cutting tool 206 with the drill pipe 202 during the drilling step.
  • This holding member 210 comprises a pin 260 fixed transversely in a sleeve 262 of the cutting tool 206, while protruding on either side of the outer surface of said sleeve 262.
  • the pin 206 and the axial slots 203a, 203b are shaped so that The diameter of the ends 260a, 260b of the pin 260 is slightly greater than the width of the notches 203a, 203b so that the latter maintain axially, by friction, the ends of the pin 260 when the cutting tool 206 is secured to the tube drilling 202.
  • the arrangement of the pin 260 with the axial notches 203a, 203b makes it possible to transmit the rotational torque of the drill pipe 202 to the cutting tool 206.
  • the cutting tool 206 further comprises an axial orifice 222 opening at both ends of the cutting tool 206.
  • this axial orifice 222 allows firstly the passage of the fluid F during the drilling step.
  • the diameter of the axial orifice 222 is shaped so that the upper end of the sleeve 262 is able to be closed by the ball object 220 during the uncoupling step.
  • the fluid F exerts an axial thrust on the cutting tool 206, via the ball 220, tending to drive it out of the end 203 of the drill pipe 202 as soon as the thrust force becomes greater than the axial component of the friction force generated by the contact between the pin 260 and the end 203 of the drill pipe 202.
  • Figures 6 and 7 illustrate a third embodiment of a drilling assembly 300 according to the present invention.
  • the drilling assembly 300 comprises a drill pipe 302 which is provided at its lower end 303 with a separable cutting tool 306 of the drill pipe 302.
  • the releasable cutting tool 306 is similar to that of the second embodiment except that it does not include a pin but two notches 370 diametrically opposed and opening axially towards an end opposite to that where the cutting means.
  • the lower end 303 of the drill pipe 302 has a cylindrical portion 371 adapted to be fitted into the sleeve 362 of the cutting tool 306.
  • the drilling assembly 300 further comprises a holding member 310 constituted by two annular seals 372 arranged radially between the end 303 of the drill pipe 302 and the cutting tool 306, which make it possible to hold the cutting tool axially.
  • annular seals 372 also make it possible to seal between the cutting tool 306 and the drill pipe 302.
  • the cylindrical portion 371 is fitted into the sleeve 362 of the cutting tool 306, such that so that the notches 370 cooperate with two diametrically opposite bulges 374 which are formed on the peripheral wall of the cylindrical portion 371. More specifically, the bulges 374 are housed in the notches 370 when the cutting tool is secured to the drill pipe 302, so that the end 303 of the drill pipe 302 and the cutting tool 306 form a link dog. This link dog can transfer the torque between the drill tube 302 and the cutting tool 306 during the drilling step.
  • the latter comprises an annular seal 380 disposed against the inner wall 362a of the sleeve 362, while being coaxial with said sleeve 362.
  • This annular seal 380 forms a seat shaped so that it can be closed by an object 320 forming a ball, set in motion by a fluid F flowing in the drill pipe 302.
  • FIGS 8 and 9 show a fourth embodiment of the drilling assembly 400 according to the present invention. Elements similar to those of the second embodiment bear the same numerical references plus two hundred.
  • the drilling assembly 400 comprises a drill pipe 402 having a lower end 403 provided with a separable cutting tool 406 of the drill pipe 402 similar to that of the second embodiment except that it does not have a pin. cross.
  • the cutting tool comprises a sleeve 462 which is provided with a pair of first orifices 490 extending radially through the wall of the sleeve 462, the first orifices 490 being diametrically opposed.
  • the end 403 of the drill pipe 402 is provided with a pair of second orifices 492 radially through the wall of the end 403 of the drill pipe 402, the second orifices 492 being again diametrically opposed.
  • the sleeve 462 is inserted into the end of the drill pipe in such a way that each first orifice is opposite a second orifice.
  • the cutting tool 406 is held at the drill pipe by a holding member 410 which, in this case, comprises an elastic ring 493 whose main axis extends in the axial direction of the drill pipe 402, as well as a pair of pins 494 extending transversely to the drill pipe 403 from a periphery 493a of the elastic ring 493 while passing through the first and second ports 490.
  • the elastic ring 493 comprises at its upper end a peripheral radial extension 493b for holding the pins 494 with the elastic ring 493 during the drilling step.
  • the pins 494 are not fixed integrally to the elastic ring 493 but are held radially in the orifices by the central pressure exerted by this ring.
  • the elastic ring comprises an axial orifice 422 able to be closed by an object such as a ball 420 that is moved in the drill pipe 402.
  • the closure of this orifice 422 causes the increasing the pressure of the fluid F exerted on the ball 420, after which the elastic ring 493 and the pins are pushed out of the drill pipe 402.
  • a step is also made to introduce equipment into the hole that has just been drilled, which equipment may for example be a tie rod or any other equipment that one wishes to place in the hole.
  • equipment may for example be a tie rod or any other equipment that one wishes to place in the hole.
  • a step of removing the drill pipe from the hole is performed so that the equipment remains in the hole at the bottom of the withdrawal step.
  • extract the drill pipe by pulling it axially out of the hole that has just been drilled, the equipment and cutting tool remaining in the hole.
  • the latter can be for example filled with concrete to make a pile.
  • Fig. 10 shows the drilling machine 501 according to the invention which comprises a drilling assembly 500, for example one of the embodiments described above.
  • the drilling assembly 500 comprises a drill pipe 502 having an upper end 502a and a lower end 502b, the latter being provided with a cutting tool 506 that can be detached from the drill pipe 502.
  • the drilling machine 501 further comprises drive means 508 for driving the cutting tool 506 in rotation.
  • the drive means 508 are disposed at the upper end 502a of the drill pipe 502 to drive the latter in rotation, which in turn drives the cutting tool 506 in rotation.
  • the drilling machine 501 further includes a fluid source 510 connected to the drill pipe 502 for circulating fluid therein for discharging the cutting debris during the drilling step than for pushing the object in the step of separating the cutting tool 506.
  • the drilling machine 500 further comprises means 512 for vibrating the cutting tool 506. These are able to generate vibrations from the upper end of the drill pipe 504, the vibrations then propagating to the cutting tool which, as a result, advantageously emits vibrations during the drilling step, whereby it facilitates the drilling.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de forage comprenant: - une étape de forage d'un trou dans Ie sol, au cours de laquelle un tube de forage (102) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106) désolidarisable dudit tube, est mis en rotation, l'outil de coupe émettant des vibrations, cette étape étant suivie par : - une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet (120) est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.

Description

Procédé de forage comprenant une étape de désolidarisation de l'outil de coupe
La présente invention concerne Ie domaine du forage du sol.
Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de forage d'un trou dans le sol, lequel trou peut être par exemple, mais non nécessairement rempli de béton afin de former un pieu dans le sol.
Dans certaines situations, il peut être intéressant d'équiper le pieu d'un équipement tel par exemple une armature ou un tirant.
Cet équipement doit être placé dans le trou après l'étape de forage, et avant l'étape de remplissage de béton.
Par exemple, lorsque le moyen de forage est un tube de forage équipé à son extrémité d'un outil de coupe, l'équipement peut être inséré dans le tube après l'étape de forage. Toutefois, dans ces conditions, une difficulté est posée par l'outil de coupe qui obture au moins partiellement l'extrémité du tube de forage.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de forage qui permet de résoudre ce problème.
L'invention atteint son but par le fait que le procédé comprend :
- une étape de forage d'un trou dans le sol, au cours de laquelle un tube de forage pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe désolidarisable dudit tube, est mis en rotation, l'outil de coupe émettant des vibrations, cette étape étant suivie par ;
- une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.
Ainsi, après l'étape de désolidarisation, l'extrémité du tube de forage n'est plus obturée par l'outil de coupe de sorte que ce dernier, une fois désolidarisé, c'est-à-dire détaché du tube, reste au fond du trou. Par ailleurs, l'outil de coupe présente de préférence une forme telle que le tube de forage reste avantageusement vide lors de l'étape de forage, c'est-à-dire que l'on évite le carottage.
Ainsi, on comprend que (Invention permet de placer des équipements dans le trou en les introduisant dans le tube, lesquels équipements peuvent sortir du tube par l'extrémité qui était précédemment obturée par l'outil de coupe. De préférence, l'objet est inséré dans Ie tube par son extrémité opposée à l'extrémité qui est pourvue de l'outil de coupe.
L'objet est de préférence une boule, une ogive ou tout autre type d'objet apte à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage. De manière particulièrement avantageuse, l'objet est poussé par un fluide circulant dans le tube de forage.
Dans ce cas, c'est donc la circulation du fluide qui permet le déplacement de l'objet dans le tube de forage.
Ce fluide peut par exemple, mais pas nécessairement, être celui qui est habituellement utilisé pour évacuer débris du forage hors du trou lors de l'étape de forage.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet est amené en contact avec l'outil de coupe de sorte que l'objet pousse l'outil de coupe hors du tube de forage grâce à la pression exercée par le fluide sur l'objet.
De préférence, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet obture le tube de forage tout en appuyant directement ou indirectement sur l'outil de coupe de sorte que la pression du fluide en aval de l'objet augmente jusqu'à appliquer une force suffisante sur l'objet, et donc sur l'outil de coupe, afin de permettre la désolidarisation de ce dernier.
Selon une variante avantageuse, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet vient percuter l'outil de coupe.
Dans cette variante, l'objet agit comme un projectile qui vient percuter l'outil de coupe, lequel projectile est de préférence entraîné par le fluide circulant dans le tube, ou bien chute, sous l'action de son propre poids, sur l'outil de coupe. Dans ce cas, l'objet est dimensionné pour que la force de percussion soit suffisante pour chasser l'outil de coupe. L'objet peut présenter la forme d'une boule ou d'une ogive par exemple.
De préférence, le procédé selon l'invention comporte en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le tube de forage, suivie par une étape de retrait du tube de forage du trou, ledit équipement restant dans le trou à l'issue de l'étape de retrait.
Un intérêt est de pouvoir placer un équipement dans le trou foré, par exemple un tirant, une armature ou tout autre type d'équipement. Selon l'invention, ces vibrations favorisent la pénétration de l'outil de coupe dans le sol. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de forer dans des sols particulièrement durs, tout en maintenant le tube de forage vide pendant l'étape de forage afin de faciliter l'introduction d'un équipement dans le trou foré.
De préférence, les vibrations sont du type à haute fréquence, c'est- à-dire comprise entre 50 et 200 Hz, de préférence de l'ordre de 150 Hz.
La longueur du tube de forage et la fréquence des vibrations seront de préférence choisies de manière à provoquer un effet de résonnance afin de maximiser l'énergie de vibration transmise à l'outil de coupe par le tube de forage. De préférence, un mouvement de rotation du tube de forage à faible vitesse sera associé à l'émission des vibrations.
La présente invention concerne également une machine de forage comprenant :
- un tube de forage pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe désolidarisable du tube de forage,
- un objet destiné à être déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à pouvoir chasser l'outil de coupe hors du tube de forage,
- des moyens pour entraîner l'outil de coupe en rotation ; - une source de fluide connectée au tube de forage, lequel fluide est destiné à s'écouler dans ledit tube, et
- des moyens pour faire vibrer l'outil de coupe. Avantageusement, la machine qui présente par exemple la forme d'une boule ou d'une ogive, est destiné à être mis en mouvement par un fluide circulant dans le tube.
Comme on l'a expliqué ci-dessus, selon une variante, l'objet agit tel un projectile.
Avantageusement, la machine de forage comprend en outre un organe de maintien permettant de maintenir l'outil de coupe avec le tube de forage lors du forage. Autrement dit, l'organe de maintien solidarise provisoirement l'outil de coupe avec le tube de forage.
Cet organe de maintien est arrangé de telle sorte qu'il maintienne l'outil de coupe axialement lors de rétape de forage. Un intérêt est de pouvoir forer tout en opérant au tube de forage un mouvement de va-et- vient selon la direction axiale dudit tube. Grâce à l'invention, il n'est donc pas nécessaire que l'outil de coupe soit plaqué contre la surface de coupe. Ce mouvement de va-et-vient facilite le forage du sol.
On comprend donc que l'organe de maintien génère une force de maintien tendant à maintenir l'outil de forage à l'extrémité du tube. Par conséquent, l'objet est arrangé pour exercer sur l'outil de coupe une force de poussée axiale, opposée à la force de maintien, dont l'intensité est supérieure à celle de la force de maintien de manière à pouvoir désolidariser l'outil de coupe de l'extrémité du tube lors de l'étape de désolidarisation. De manière particulièrement avantageuse, l'outil de coupe est fixé à l'organe de maintien. Dans ce cas, l'organe de maintien est également destiné à être chassé hors du tube de forage.
De préférence, l'organe de maintien comprend un joint disposé radialement entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe, lequel joint peut être fixé soit à l'outil de coupe ou bien à l'extrémité du tube de forage. On comprend donc que la composante axiale de la force de frottement exercée entre l'outil de coupe et le tube de forage grâce à la présence du joint permet le maintien axial de l'outil de coupe. La force de maintien axiale mentionnée ci-dessus correspond donc à cette composante axiale.
Selon un premier mode de réalisation de la machine de forage selon l'invention, le joint présente la forme d'un disque épais pourvu d'un orifice axial apte à être obturé par l'objet. Lorsque l'objet est une boule, son diamètre est inférieur au diamètre intérieur du tube de forage mais supérieur à celui de l'orifice axial.
L'orifice permet, d'une part, la circulation du fluide dans le tube de forage lors de l'étape de forage, pour l'évacuation des débris de forage. D'autre part, l'obturation de l'orifice par l'objet pendant l'étape de désolidarisation, entraîne avantageusement l'augmentation de la pression du fluide s'exerçant sur l'objet jusqu'à ce que l'objet exerce une poussée suffisante sur l'outil de coupe pour le chasser hors de l'extrémité du tube de forage, c'est-à-dire une poussée supérieure à la force de maintien axiale.
Selon un second mode de réalisation de la machine de forage selon invention, l'outil de coupe et l'extrémité du tube de forage forment une liaison crabot, laquelle permet au tube de forage d'entraîner en rotation l'outil de coupe pendant l'étape de forage.
Selon un troisième mode de réalisation de la machine de forage selon l'invention, l'organe de maintien comprend une goupille fixée transversalement dans l'outil de coupe, ainsi que deux encoches axiales ménagées dans deux génératrices du tube de forage diamétralement opposées et débouchant axialement à son extrémité, lesquelles encoches sont destinées à maintenir des extrémités de la goupille lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage. De préférence et pour les mêmes raisons que celles mentionnées ci-dessus, l'outil de coupe comporte un orifice axial apte à être obturé par l'objet.
Selon un quatrième mode de réalisation de la machine de forage selon l'invention, l'organe de maintien comporte une bague élastique s'étendant selon la direction axiale du tube de forage, au moins un pion, et de préférence deux, s'étendant transversalement au tube de forage depuis une périphérie de la bague élastique tout en traversant un premier orifice ménagé dans l'outil de coupe et un second orifice ménagé dans le tube de forage. De préférence et pour les mêmes raisons que celles mentionnées ci-dessus, la bague élastique comporte un orifice axial apte à être obturé par l'objet.
De manière particulièrement avantageuse, pour chacun des modes de réalisation, l'outil de coupe s'étend transversalement par rapport à l'axe du tube de forage.
Grâce à cette conformation avantageuse, l'outil décrit un disque lors de sa rotation autour de son axe, de sorte que le forage est réalisé en empêchant, de manière avantageuse, la formation d'une carotte à l'intérieur du tube de forage. Un autre intérêt est que l'outil de coupe présente une surface utile plus faible que la section totale, ce qui augmente avantageusement la pression exercée par l'outil de coupe sur le sol à l'endroit du front de coupe.
Selon une variante avantageuse, la machine de forage comporte en outre des moyens de coupe s'étendant selon la circonférence de l'extrémité du tube de forage. Autrement dit, l'organe de coupe de l'ensemble de forage est constitué par l'outil de coupe et par les moyens de coupe qui peuvent être quant à eux désolidarisâmes ou non.
L'invention concerne enfin une machine de forage comportant un ensemble de forage selon l'invention, des moyens pour entraîner l'outil de coupe en rotation ainsi qu'une source de fluide connectée au tube de forage, lequel fluide est destiné à s'écouler dans ledit tube.
De manière avantageuse, la machine comporte en outre des moyens pour faire vibrer l'outil de coupe afin de faciliter le forage. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins, sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue éclatée d'une extrémité d'un premier mode de réalisation d'un ensemble de forage de la machine de forage selon la présente invention ;
- la figure 2 montre l'ensemble de forage de la figure 1 lors de l'étape de forage ;
- la figure 3 représente l'ensemble de forage de la figure 1 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ;
- la figure 4 est une vue éclatée d'une extrémité d'un deuxième mode de réalisation d'un ensemble de forage de la machine de forage selon la présente invention ;
- la figure 5 représente l'ensemble de forage de la figure 4 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ;
- la figure 6 est une vue éclatée d'une extrémité d'un troisième mode de réalisation d'un ensemble de forage de la machine de forage selon l'invention ;
- la figure 7 représente l'ensemble de forage de la figure 6 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ;
- la figure 8 représente une vue éclatée d'un quatrième mode de réalisation d'un ensemble de forage de la machine de forage selon l'invention ;
- la figure 9 est une vue de l'ensemble de forage de la figure 8 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ; et - la figure 10 représente Ia machine de forage conforme à l'invention.
A l'aide des figures 1 et 2, on va tout d'abord décrire un ensemble de forage 100 d'une machine de forage 500 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.
Cet ensemble de forage est destiné à forer un trou dans un sol. Pour ce faire, il est entraîné en rotation autour de son axe principal A par des moyens non représentés sur la figure 10.
L'ensemble de forage 100 comporte un tube de forage 102 dont on a représenté ici uniquement l'extrémité inférieure 103 qui est pourvue de moyens de coupe 104 constituant la partie taillante de l'ensemble de forage 100. Comme on l'expliquera plus en détail ci-après, l'extrémité supérieure du tube de forage 102 est quant à elle fixée à un bras d'une machine de forage, telle que celle représentée sur la figure 10. Dans ce tube de forage 102, un fluide peut être mis en circulation de manière à évacuer les débris de coupe qui sont créés lors du forage du trou.
Comme on le voit sur la figure 1, le tube de forage 102 est pourvu à son extrémité inférieure 103 d'un outil de coupe désolidarisable 106 qui est avantageusement désolidarisable du tube de forage 102.
En l'espèce, l'outil de coupe désolidarisable 106 se présente sous la forme d'une barre comprenant des boutons de coupe 108 destinées à excaver le sol 118.
L'outil de coupe désolidarisable 106 s'étend selon un diamètre de l'extrémité 103 du tube de forage 102 lorsque ledit outil de coupe est solidarisé au tube de forage 102. Plus précisément, dans sa position solidarisée, l'outil 106 est logé par ses extrémités 106a, 106b dans deux rainures 112,114 diamétralement opposées qui s'étendent selon la direction axiale du tube de forage tout en débouchant à l'extrémité inférieure de celui-ci.
Qui plus est, l'outil de coupe 106 présente une épaisseur inférieure au diamètre intérieur du tube, de sorte que l'outil de coupe n'obture pas totalement l'extrémité 103 du tube de forage 102 mais délimite deux lumières entre l'outil de coupe et la paroi interne 103a de l'extrémité 103 du tube de forage 102. En revanche, lorsque Ie tube de forage 102 effectue un demi-tour autour de son axe principal A, l'outil de coupe 106 décrit une surface formant disque correspondant sensiblement au front de coupe C.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'outil de coupe désolidarisable 106 fait partie des moyens de coupe 104 qui, en l'espèce, comprennent également des boutons de coupe 105 disposées selon Ie pourtour inférieur P de l'extrémité 103 du tube de forage 102.
Comme on le comprend à l'aide de la figure 2, l'ensemble de forage
100 comporte en outre un organe de maintien 110 qui est en l'espèce constitué par un joint, présentant la forme, dans cet exemple, d'un disque épais, lequel joint est disposé radialement entre l'extrémité 103 du tube de forage 102 et l'outil de coupe 106. L'outil de coupe 106 est fixé au joint 110 de sorte que lorsque l'outil de coupe 106 est monté dans l'extrémité 103 du tube de forage 102, l'organe de maintien 110 maintient axialement l'outil de coupe 106 avec le tube de forage 102 grâce au frottement existant entre le joint 110 et la paroi interne 103b de l'extrémité 103 du tube de forage 102.
Par ailleurs, lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage
102, c'est-à-dire en l'espèce lorsque les extrémités 106a, 106b de l'outil de coupe 106 sont logés dans les rainures 112,114 de l'extrémité du tube de forage 102, on comprend que s'opère un couplage en rotation entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe. En d'autres termes, la rotation du tube de forage entraîne celle de l'outil de coupe 106, grâce à quoi le couple de rotation est transféré vers l'outil de coupe désolidarisable.
Conformément à l'invention, l'outil de coupe 106 est désolidarisable de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Cela signifie que l'outil de coupe 106 peut être détaché ou chassé hors du tube de forage 102.
Pour ce faire, selon l'invention, on réalise une étape de désolidarisation de l'outil de coupe 106 lors de laquelle un objet 120, en l'espèce une boule, est déplacé dans le tube de forage 102 axialement vers l'extrémité 103 du tube de forage de manière à chasser l'outil de coupe 102 hors du tube de forage 102.
La figure 3 illustre l'étape de désolidarisation mise en œuvre dans le premier mode de réalisation de l'invention. Dans cette étape, la boule
120, après avoir été introduite dans le tube de forage 102, est poussé vers l'extrémité 103 par un fluide F, qui est par exemple mais pas nécessairement le fluide utilisé pour évacuer les débris résultant de l'excavation du sol. Ce fluide F est injecté par une extrémité du tube de forage 102 et circule dans ce dernier avant d'être évacué à l'extrémité 103 du tube de forage, par les lumières décrites ci-dessus.
Comme on le comprend à l'aide de la figure 3, la boule 120 est amenée en contact avec l'outil de coupe 106, par l'intermédiaire de l'organe de maintien formant joint 110 et le tube de forage 102, de sorte que la boule 120 pousse l'outil de forage 106 hors du tube de forage 102 grâce à la pression exercée par le fluide F sur la boule 120.
La force de pression exercée par la boule est supérieure à la composante axiale de la force de frottement générée par le contact entre le joint 110 et le tube de forage 102, de sorte que le joint 110 auquel est fixé l'outil de coupe 106 glisse axialement jusqu'à être expulsé hors de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Dans ce cas, le diamètre de la boule 120 est supérieur au diamètre de l'orifice axial 122.
Pour ce faire, le joint 110 est pourvu d'un orifice axial 122 qui, en premier lieu, permet le passage du fluide F lors de l'étape de forage, et, en second lieu présente un rebord périphérique formant siège 124 sur lequel la boule 120 est apte à venir se positionner de manière à obturer le joint 110 et, par voie de conséquence, l'extrémité 103 du tube de forage 102.
L'augmentation de la pression du fluide résultant de l'obturation de l'orifice axial 122 génère une force axiale suffisante pour chasser l'outil de coupe 106 hors du tube de forage 102.
Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention.
Les éléments similaires à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur cent. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'ensemble de forage 200 comporte un tube de forage 202 comportant deux encoches axiales 203a, 203b, ici diamétralement opposées, qui débouchent axialement à l'extrémité inférieure 203 du tube de forage 202.
L'ensemble de forage 200 comporte en outre un outil de coupe désolîdarisable 206 du tube de forage, lequel outil présente une forme généralement cylindrique dont l'extrémité inférieure 250 est pourvue de moyens de coupe 252. Ces moyens de coupe 252 comportent une barre taillante 254 s'étend selon un diamètre d'un organe cylindrique ayant une arête circulaire coupante 256.
La barre taillante 254 délimite deux lumières au travers desquelles Ie fluide F évacue les débris de coupe hors du tube lors de l'étape de forage.
L'ensemble de forage 200 comporte en outre un organe de maintien 210 permettant de maintenir l'outil de coupe 206 avec Ie tube de forage 202 lors de l'étape de forage. Cet organe de maintien 210 comporte une goupille 260 fixée transversalement dans un manchon 262 de l'outil de coupe 206, tout en dépassant de part et d'autre de la surface extérieure dudit manchon 262.
Par ailleurs, comme on Ie voit sur la figure 5, lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202, le manchon 262 est introduit dans l'extrémité inférieure 203 du tube de forage 202. Un joint annulaire 264 est de préférence monté dans une rainure périphérique du manchon de manière à réaliser l'étanchéité entre la surface intérieure 203a de l'extrémité du tube de forage et Ia surface extérieure du manchon 262. Comme on le comprend à l'aide de la figure 5, les extrémités
260a, 260b de la goupille 260 sont destinées à venir se loger dans les encoches axiales 203a, 203b lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202. La goupille 206 et les encoches axiales 203a, 203b sont conformées de manière que Ie diamètre des extrémités 260a, 260b de Ia goupille 260 soit légèrement supérieur à la largeur des encoches 203a, 203b de sorte que ces dernières maintiennent axialement, par frottement, les extrémités de la goupille 260 lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202.
En outre, l'arrangement de la goupille 260 avec les encoches axiales 203a, 203b permet de transmettre Ie couple de rotation du tube de forage 202 vers l'outil de coupe 206.
Selon l'invention, l'outil de coupe 206 comporte en outre un orifice axial 222 débouchant aux deux extrémités de l'outil de coupe 206.
Comme dans Ie premier mode de réalisation, cet orifice axial 222 permet en premier lieu le passage du fluide F lors de l'étape de forage. En second lieu, le diamètre de l'orifice axial 222 est conformé de sorte que l'extrémité supérieure du manchon 262 soit apte à être obturée par l'objet formant boule 220 lors de l'étape de désolidarisation.
Ainsi, du fait de cette obturation, le fluide F exerce une poussée axiale sur l'outil de coupe 206, par l'intermédiaire de la boule 220, tendant à le chasser hors de l'extrémité 203 du tube de forage 202 dès lors que la force de poussé devient supérieure la composante axiale de la force de frottement générée par le contact entre la goupille 260 et l'extrémité 203 du tube de forage 202.
Les figures 6 et 7 illustrent un troisième mode de réalisation d'un ensemble de forage 300 conforme à la présente invention.
Les éléments similaires à ceux du deuxième mode de réalisation portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur cent.
L'ensemble de forage 300 comporte un tube de forage 302 qui est pourvu à son extrémité inférieure 303 d'un outil de coupe désolidarisable 306 du tube de forage 302.
L'outil de coupe désolidarisable 306 est similaire à celui du deuxième mode de réalisation sauf en ce qu'il ne comporte pas de goupille mais deux échancrures 370 diamétralement opposées et débouchant axialement vers une extrémité opposée à celle où se trouvent les moyens de coupe.
L'extrémité inférieure 303 du tube de forage 302 comporte une portion cylindrique 371 apte à être emboîtée dans le manchon 362 de l'outil de coupe 306.
L'ensemble de forage 300 comporte en outre un organe de maintien 310 constitué par deux joints annulaires 372 disposés radialement entre l'extrémité 303 du tube de forage 302 et l'outil de coupe 306, lesquels permettent de maintenir axialement l'outil de coupe
306 avec le tube de forage 302.
Ces joints annulaires 372 permettent en outre d'assurer l'étanchéité entre l'outil de coupe 306 et le tube de forage 302.
Comme on le comprend à l'aide des figures 6 et 7, lorsque l'outil de coupe 306 est solidarisé avec le tube de forage 302, la portion cylindrique 371 est emboîtée dans le manchon 362 de l'outil de coupe 306, de telle sorte que les échancrures 370 coopèrent avec deux renflements 374 diamétralement opposés qui sont ménagés sur la paroi périphérique de la portion cylindrique 371. Plus précisément, les renflements 374 viennent se loger dans les échancrures 370 lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage 302, de façon que l'extrémité 303 du tube de forage 302 et l'outil de coupe 306 forment une liaison crabot. Cette liaison crabot permet de transférer le couple de rotation entre le tube de forage 302 et l'outil de coupe 306 lors de l'étape de forage.
Pour réaliser la désolidarisation de l'outil de coupe 306, ce dernier comporte un joint annulaire 380 disposé contre la paroi intérieure 362a du manchon 362, tout en étant coaxial audit manchon 362. Ce joint annulaire 380 forme un siège conformé de manière à pouvoir être obturé par un objet 320, formant boule, mis en mouvement par un fluide F circulant dans le tube de forage 302. En se référant aux explications des modes de réalisation précédemment décrits, on comprend que lorsque la boule 320 obture le joint annulaire 380, la pression du fluide F circulant dans le tube de forage augmente si bien que la boule 320 exerce une poussée axiale sur l'outil de coupe 306 de sorte que ce dernier est chassé hors du tube de forage 302.
Les figures 8 et 9 représentent un quatrième mode de réalisation de l'ensemble de forage 400 selon la présente invention. Les éléments similaires à ceux du deuxième mode de réalisation portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur deux cents.
L'ensemble de forage 400 comporte un tube de forage 402 ayant une extrémité inférieure 403 pourvue d'un outil de coupe désolidarisable 406 du tube de forage 402 similaire à celui du deuxième mode de réalisation à ceci près qu'il ne comporte pas de goupille transversale.
L'outil de coupe comporte un manchon 462 qui est pourvu d'une paire de premiers orifices 490 traversant radialement la paroi du manchon 462, les premiers orifices 490 étant diamétralement opposés. L'extrémité 403 du tube de forage 402 est quant à elle pourvue d'une paire de seconds orifices 492 traversant radialement la paroi de l'extrémité 403 du tube de forage 402, les seconds orifices 492 étant là encore diamétralement opposés.
Lorsque l'outil de coupe 406 est solidarisé à l'extrémité du tube de forage 402, le manchon 462 est introduit dans l'extrémité du tube de forage de telle manière que chaque premier orifice est en regard d'un second orifice. Dans cette position, l'outil de coupe 406 est maintenu au tube de forage par un organe de maintien 410 qui, en l'espèce, comporte une bague élastique 493 dont l'axe principal s'étend selon la direction axiale du tube de forage 402, ainsi qu'une paire de pions 494 s'étendant transversalement au tube de forage 403 depuis une périphérie 493a de la bague élastique 493 tout en traversant les premiers et seconds orifices 490.
La bague élastique 493 comporte à son extrémité supérieure une extension radiale périphérique 493b permettant de faire tenir les pions 494 avec la bague élastique 493 lors de l'étape de forage. Les pions 494 ne sont pas fixés solidairement à la bague élastique 493 mais sont maintenus radialement dans les orifices par la pression centrale exercée par cette bague.
De manière similaire aux autres modes de réalisation, la bague élastique comporte un orifice axial 422 apte à être obturé par un objet telle une boule 420 que l'on déplace dans le tube de forage 402. L'obturation de cet orifice 422 entraine l'augmentation de la pression du fluide F s'exerçant sur la boule 420, à la suite de quoi la bague élastique 493 et les pions sont poussés hors du tube de forage 402. L'outil de coupe 406, qui n'est plus retenu axialement, est alors chassé hors du tube de forage 402.
Sans sortir du cadre de la présente invention, selon une variante de ces modes de réalisation, en l'absence de fluide, on peut également faire chuter la boule 120,220,320,420 depuis l'extrémité supérieure du tube de forage à la suite de quoi, la boule vient percuter l'outil de coupe, ce qui le chasse hors du tube de forage.
Dans chacun des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, à la suite de l'étape de désolidarisation, de préférence on réalise en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le trou qui vient d'être foré, lequel équipement peut par exemple être un tirant ou tout autre équipement que l'on souhaite placer dans le trou. Comme l'extrémité du tube de forage est dégagée du fait de l'expulsion de l'outil de coupe, le tube de forage guide l'équipement au fond du trou.
Ensuite, on réalise une étape de retrait du tube de forage du trou de sorte que l'équipement reste dans le trou à Ilssue de l'étape de retrait. Pour ce faire, on extrait le tube de forage en le tirant axialement hors du trou qui vient d'être foré, l'équipement et l'outil de coupe demeurant dans Ie trou. Puis, ce dernier peut être par exemple rempli de béton pour réaliser un pieu.
La figure 10 montre la machine de forage 501 selon llnvention qui comporte un ensemble de forage 500, par exemple l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus. L'ensemble de forage 500 comporte un tube de forage 502 ayant une extrémité supérieure 502a et une extrémité inférieure 502b, cette dernière étant pourvue d'un outil de coupe 506 désolidarisable du tube de forage 502. La machine de forage 501 comporte en outre des moyens d'entraînement 508 pour entraîner l'outil de coupe 506 en rotation. En l'espèce, les moyens d'entraînement 508 sont disposés à l'extrémité supérieure 502a du tube de forage 502 afin d'entraîner ce dernier en rotation, lequel entraîne à son tour l'outil de coupe 506 en rotation. En outre, la machine de forage 501 comporte en outre une source de fluide 510 connectée au tube de forage 502 afin d'y faire circuler le fluide destiné tant à évacuer les débris de coupe lors de l'étape de forage que de pousser l'objet lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe 506. Conformément à l'invention, la machine de forage 500 comporte en outre des moyens 512 pour faire vibrer l'outil de coupe 506. Ceux-ci sont aptes à générer des vibrations depuis l'extrémité supérieure du tube de forage 504, les vibrations se propageant ensuite jusqu'à l'outil de coupe qui, par voie de conséquence, émet avantageusement des vibrations lors de l'étape de forage, grâce à quoi on facilite le forage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de forage caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de forage d'un trou dans Ie sol, au cours de laquelle un tube de forage (102, 202, 302, 402, 502) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106, 206, 306, 405, 506) désolidarisable dudit tube, est mis en rotation, l'outil de coupe émettant des vibrations, cette étape étant suivie par : - une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet (120, 220, 320, 420) est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.
2. Procédé de forage selon la revendication 1, dans lequel l'objet est poussé par un fluide (F) circulant dans le tube de forage (102, 202, 302, 402, 502).
3. Procédé de forage selon la revendication 2, dans lequel, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet (120, 220, 320, 420) est amené en contact avec l'outil de coupe de sorte que l'objet pousse l'outil de coupe hors du tube de forage grâce à la pression exercée par le fluide (F) sur l'objet.
4. Procédé de forage selon la revendication i ou 2, dans lequel, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet (120, 220, 320, 420) vient percuter l'outil de coupe.
5. Procédé de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le tube de forage, suivie par une étape de retrait du tube de forage (100, 200, 300, 400, 500) du trou, ledit équipement restant dans le trou à l'issue de l'étape de retrait.
6. Machine de forage (501) comportant ;
- un tube de forage (102, 202, 302, 402, 502) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106, 206, 306, 406, 506) désolidarisable du tube de forage, - un objet (120, 220, 320, 420) destiné à être déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à pouvoir chasser l'outil de coupe hors du tube de forage,
- des moyens (508) pour entraîner l'outil de coupe en rotation ;
- une source de fluide (510) connectée au tube de forage (502), lequel fluide est destiné à s'écouler dans ledit tube (502), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre :
- des moyens (512) pour faire vibrer l'outil de coupe (506).
7. Machine de forage selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'objet est destiné à être mis en mouvement par un fluide (F) circulant dans le tube.
8. Machine de forage selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que l'objet (120, 220, 320, 420) est une boule.
9. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un organe de maintien (110, 210, 310, 410) permettant de maintenir l'outil de coupe avec le tube de forage lors du forage.
10. Machine de forage selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'outil de coupe (106, 206) est fixé à l'organe de maintien (110, 210).
11. Machine de forage selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que l'organe de maintien (110, 310) comprend un joint (110, 372) disposé radialement entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe.
12. Machine de forage selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que le joint présente la forme d'un disque épais (110) pourvu d'un orifice axial (122) apte à être obturé par l'objet.
13. Machine de forage selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'outil de coupe (306) et l'extrémité (303) du tube de forage (302) forment une liaison crabot.
14. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que l'organe de maintien (210) comprend une goupille (260) fixée transversalement dans l'outil de coupe (206), ainsi que deux encoches axiales (203a, 203b) ménagées selon deux génératrices du tube de forage (202) diamétralement opposées et débouchant axialement à son extrémité, lesquelles encoches sont destinées à maintenir des extrémités de la goupille lorsque l'outil de coupe est solidarisée au tube de forage.
15. Machine de forage selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'outil de coupe (206) comporte un orifice axial (222) apte à être obturé par l'objet (220).
16. Machine de forage selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe de maintien comporte une bague élastique (493) s'étendant selon la direction axiale du tube de forage (402), au moins un pion (494) s'étendant transversalement au tube de forage (402) depuis une périphérie (493a) de la bague élastique (493) tout en traversant un premier orifice (490) ménagé dans l'outil de coupe (406) et un second orifice (492) ménagé dans le tube de forage (402).
17. Machine de forage selon la revendication 16, caractérisée en ce que la bague élastique (493) est pourvue d'un orifice axial (422) apte à être obturé par l'objet (420).
18. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 6 à 17, caractérisée en ce que l'outil de coupe (106) s'étend transversalement par rapport à l'axe (A) du tube de forage.
19. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 6 à 18, caractérisée qu'elle comporte en outre des moyens de coupe (105) s'étendant selon le pourtour intérieur (P), l'extrémité (103) du tube de forage (102).
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