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CUVELAGE COMPOSITE POUR PUITS.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Allemagne le 13 octobre 1952 - déclaration de la déposante),
La présente invention concerne un cuvelage de puits, étanche à l'eau et résistant à la pression, pour un terrain aquifère et/ou non stable, destiné en particulier aux puits de congélation.
Jusqu'à présent, on exécutait le cuvelage, dans les cas de cette nature, au moyen de tubages en fonte ou en acier, avec remplissage postérieur en béton. Mais ce mode de construction est très coûteux, les frais nécessités par les tubages étant très élevés.
Le cuvelage à double cylindre, avec joints d'étanchéité entre les cylindres, qui peut être employé dans des conditions favorables, en particulier pour des profondeurs jusqu'à 200 m. environ présente bien une résistance suffisante mais ne donne pas satisfaction au point de vue de l'étan- chéité.
L'invention a pour but de réàliser un cuvelage de puits se composant de deux ou trois cylindres, en béton ou en maçonnerie, se trouvant l'un dans l'autre, qui satisfait, pour ce qui concerne sa résistance et son étanchéité, à toutes les exigences qui doivent être imposées à un cuvelage de puits pour des profondeurs quelconques.
Le cuvelage suivant l'invention, est caractérisé par ce que, entre les cylindres, en béton ou en maçonnerie du cuvelage (et dans le cas d'un cuvelage à double cylindre, entre l'extérieur et l'intérieur des cylindres), on introduit une enveloppe en tôles d'acier circulaires, d'une épaisseur relativement faible, disposées de manière à présenter des recouvrements simples ou bien, le cas échéant, desrecouvrements multiples.
On assemble cette enveloppe ou ces enveloppes,on tôle d'acier, d'une manière étanche, avec les cylindres en béton ou en maçonnerie, de préférence, en introduisant sous pression un lait de ciment-dans les intervalles.
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Le recouvrement des couches de tôle d'acier formant l'envelop= pe en tôle d'acier est exécuté de telle manière que les joints verticaux aussi bien que les joints horizontaux d'une couche sont recouverts par les couches voisines de telle manière qu'en tout endroit de l'enveloppe il y a au moins deux couches de tôles d'acier et, le cas échéant, trois couches ou davantage qui se trouvent l'une sur l'autre.
Un cylindre en tôle d'acier, considéré en soi, n'est donc pas étanche à l'eau. L'étanchéité n'est assurée que par la combinaison du premier cylindre avec le second ou avec les autres, qui recouvrent les joints, et par la présence du béton intérieur et du béton extérieur, ou bien du cylindre en maçonnerie, s'il arrive, dans des cas spéciaux, qu'on emploie une maçonnerie. Du fait que le béton extérieur ne permet pas d'obtenir, écorne on sait, une étanchéité complète à l'eau, il faut que les arrivées d'eau se produisant à travers l'anneau extérieur en béton ou en maçonnerie et atteignant le premier cylindre en tôle d'acier trouvent un chemin à travers les joints dont l'épaisseur est de quelques millimètres seulement.
Arrivée au cylindre suivant,l'eau doit s'écouler le long de la surface et arriver jusqu' aux joints de ce cylindre. Quand on emploie un troisième et un quatrième cylindre, le même processus se renouvelle pour chacun d'eux ; l'eau doit donc modifier sans cesse sa direction pour prendre le chemin vers l'intérieur du puits. La disposition prévue pour les tôles a donc pour résultat de produire un effet de labyrinthe pour les quelques arrivées d'eau pouvant se faire encore. Cet effet de labyrinthe diminue finalement l'arrivée d'eau dont l'importance et l'action se trouvent ainsi abaissées de manière à n'avoir plus qu'une valeur minimum. Le revêtement intérieur du puits est constitué par un cylindre en béton.
Quand on emploie du béton comprimé ayant une résistance de 500 kg/cm2 au moins, ce revêtement est en mesure d'assurer la stabilité statique de toute la colonne du puits et en outre de barrer le chemin vers l'intérieur du puits aux faibles quantités d'eau qui peuvent avoir franchi le labyrinthe formé par les joints des tôles en acier.
Pour augmenter l'étanchéité du cuvelage composite suivant 1' invention, on prévoit au montage, dans les tôles en acier, des tubulures de passage auxquelles on visse, d'une manière connue, des tuyaux de cimentation faisant saillie,hors du cylindre en béton, vers l'intérieur du puits. En introduisant sous pression, à travers ces tubulures, du lait de ciment ou des ingrédients chimiques d'étanchéisation, on enlève à l'eau toute possibilité de passage, lorsque cette eau, venant de l'extérieur, doit trouver son chemin à travers le labyrinthe formé par les joints des tôles d'acier. On étanche donc après coup, de cette manière, les arrivées d'eau existant encore.
A la différence des tubages connus jusqu'à présent le cuvelage suivant l'invention ne nécessite ni vis, ni boulons, ni autres pièces de liaison. Pour le montage et pour la fixation des anneaux en tôle d'acier, il sui- fit de réunir ces anneaux entre eux à l'aide d'une soudure électrique par points.
Comparé à un tubage en fonte grise, le nouveau cuvelage suivant l'invention ne présente pas seulement l'avantage d'être beaucoup moins couteux mais il présente en outre cet avantage important que les différentes tôles d'acier ainsi que les cylindres peuvent céder sans se déchirer quand ils sont soumis à des tensions élevées. Avec les tubages en fonte grise au contraire, il arrive dans de nombreux cas, que des ruptures se produisent sous l'action de la pression du terrain, ce qui impose souvent des réparations dangereuses et coûteuses. Grâce à l'existence des tuyaux de cimentation, on peut, dans le cas du nouveau cuvelage composite, étancher après coup les fissures produites par des efforts très élevés.
L'épaisseur et le nombre des tôles dépendent du diamètre du puits, de sa profondeur et de la pression hydrostatique à absorber.
La description ci-après se rapporte à une forme de réalisation du nouveau cuvelage, de l'invention donnée à titre d'exemple et représentée aux dessins.
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La figure 1 représente une coupe verticale faite à travers une partie du cuvelage. On peut se rendre compte également, par une vue en élévation et par la vue en coupe, des recouvrements des différentes plaques de tôle.
La figure 2 représente une coupe horizontale faite à travers le cuvelage.
Sur les figures, on a désigné par les repères 1 et 2, respec- tivement, le cylindre de cuvelage extérieur et le cylindre de cuvelage inté- rieur, qui sont tous deux en béton ou en maçonnerie.
L'intervalle entre ces deux cylindres est rempli par l'envelop- pe en tôle d'acier suivant l'invention. Dans l'exemple de réalisation repré- senté, cette enveloppe se compose de trois couches 3, 4, 5, qui sont consti- tuées par des tronçons de tôle d'acier ayant la courbure voulue. Ces tronçons sont disposés de telle manière que, comme le montre la figure 1, tous leurs joints horizontaux soient décalés ainsi que tous leurs joints verticaux.
Le repère 7 désigne les tubulures de passage qui permettent d' introduire sous pression du lait de ciment dans les joints.
Dans des cas spéciaux, on peut aussi prévoir un ou plusieurs cylindres en tôle d'acier sous la forme de cylindres continus en exécutant des soudures suivant les joints des tronçons de tôle.
Il est possible aussi d'employer, en particulier quand il s' agit de puits profonds, d'une manière analogue à celle qui est adaptée dans le cas d'un revêtement avec colonnes de double cuvelage, deux systèmes de cylindres en tôle d'acier du genre suivant l'invention, montés l'un dans 1' autre et assemblés entre eux par une couche de béton. Dans le cas particulier où il se produit des pressions irrégulières, cela permet de répartir ces pressions uniformément sur la colonne intérieure du puits.
Bien entendu, la forme de réalisation du nouveau cuvelage de puits, représentée sur les figures, ne doit être considérée que comme un exemple auquel il est possible d'apporter de nombreuses modifications sans s'écarter pour autant de l'invention.
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COMPOSITE TANK FOR WELLS.
(having been the subject of a patent application filed in Germany on October 13, 1952 - declaration by the applicant),
The present invention relates to a well casing, watertight and resistant to pressure, for an aquiferous and / or unstable ground, intended in particular for freezing wells.
Until now, the casing, in cases of this nature, has been carried out by means of cast iron or steel casings, with subsequent concrete filling. But this method of construction is very expensive, the costs required by the casings being very high.
The double cylinder casing, with seals between the cylinders, which can be used under favorable conditions, in particular for depths up to 200 m. about does have sufficient strength but is not satisfactory from the point of view of sealing.
The invention aims to achieve a well casing consisting of two or three cylinders, concrete or masonry, located one in the other, which satisfies, as regards its resistance and its tightness, to all the requirements that must be placed on a well casing for any depths.
The casing according to the invention is characterized in that, between the cylinders, made of concrete or masonry of the casing (and in the case of a double-cylinder casing, between the outside and the inside of the cylinders), there is introduces a casing of circular steel sheets, of relatively small thickness, arranged so as to present single overlaps or else, where appropriate, multiple overlaps.
This envelope or these envelopes are assembled in a sheet steel, in a sealed manner, with the concrete or masonry cylinders, preferably by introducing a cement milk under pressure in the intervals.
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The covering of the steel sheet layers forming the sheet steel envelope is carried out in such a way that the vertical joints as well as the horizontal joints of one layer are covered by the neighboring layers in such a way that at any point in the casing there are at least two layers of steel sheets and, where appropriate, three or more layers lying one on top of the other.
A sheet steel cylinder, considered in itself, is therefore not waterproof. The seal is only ensured by the combination of the first cylinder with the second or with the others, which cover the joints, and by the presence of the interior concrete and exterior concrete, or the masonry cylinder, if it occurs. , in special cases, that masonry is used. Since the exterior concrete does not make it possible to obtain, as we know, a complete watertight seal, it is necessary that the inflows of water occurring through the exterior ring of concrete or masonry and reaching the first sheet steel cylinder find a way through the seals, the thickness of which is only a few millimeters.
Arriving at the next cylinder, the water should flow along the surface and reach the seals of this cylinder. When we use a third and a fourth cylinder, the same process is repeated for each of them; the water must therefore constantly change its direction to take the path towards the interior of the well. The provision provided for the sheets therefore has the result of producing a labyrinth effect for the few water inlets that can still be made. This labyrinth effect ultimately decreases the inflow of water, the size and action of which are thus lowered so as to have only a minimum value. The inner lining of the well consists of a concrete cylinder.
When using compressed concrete with a strength of at least 500 kg / cm2, this coating is able to ensure the static stability of the entire column of the well and furthermore to block the path towards the interior of the well at small quantities. of water which may have passed through the labyrinth formed by the joints of the steel sheets.
To increase the tightness of the composite casing according to the invention, provision is made for mounting, in the steel sheets, passage pipes to which are screwed, in a known manner, cementing pipes projecting out of the concrete cylinder. , towards the inside of the well. By introducing under pressure, through these tubes, cement milk or chemical sealing ingredients, the water is removed from any possibility of passage, when this water, coming from the outside, must find its way through the labyrinth formed by the joints of the steel sheets. The water inlets that still exist are therefore sealed afterwards in this way.
Unlike the casings known hitherto, the casing according to the invention does not require screws, bolts or other connecting parts. To assemble and secure the sheet steel rings, the rings were joined together using electric spot welding.
Compared with a gray cast iron casing, the new casing according to the invention not only has the advantage of being much less expensive but it also has the important advantage that the different steel sheets as well as the cylinders can give way without tear when subjected to high stress. With gray cast iron casings on the contrary, it happens in many cases that ruptures occur under the action of ground pressure, which often necessitates dangerous and expensive repairs. Thanks to the existence of cementing pipes, it is possible, in the case of the new composite casing, to seal afterwards the cracks produced by very high forces.
The thickness and the number of plates depend on the diameter of the well, its depth and the hydrostatic pressure to be absorbed.
The following description relates to an embodiment of the new casing, of the invention given by way of example and shown in the drawings.
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Figure 1 shows a vertical section taken through part of the casing. It can also be seen, by an elevation view and by a sectional view, of the overlaps of the various sheet metal plates.
Figure 2 shows a horizontal section taken through the casing.
In the figures, the numerals 1 and 2 denote, respectively, the outer casing cylinder and the inner casing cylinder, both of which are made of concrete or masonry.
The gap between these two cylinders is filled by the sheet steel casing according to the invention. In the exemplary embodiment shown, this envelope is made up of three layers 3, 4, 5, which are formed by sections of sheet steel having the desired curvature. These sections are arranged such that, as shown in Figure 1, all their horizontal joints are offset as well as all their vertical joints.
Reference 7 designates the passage pipes which allow cement milk to be introduced under pressure into the joints.
In special cases, it is also possible to provide one or more cylinders of sheet steel in the form of continuous cylinders by performing welds along the joints of the sections of sheet.
It is also possible to use, in particular when it is a question of deep wells, in a manner analogous to that which is adapted in the case of a coating with columns of double casing, two systems of sheet metal cylinders. steel of the kind according to the invention, mounted one inside the other and assembled together by a layer of concrete. In the particular case where irregular pressures occur, this makes it possible to distribute these pressures uniformly over the inner column of the well.
Of course, the embodiment of the new well casing, shown in the figures, should only be considered as an example to which it is possible to make numerous modifications without thereby departing from the invention.