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" Dispositif adaptable à une machine do forage, pour la mise en place et l'enlèvement; des tubes ou tiges do forage"
Dans les machines de forage et plus spécialement celles comportant un coulisseau guidé le long d'un mât parallèle à l'axe de forage, notamment vertical, et portant, soit une tête d'injection d'eau de rinçage actionnée par moteur, soit une plate-forme de travail, la mise en place et l'extraction des éléments successifs de tube ou de tige de forage donnent lieu à de sérieuses difficultés, parce que le coulisseau, respecti- vement la tête d'injection, se trouve en général sur la contre du puits de forage, ce qui empêche d'amener les éléments à soulever en position centrée par rapport au puits de forage.
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Le.3 e.,:311E; d'2 ube ou de tige du forage sont en z.à 6r>al (en3 1-zxs la machin?, soit à l'aide d'un bras hydrau- lique, :.3it r.:,J. :oye!J. d'une potence donc le C'Jntre de levage est 4,:::;..s 1.a: 1.'o:;a 0;10:1 au-1':!s..;us du châtre du puits de forage, sous 1 ; wis:eau, soit à l'aide de deux tronçons de c1ble ou chaîne f'i.;J= ,Li <:.slias.u ya.i est déplacé alt;::'llat:.veme:1t vers le 1.;#5 ,1 v<irz le bas, soit encore, si la t.-ft-te d'injection peut être basculée, en attachant l'élément par vissage en position.
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horizontale ladite tête et en soulevant ensuite l'ensemble.
Dans tous ces procédés connus, l'élément de tube ou de tige introduit dans la machine doit alors être posé par son
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QÁtr0lité inférieure sur l'élément fonce précédemment, et le syst.&jQe de luvage doit titre éloigné avant que le raccord fileté prévu à la tête d'injection ou au guide du coulisseau ne puisse être placé sur l'élément de tube ou tige introduit dans la machine,' Cala comprend un sérieux danger parce que l'élément introduit peut basculer sur son plan d'appui inférieur.
Si l'on utilise deux câbles ou chaînes fixées au coulis- seau, l'élément à soulever doit être amené jusqu'à proximité immédiate du puits de forage, afin de ne pas augmenter inutile- ment la hauteur do levage.
La présente invention a pour but d'amener chaque élément de tube ou tige entre le coulisseau (tête de forage ou d'injec- tion) et l'élément précédemment foncé, ou de l'en éloigner lors de l'extraction, en assurant une grande sécurité de travail et sans devoir utiliser un treuil supplémentaire.
Ce but est atteint grâce au fait que, de part et d'autre du coulisseau guidé le long du mât, deux poulies à câble ou chaîne sont montées sur ce coulisseau, lesquelles poulies sont
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sensiblenint tangentes à un même plan passant par l'axe de forage,
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deux câbles ou chaînes étant conduites chacune sur une de ces poulies et ayant chacune une extrémité fixée par rapport au bas du mât ou du châssis de la machine, tandis que l'autre extrémi- té est destinée à être attachée à l'élément de tube ou tige à manipuler, notamment au moyen d'un élévateur ou collier auquel cette dernière extrémité des câbles ou chaînes est fixée.
De cette façon, tout mouvement vertical imprimé audit coulisseau produira un mouvement plus rapide, notamment doux fois plus rapide de l'élément de tube ou tige attaché auxdits câbles ou chaînes.
De cette façon, on économise beaucoup de temps, notam- ment parce que les câbles ou chaînes peuvent déjà être attachées pendant le forage de l'élément de tige ou tube précédent, et l'on augmente grandement la sécurité de travail, tandis que les élé- ments de tube ou tige sont pratiquement introduits automatiquement dans la machine, et bien dans l'axe de forage, et ce pendant une seule course du coulisseau.
De préférence, dans chaque câble ou chaîne est intercalé un ressort de compensation du poids de l'élément à manipuler.
Dans une forme d'exécution avantageuse, les deux câbles ou chaînes sont remplacées par un câble ou une chaîne unique qui n'est pas fixée au bas du mât ou du châssis, mais passe aur deux poulies supplémentaires montées dans des chapes fixées au bas du mât ou du châssis, ce qui assure l'équilibre automa- tique des extrémités do câble ou chaîne, qui sont attachées à un élément de tube ou tige à lever. De préférence, lesdites chapes sont montées à. pivotement sur un arbre supporta par le bas du mât ou du châssis, :le façon que lesdites poulies puissent adapter leur position à l'inclinaison du câole ou de la chaîce passant sur ces poulies.
D'autres particularités et avantazes de l'invention rest- sortiront de la description d'un exemple d'exécution, qui sera donnée ci-après en regard du dessin schématique annexé, dont
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les Figures 1 et 2 montrent, respectivement en vue latérale et en vue de face, une machine de forage munie du dispositif selon l'invention, dans deux positions de travail différentes, tandis que la Figure 3 est une vue en plan, à plus petite échelle, de la Figure 1.
Dans ce dessin, 1 désigne le mât ou, châssis de la machine, le long duquel est guidé un coulisseau 2, à l'aide de galets 3.
Les 'nouvements du coulisseau vers le haut et vers le bas sont produits, par exemple, au moyen d'un treuil 4 dont le câble passe sur des poulies 6, 7,
Sur le coulisseau 2 sont montées deux poulies 8, 8' pour un câble 9, qui pourrait au besoin être remplacé par une chaîne, Le câble 9 passe aussi sur des poulies 10, 10' dont les chapes sont montées sur un arbre 11 attaché au mât ou au châssis. Des ressorts 12, 12' sont intercalés dans le câble, ou bien lesdites poulies ou l'arbre 11 peuvent être montés sur le mât ou le châssis par l'intermédiaire d'un ressort.
Pour amener l'élément de tige ou de tube 13 dans la machi- ne et le placer sur un élément déjà foncé, on opère comme suit.
Le coulisseau se trouve dans la position montrée en Figure 2, donc au bas de sa course, c'est-à-dire à la fin du forage de l'élément de tige ou tube précédent, et le câble 9 est attaché à l'élement 13 ou le collier ou élévateur 14, notamment en 15, ce qui a déjà pu être fait pendant le forage de l'élément de tige ou tube précédent.
Le coulisseau sera ensuite soulevé à l'aide du treuil 4, de façon à entraîner L'élément 13 par le' câble 9, lequel peut, dans la position basse du coulisseau, saisir l'élément 13 jusqu'à une distance de l'axe de forage pouvant atteindre pratiquement le double de la course de levage du coulisseau 2, étant donné que les brins du câble suspendus aux poulies 8, 8' ont alors une longueur pratiquement le double de la course du coulisseau, la vitesse de levage du câble étant @
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le double de celle du coulisseau, grâec au fait que le câble passe sur les poulies 8, 8' et 10, 10 .
Pendant, la mise t'Il place de la tige 13, l'autre extrémité de celle-ci peut simple-* ment glisser sur son appui, par exemple le sol, ou bien elle peut prendre appui sur un chariot déplaçable .sur riils. Pour améliorer la manoeuvre, l'invention prévoit de faire usage d'un bras 19, dont une extrémité est attachée au mat de la machine, avantageusement à pivotement autour d'un axe vertical 20 fixé à ce mât, ledit bras étant normalement horizontal, mais pouvant être incliné quelque peu vers le bas dans la uens de son extré- mité libre. Au bras 19 est suspendu un chariot à palan 21 pouvant se déplacer sur un rail solidaire du bras 19.
Ladite autre extrémité de la tige 13 est suspendue à l'aide d'un collier 22 au câble ou à la chaîne du palan du chariot 21, au moyen du- quel cette extrémité est soulevée. Lorsque la tige 13 est soulevée par le coulisseau 2, le chariot 21 se rapproche du mât jusqu'à ce que l'extrémité de la tige qu'il supporte se trouve près de l'axe de forage, et à ce moment cotte extrémité peut être dégagée du collier 22.
Vers la fin de la course de montée du coulisseau 2, la tête de l'élément 13, en l'occurence une tige de forage, viendra se placer sous le raccord fileté 16, tandis que des bras sail- lants extérieurs 14' du collier 14 s'engagent entre les guides 17 fixés au coulisseau. En soulevant encore un peu la coulisseau 2, pendant que le raccord fileté 16 se trouve en rotation, celui-ci est vissé sur l'extrémité filetée de l'élément 13. A cet effet, l'élément 13 est empêché de tourner, par exemple grâce nu fait que le collier 14 est pourvu de dents intérieures 14" qui s'en- gagent dans des encoches 18' prévues dans le raccord de tige 18, tandis que les bras 14' du collier 14 se trouvent en butée avec les guides 17, empêchant ainsi la rotation de la tige 13 autour de son axe.
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On laisse alors descenire quelque peu le coulisseau 2 jusqu'à ce que le bas du nouvel élément 13 s'engage sur l'extré- mité supérieure de l'élément 13' déjà foncé, le vissage de l'élisent 13 sur 13' étant produit par la rotation du raccord 16 porté par l'arbre rotatif de la tête de forage. Entretemps, le coll-er 14 est descendu d'une distance double de la descente da coaliseau, de façon qu'il soit dégagé des encoches 18' du raecorl 18 de l'élément 13.
Les dents 14" de l'élévateur et les encoches 18' peuvent être replacées par un collier à serrage ou par un système hyd:rau- lique ou tout autre moyen de calage de l'élévateur sur l'élément de tige.
Pour la mise en place d'un élément de tube, le collier 14 ne doit pas être muni de dents et peut être simplement placé autour du tube.
Lors de l'extraction d'un élément de tube ou tige, le collier 22 peut être attaché à l'extrémité inférieure d'un tel élément après son extraction, le chariot 21 se trouvant près de l'axe de forage. Ledit élément étant alors librement suspendu au coulisseau remonté jusqu'à sa position supérieure, la descente du coulisseau aura pour effet que le chariot s'écarte de l'axe de forage en entraînant ladite extrémité inférieure de l'élément, qu'il devient donc facile de déposer sur un support approprié quelconque.
Grâce au guidage du câble 9 sur les poulies 8, 8' et 10, 10', on obtient automatiquement la compensation voulue pour que les extrémités d'attache du câble au collier 14 reviennent à la morne hauteur si une déviation devait se produire au cours de la manoeuvre. Par ailleurs, les ressorts 12, 12' compensent le poids de l'élément de tige 13 à manipuler, la tension des res- sorts exerçant un effort de levée sur cet élément pendant le vissage, de façon à minimiser l'usure qui en résulte. De plus, @
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les ressorts forment une sécurité dans le cas où. le coiilisseau 2 serait levé trop haut, un contact d'alarme pouvant aussi être prévu en ce cas.
Pour extraire un élément de tige de forage on opère comme suit. On descend le coulisseau suffisamment bas pour pouvoir placer le collier 14, suspendu au câble 9, sous le raccord de
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la tige 18. Puis on soulève le coulisseau 2 jusqu'à ce que l'élément suivant soit soulevé jusque dans une position telle que montrée pour 13' en Figure 2. Ensuite on dévisse l'élément complètement extrait et on l'éloigne.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à l'exemple illustré, auquel diverses modifications constructives peuvent Etre apportées, sans sortir du cadre de l'invention.
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"Device adaptable to a drilling machine, for the installation and removal of drill pipes or rods"
In drilling machines and more especially those comprising a slide guided along a mast parallel to the drilling axis, in particular vertical, and carrying either a motor-driven rinsing water injection head, or a work platform, the installation and the extraction of the successive elements of pipe or drill rod give rise to serious difficulties, because the slide, respectively the injection head, is generally on against the wellbore, which prevents bringing the elements to be lifted in a centered position with respect to the wellbore.
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Le.3e.,: 311E; of 2 ube or of the drilling rod are in z. to 6r> al (en3 1-zxs la machine ?, either using a hydraulic arm,: .3it r.:,J.: oye ! J. Of a jib crane so the lifting C'Jntre is 4, :::; .. s 1.a: 1.'o:; a 0; 10: 1 au-1 ':! S ..; us from the castration of the wellbore, under 1; wis: water, either using two sections of cable or chain f'i.; J =, Li <:. slias.u ya.i is moved alt ;: : 'llat: .veme: 1t towards the 1.; # 5, 1 v <irz the bottom, that is, if the injection t.-ft-te can be tilted, by attaching the element by screwing in position .
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horizontal said head and then lifting the assembly.
In all of these known methods, the tube or rod element introduced into the machine must then be placed by its
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The lower quality on the element darkens previously, and the draining system must be removed before the threaded connection provided at the injection head or at the slide guide can be placed on the tube or rod element inserted in. the machine, 'Cala understands a serious danger because the inserted element can tip over on its lower bearing surface.
If two cables or chains attached to the slider are used, the element to be lifted must be brought into the immediate vicinity of the wellbore, so as not to increase the lifting height unnecessarily.
The object of the present invention is to bring each tube or rod element between the slide (drilling or injection head) and the previously darkened element, or to move it away during extraction, while ensuring high working safety and without having to use an additional winch.
This object is achieved thanks to the fact that, on either side of the slide guided along the mast, two cable or chain pulleys are mounted on this slide, which pulleys are
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sensiblenint tangents to the same plane passing through the drilling axis,
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two cables or chains each being conducted on one of these pulleys and each having one end fixed relative to the bottom of the mast or the frame of the machine, while the other end is intended to be attached to the tube element or rod to be handled, in particular by means of an elevator or collar to which this last end of the cables or chains is fixed.
In this way, any vertical movement imparted to said slider will produce a faster movement, in particular smooth times faster, of the tube or rod element attached to said cables or chains.
In this way a lot of time is saved, especially because the cables or chains can already be attached during the drilling of the previous rod or tube element, and the work safety is greatly increased, while the Tube or rod elements are almost automatically introduced into the machine, and well into the drilling axis, during a single stroke of the ram.
Preferably, in each cable or chain is interposed a spring for compensating the weight of the element to be handled.
In an advantageous embodiment, the two cables or chains are replaced by a single cable or chain which is not fixed to the bottom of the mast or the frame, but passes through two additional pulleys mounted in yokes fixed to the bottom of the frame. mast or frame, which automatically balances the ends of the cable or chain, which are attached to a pipe or rod member to be lifted. Preferably, said yokes are mounted at. pivoting on a shaft supported by the bottom of the mast or of the frame,: the way that said pulleys can adapt their position to the inclination of the hull or the chain passing over these pulleys.
Other features and avantazes of the invention will emerge from the description of an exemplary embodiment, which will be given below with reference to the appended schematic drawing, of which
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Figures 1 and 2 show, respectively in side view and in front view, a drilling machine provided with the device according to the invention, in two different working positions, while Figure 3 is a plan view, on a smaller scale scale, in Figure 1.
In this drawing, 1 designates the mast or frame of the machine, along which a slide 2 is guided, using rollers 3.
Upward and downward slider novelties are produced, for example, by means of a winch 4, the cable of which passes over pulleys 6, 7,
On the slider 2 are mounted two pulleys 8, 8 'for a cable 9, which could if necessary be replaced by a chain, The cable 9 also passes over pulleys 10, 10' whose yokes are mounted on a shaft 11 attached to the mast or frame. Springs 12, 12 'are interposed in the cable, or else said pulleys or the shaft 11 can be mounted on the mast or the frame by means of a spring.
To bring the rod or tube element 13 into the machine and place it on an already dark element, the procedure is as follows.
The slider is in the position shown in Figure 2, so at the bottom of its stroke, that is to say at the end of the drilling of the previous rod or tube element, and the cable 9 is attached to the element 13 or the collar or elevator 14, in particular at 15, which may have already been done during the drilling of the preceding rod or tube element.
The slider will then be lifted using the winch 4, so as to drive the element 13 by the 'cable 9, which can, in the lower position of the slider, grip the element 13 to a distance of the drilling axis which can reach practically double the lifting stroke of slider 2, since the cable strands suspended from the pulleys 8, 8 'are then nearly double the length of the slider stroke, the rope lifting speed being @
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twice that of the slider, thanks to the fact that the cable passes over the pulleys 8, 8 'and 10, 10.
During the positioning of the rod 13, the other end of the latter can simply slide on its support, for example on the ground, or it can be supported on a movable carriage on the banks. To improve maneuvering, the invention provides for the use of an arm 19, one end of which is attached to the mast of the machine, advantageously pivoting about a vertical axis 20 fixed to this mast, said arm being normally horizontal, but can be tilted somewhat downwards in the direction of its free end. From the arm 19 is suspended a hoist trolley 21 which can move on a rail integral with the arm 19.
Said other end of the rod 13 is suspended by means of a collar 22 from the cable or from the chain of the hoist of the carriage 21, by means of which this end is lifted. When the rod 13 is lifted by the slider 2, the carriage 21 approaches the mast until the end of the rod which it supports is near the drilling axis, and at this time this end can be released from the collar 22.
Towards the end of the upstroke of the slide 2, the head of the element 13, in this case a drill rod, will be placed under the threaded connection 16, while the outer protruding arms 14 'of the collar 14 engage between the guides 17 fixed to the slide. By lifting the slide 2 a little further, while the threaded connection 16 is rotating, the latter is screwed onto the threaded end of the element 13. For this purpose, the element 13 is prevented from rotating, by example thanks to the fact that the collar 14 is provided with internal teeth 14 "which engage in notches 18 'provided in the rod connector 18, while the arms 14' of the collar 14 are in abutment with the guides 17, thus preventing the rotation of the rod 13 around its axis.
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The slide 2 is then allowed to descend somewhat until the bottom of the new element 13 engages on the upper end of the element 13 'already dark, the screwing of the electrolyte 13 on 13' being produced by the rotation of the fitting 16 carried by the rotary shaft of the drill head. In the meantime, the coll-er 14 is lowered a double distance from the descent da coaliseau, so that it is released from the notches 18 'of the raecorl 18 of the element 13.
The elevator teeth 14 "and the notches 18 'can be replaced by a clamp or by a hydraulic system or other means of wedging the elevator on the rod member.
For the placement of a tube element, the collar 14 need not be provided with teeth and can simply be placed around the tube.
When extracting a tube or rod element, the collar 22 can be attached to the lower end of such element after its extraction, the carriage 21 being near the drilling axis. Said element then being freely suspended from the slide which has been raised to its upper position, the descent of the slide will have the effect of moving the carriage away from the drilling axis by driving said lower end of the element, which it therefore becomes easy to place on any suitable support.
Thanks to the guiding of the cable 9 on the pulleys 8, 8 'and 10, 10', the desired compensation is automatically obtained so that the ends of the cable attachment to the clamp 14 return to the dreary height if a deviation should occur during of the maneuver. Furthermore, the springs 12, 12 'compensate for the weight of the rod element 13 to be handled, the tension of the springs exerting a lifting force on this element during screwing, so as to minimize the resulting wear. . Furthermore, @
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the springs form a security in the event that. coiilisseau 2 would be raised too high, an alarm contact can also be provided in this case.
To extract a drill rod element, the procedure is as follows. The slide is lowered sufficiently low to be able to place the collar 14, suspended from the cable 9, under the
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the rod 18. Then the slide 2 is raised until the next element is lifted to a position as shown for 13 'in Figure 2. Then the completely extracted element is unscrewed and moved away.
It goes without saying that the invention is not limited to the example illustrated, to which various constructive modifications can be made, without departing from the scope of the invention.