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"Carottier"
La présente invention concerne un carottier comprenant un tube extérieur, une couronne portée par une extrémité antérieure du tube extérieur, et un tube intérieur disposé dans le tube extérieur pour recevoir une carotte et s'étendant depuis la couronne en direction d'une extrémité postérieure du tube extérieur. De plus, il est disposé dans le tube intérieur, à partir d'une extrémité antérieure de celui-ci, au moins deux manchons agencés pour que la carotte passe au travers d'eux et pour pouvoir coulisser axialement dans le tube intérieur.
En outre, des moyens de blocage sont agencés pour, d'une part, empêcher le coulissement des manchons dans le tube intérieur tant qu'une force de frottement entre un manchon et une carotte qui s'y trouve à l'intérieur est inférieure à une valeur choisie et, d'autre part, libérer le coulissement d'au moins le manchon dans lequel une carotte exerce une force de frottement supérieure à la valeur choisie.
Par extrémité antérieure d'un élément décrit dans la présente explication, on entend celle du côté de la couronne de carottage, ou de la formation lorsque le carottier est en cours d'avance dans celle-ci pour y découper une carotte.
En conséquence, l'extrémité postérieure du même élément est celle à l'écart de ladite couronne ou encore du côté de la surface du sol d'où part le trou de carottage.
On connaît un carottier de ce genre, dans lequel un premier manchon est disposé de manière coulissante dans le tube intérieur. Cependant, un second et dernier manchon est agencé de manière coulissante dans le premier manchon. Les deux manchons se comportent alors, en cas de blocage d'une carotte dans le second manchon (le plus interne de l'agencement), comme les éléments d'un télescope à l'intérieur du tube intérieur et la carotte peut continuer à pénétrer dans celui-ci jusqu'à ce que le "télescope" y atteigne son extension maximale.
Un problème important avec ce carottier connu consiste en ce que, en raison des parois des deux manchons coaxiaux et emboîtés pour coulisser l'un dans l'autre et dans le tube intérieur, le diamètre intérieur disponible pour une carotte dans le second manchon, le plus intérieur, est considérablement réduit par rapport au diamètre intérieur usuellement libre dudit tube intérieur.
La présente invention a pour but de remédier à ce problème et de procurer un carottier dans lequel le diamètre intérieur libre disponible pour la carotte est le plus grand possible tout en conservant la fonctionnalité de manchons
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coulissants.
A cet effet, suivant l'invention, les deux manchons précités sont disposés l'un derrière l'autre suivant la direction de coulissement axial.
Par cette disposition, en ce qui concerne le diamètre intérieur libre pour la carotte, on ne perd que deux fois l'épaisseur du manchon et l'on conserve cependant, suivant les circonstances, la possibilité qu'une carotte coincée dans un des manchons entraîne celui-ci en coulissement dans le tube intérieur dès que ladite force de frottement dépasse la valeur choisie. Grâce à cela, le carottage n'est pas interrompu par un tel coincement et un coincement ultérieur de la carotte peut éventuellement survenir dans l'autre manchon sans interrompre ledit carottage, cet autre manchon étant également à même de coulisser dans ledit tube intérieur dans les mêmes conditions de force de frottement.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, il y a au moins trois manchons disposés l'un derrière l'autre suivant la direction de coulissement axial.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, deux manchons successifs sont agencés à leurs extrémités associées de manière à ce que l'extrémité postérieure du manchon le plus proche de la couronne parmi les deux guide l'entrée de la carotte dans l'extrémité antérieure associée du manchon suivant.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, les moyens de blocage d'un manchon consistent en un anneau de butée qui est introduit dans une gorge formée dans le tube intérieur, qui fait butée au manchon du côté de son extrémité postérieure et qui est agencé pour se casser et/ou se libérer de la gorge à la valeur donnée de la force de frottement susdite.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins schématiques qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières du carottier suivant l'invention.
La figure 1 montre une coupe longitudinale à travers un premier exemple de réalisation d'un carottier de l'invention.
La figure 2 montre une coupe longitudinale à travers un second exemple de réalisation d'un carottier de l'invention.
La figure 3 montre dans un agrandissement un type d'anneau de butée monté dans un carottier de l'invention.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
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Le carottier de l'invention comprend une couronne 1, portée par une extrémité antérieure 2 d'un tube extérieur 3, et un tube intérieur 4 qui est disposé dans le tube extérieur 3 pour recevoir une carotte (non représentée) et qui s'étend depuis la couronne 1 en direction d'une extrémité postérieure (non représentée) du tube extérieur 3.
Dans le tube intérieur 4, à partir d'une extrémité antérieure 8 de celui-ci, il est disposé au moins deux manchons 9 agencés pour que la carotte passe au travers d'eux et pour pouvoir coulisser axialement dans le tube intérieur 4. L'homme de métier sait choisir le matériau, les diamètres extérieur et intérieur et l'épaisseur des manchons 9 pour que l'espace perdu en diamètre par leur présence dans le tube intérieur 4 soit le plus petit possible tout en présentant la solidité nécessaire.
Des moyens de blocage 10 sont agencés pour, d'une part, empêcher le coulissement des manchons 9 dans le tube intérieur 4 tant qu'une force de frottement entre un manchon 9 et une carotte qui s'y trouve à l'intérieur est inférieure à une valeur choisie et, d'autre part, libérer le coulissement d'au moins le manchon 9 dans lequel une carotte exerce une force de frottement supérieure à la valeur choisie.
Suivant l'invention, les deux manchons 9 (a, b) sont disposés l'un derrière l'autre, dans le tube intérieur 4, selon ladite direction de coulissement axial, et non pas l'un dans l'autre comme le suggère un système télescopique.
Cependant, au moins trois manchons 9 (a, b, c, ... ) peuvent être disposés ainsi l'un derrière l'autre suivant la direction de coulissement axial.
Il est préféré que, dans un même carottier, les manchons 9 aient un diamètre intérieur (sensiblement) égal. On peut cependant concevoir aussi suivant l'invention un carottier dans lequel ce diamètre intérieur croît quelque peu dans le sens allant de l'extrémité antérieure 8 du tube intérieur 4 vers l'extrémité postérieure de celui-ci, par exemple d'un manchon 9a au manchon 9b suivant et ainsi de suite, en étant notamment constant alors dans chaque manchon 9.
Avantageusement, deux manchons 9 successifs sont agencés à leurs extrémités associées de manière à ce que l'extrémité postérieure 11 du manchon 9a le plus proche de la couronne 1 guide l'entrée de la carotte dans l'extrémité antérieure 12 associée du manchon 9 suivant.
A cet effet, les extrémités associées de deux manchons 9 successifs peuvent être agencées comme suit. Par exemple, l'extrémité postérieure 11 du manchon 9 le plus proche de la couronne 1 présente un diamètre extérieur réduit par rapport à celui du reste du même manchon 9, et l'extrémité antérieure 12 associée du
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manchon 9 suivant présente un diamètre intérieur supérieur à celui du reste de ce même manchon. De plus, ledit diamètre extérieur réduit est choisi égal ou inférieur audit diamètre intérieur supérieur, de manière à ce que l'extrémité postérieure 11 puisse pénétrer dans l'extrémité antérieure 12 associée.
Les moyens de blocage 10 d'un manchon 9 susdit peuvent consister en une ou des goupilles (non représentées) cassables à la valeur donnée de la force de frottement précitée. Comme on le comprend aisément, dans le cas de plusieurs goupilles par manchon 9, le total des forces de cisaillement de ces goupilles doit être égal à ladite valeur donnée.
De préférence, les moyens de blocage 10 d'un manchon 9 ou des manchons 9 peuvent consister en un anneau de butée 15 introduit dans une gorge 16 (figure 3) formée dans le tube intérieur 4. Cet anneau 15 est agencé pour faire office de butée au manchon 9, du côté de l'extrémité postérieure 11 de celui-ci, et pour se casser et/ou se libérer de la gorge à la valeur donnée de la force de frottement susdite, afin de libérer ainsi le coulissement dudit manchon 9.
Comme cela apparaît dans les figures 1 et 2, du côté de leur extrémité antérieure 12, les manchons 9 sont alors en appui, notamment par la force de gravité, contre un épaulement 17 (figure 2) ou contre un anneau 15 (figure 1) et, du côté de leur extrémité postérieure 11, ils sont de préférence à distance de l'anneau cassable 15 qui les empêchent de coulisser avant que le frottement entre la carotte et le manchon 9 en question atteigne ladite valeur donnée.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.
Ainsi, ladite gorge 16 (figures 1 à 3) peut être formée à la jonction de deux tronçons 18 successifs du tube intérieur 4, vissés l'un dans l'autre de manière connue, et être délimitée alors, d'un côté, par une face d'extrémité 19 (figure 3) de filet mâle du tronçon 18 pénétrant et, de l'autre côté, par un façonnage 22 au fond du filet femelle du tronçon 18 pénétré.
La forme de réalisation de la figure 2 montre un manchon antérieur 9a dont l'extrémité antérieure 12 est en appui, au repos, contre l'épaulement 17 d'un canon 23 qui forme la zone d'entrée du tube intérieur 4 et qui porte un système 24 de saisie de carotte, dénommé "core catcher" en anglais. Par exemple, pour un diamètre nominal de calibre de passage de 101,6 mm (4,000") dans la couronne 1, il est proposé un diamètre de passage libre de 107,0 mm (4,213") dans ledit canon 23 et de
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107,95 mm (4,250") dans les manchons 9. L'extrémité antérieure 12 (figures 1 et 2) du manchon 9a est représentée avec un diamètre intérieur agrandi comme l'est celle des manchons 9b et suivants, les manchons 9 pouvant être ainsi tous égaux pour une question d'uniformité et de standardisation, mais cela n'est pas une obligation.
On notera aussi (figure 2) une distance comparativement grande entre l'épaulement 17 et ledit système 24.
La forme de réalisation de la figure 1 montre une variante de l'invention, dans laquelle le canon 23 est plus court que celui qui a été décrit suivant la figure 2.
De plus, le présent canon 23 de la figure 1 comporte à son extrémité postérieure un façonnage 22 susdit de fond de filet femelle agencé pour recevoir, entre ce façonnage 22 et la face d'extrémité 19 de filet mâle du tronçon 18 suivant, un anneau de butée 15 semblable à ceux utilisés entre les autres tronçons 18 du tube intérieur 4. On remarquera dans cette variante la présence d'un guide annulaire 26 disposé dans le canon 23 pour empêcher que la carotte entre en contact avec l'anneau de butée 15 qui vient d'être décrit. Ce guide 26 peut être fixé de manière inamovible au canon 23 ou éventuellement de manière détachable au-delà d'une certaine force afin d'accompagner une carotte qui s'y coincerait, en jouant donc un rôle de manchon 9, et de permettre ainsi de poursuivre le carottage.
Lorsqu'une carotte est découpée par la couronne 1 dans une formation et pénètre dans les manchons 9 retenus en place dans le tube intérieur 4, elle peut se coincer dans un des manchons 9 pour l'une des, ou les, diverses raisons connues pour lesquelles elle aurait pu se coincer dans le tube intérieur 4 non équipé desdits manchons 9.
Lorsque le coincement est suffisant pour entraîner le manchon 9 concerné, celui-ci appuie sur les moyens de blocage 10 qui lui sont associés et les font céder si la force ainsi exercée dépasse la valeur prévue à cet effet. Si le manchon 9 concerné était celui le plus éloigné de la couronne 1, le ou les autres manchons 9 pourraient encore entrer en action au cas où un autre coincement se produirait à leur endroit respectif.
Au cas où un coincement se produit dans le manchon 9 le plus proche de la couronne 1 ou dans ledit guide 26 détachable, dans les mêmes conditions de force exercée, ce manchon 9 ou guide 26 va faire céder les moyens de blocage 10 qui lui sont associés et coulisser et ensuite faire céder les moyens de blocage 10 des autres manchons 9 à mesure qu'ils seront sollicités par le manchon 9 qui subit le coincement et qui pousse le manchon 9 suivant qui lui-même poussera éventuellement ultérieurement le suivant.
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L'invention n'est pas limitée à deux ou trois manchons 9 et leur nombre est au choix de l'utilisateur de la présente invention.
Lorsque, à la suite d'un coincement, un manchon 9 s'écarte d'un autre, l'espace entre eux est défini non seulement par leur écartement mais surtout par le diamètre intérieur du tube intérieur 4 qui devient apparent à ce moment pour la carotte et cela peut être également un élément favorable pour éviter à cet endroit un autre coincement.
La figure 3 montre une forme particulièrement avantageuse de l'anneau de butée 15 façonné d'une pièce en une forme : - d'une bague 29 logée complètement dans le diamètre intérieur du tube intérieur 4, - d'une bague 30 coincée dans la gorge formée par exemple entre l'épaulement d'appui 17 (voir figure 2) et le façonnage de fond de filet 22, cette bague 30 étant à l'extérieur du diamètre intérieur du tube intérieur 4, et - d'un élément 31 de raccord entre les deux bagues 29 et 30, cet élément 31 constituant l'endroit où l'anneau de butée 15 casse lorsque la force de frottement susdite entre la carotte et le manchon 9 concerné dépasse la valeur choisie susdite.
L'élément de raccord 31 peut être aussi bien le résultat de l'usinage des deux bagues 29 et 30 à partir d'un unique bloc de matière, qu'être une soudure, une colle, un sertissage, etc.... qui raccorde ces deux bagues 29 et 30 pour ne former qu'un anneau 15 à monter dans le carottier.
La figure 3 montre de plus une bague 32 disposée autour de l'extrémité postérieure 12 du manchon 9 et réalisée en une matière favorisant un coulissement, dans le tube intérieur 4, de ce manchon 9 sur lequel peut être fixée cette bague 32.
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Légende des fiaures 1 couronne 2 extrémité antérieure de 3 3 tube extérieur 4 tube intérieur 8 extrémité antérieure de 4 9 manchon (a, b, c, ....) 10 moyens de blocage de 9 11 extrémité postérieure de 9 12 extrémité antérieure de 9 15 anneau de butée 16 gorge 17 épaulement d'appui pour 9 18 tronçon de 4 19 face d'extrémité de filet mâle de 18 22 façonnage de fond de filet femelle de 18 23 canon 24 système de saisie de carotte 26 guide 29 une bague de 15 30 autre bague de 15 31 élément de raccord de 15 32 bague de coulissement de 9