BE898065A - Dispositif de perforation a marteau pneumatique. - Google Patents

Dispositif de perforation a marteau pneumatique. Download PDF

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BE898065A BE0/211760A BE211760A BE898065A BE 898065 A BE898065 A BE 898065A BE 0/211760 A BE0/211760 A BE 0/211760A BE 211760 A BE211760 A BE 211760A BE 898065 A BE898065 A BE 898065A
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Abstract

Il s'agit d'un dispositif de perforation à marteau pneumatique pour forer des trous de grand diamètre dans un lit rocheux. Le marteau pneumatique porte à son extrémité plusieurs trépans indépendants montés sur leur support à l'aide d'éléments intermédiaires et les trépans sont montés de façons à pouvoir dilater ou réduire le diamètre du trou de forage.

Description


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 déposée   par la société   dite : TONE BORING CO., LTD. ayant pour objet : Dispositif de perforation à marteau pneumatique Qualification proposée : BREVET D'INVENTION 

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La présente invention concerne un dispositif de perforation à marteau pneumatique convenant pour forer une couche d'un lit rocheux dur, et elle concerne plus particulièrement un dispositif de perforation à marteau pneumatique dans lequel plusieurs trépans sont fixés à un seul organe support de trépans recevant des forces d'impact d'un marteau pneumatique, en vue de l'action de forage. 



   Ainsi qu'il est bien connu, avec le dispositif de perforation à marteau pneumatique dans lequel un poussoir à piston est déplacé par la pression de l'air en direction verticale, des forces d'impact sont appliquées par le poussoir à piston à un trépan, en vue de l'action de forage, en sorte qu'un lit rocheux dur peut être effectivement foré. 



  Comme le trépan du dispositif de perforation à marteau pneumatique est utilisé pour forer la couche du lit rocheux dur comme décrit plus haut, il est nécessaire de remplacer un trépan endommagé par un nouveau après qu'on l'ait employé pendant un temps prédéterminé. Le trépan classique était fait d'une pièce. Par suite, dans un dispositif de perforation à marteau pneumatique, pour forer un trou de grand diamètre, on prend le diamètre du trépan plus grand de manière correspondante, de sorte que le remplacement d'un trépan de grand diamètre entraîne des frais accrus, ce qui est anti-économique.

   Du point de vue précédent, on a proposé que plusieurs trépans de petit diamètre soient prévus à la partie d'extrémité avant du dispositif de perforation à marteau pneumatique pour pouvoir en être détachés, et on ne remplace qu'un ou des trépans endommagés, 

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La présente invention a été développée pour porter remède aux inconvénients précités de la technique antérieure et elle a pour objet de procurer un dispositif de perforation à marteau pneumatique capable de comporter plusieurs trépans de petit diamètre à la partie extrême avant du dispositif de perforation à marteau pneumatique et avec un montage de parties des trépans qui puisse leur éviter d'être endommagés par les ondes de choc. 



   A cette fin, la présente invention envisage qu'une partie à rainure soit formée sur la périphérie extérieure de chacun des arbres des trépans, un organe support de trépans étant formé avec des trous de montage pour recevoir les arbres des trépans, des éléments intermédiaires étant prévus sur l'organe support de trépans et placés dans les parties à rainures de chacun des arbres de trépans, dans l'état où les arbres des trépans sont accouplés dans les trous de montage, pour ainsi porter les trépans par l'organe support de trépans, et les surfaces supérieures des arbres des trépans étant mises en contact avec les surfaces de plafond des trous de montage pour ainsi recevoir les forces   dtimpact   venant de l'organe support de trépans. 



   Un autre objet de la présente invention est de procurer un dispositif de perforation à marteau pneumatique capable de dilater ou de rétrécir le diamètre du trou formé par les trépans pour réaliser le forage avec élargissement, en sorte que les processus de tubage simultané et au bouclier puissent être appliqués au forage d'un lit rocheux comprenant beaucoup de couches instables, susceptibles de donner lieu à des éboulements, etc., et une couche limite entre un sol dur et un sol tendre. 



   A cette fin, la présente invention propose que le dispositif de perforation à marteau pneumatique possède un organe support de trépans porté de manière à pouvoir 

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 de sorte qu'on peut améliorer l'économie de l'exploitation. 



  Cependant, dans le dispositif de perforation à marteau pneumatique où interviennent des ondes de choc, la construction de la monture des trépans pose toujours des problèmes. Plus particulièrement, pendant le forage, dans le dispositif de perforation à marteau pneumatique, les trépans sont soumis à des forces d'impact par le poussoir à piston, de sorte que des ondes de choc sont imparties aux points de montage des trépans, faisant naître ainsi la possibilité d'endommager la construction de la monture des trépans qui se fait par soudage, par filets ou de manière semblable. 



   Par ailleurs, la mise en oeuvre d'un marteau pneumatique sur la machine de forage donne la possibilité de forer efficacement la roche du lit. Néanmoins, la mise en oeuvre d'un marteau pneumatique a les inconvénients suivants. Le forage au marteau pneumatique est accompagné de chocs, de sorte que les parois du trou ont tendance à s'ébouler, avec la conséquence qu'on en a limité l'application à des lits rocheux uniformes et stables. Pour porter remède à l'inconvénient décrit ci-dessus, on a procédé au forage au marteau pneumatique en utilisant un procédé de tubage.

   Cependant, suivant le procédé de tubage habituel, on met en place un tubage dont le diamètre extérieur est supérieur à celui du trépan, de sorte qu'il devient impossible d'introduire le tubage au cours du forage et par suite, on ne peut empêcher l'éboulement du trou, de sorte qu'il peut en résulter un échec du forage. 



   On a donc fait valoir la nécessité d'utiliser le procédé de tubage en même temps qu'une fonction d'élargissement du trou, et d'employer un dispositif de perforation à marteau pneumatique capable d'exécuter le procédé au bouclier pour le forage au marteau pneumatique dans une couche susceptible de s'ébouler. 

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 coulisser axialement, à la partie extrême avant d'un corps de marteau pneumatique, pour recevoir les forces d'impact provenant d'un poussoir à piston intérieur au corps du marteau pneumatique ; plusieurs trépans portés de façon à pouvoir tourner par l'organe support de trépans en des points excentrés par rapport au centre de rotation d'une tige de forage, de manière à être empêchés de prendre un mouvement axial ; l'ensemble des trépans pouvant :

   tourner dans un sens de rotation opposé au sens de rotation de la tige de forage par suite d'une résistance à la face inférieure d'un trou de forage pendant la rotation de la tige de forage, pour ainsi dilater ou rétrécir le diamètre du trou formé par les trépans ; et se déplacer axialement en même temps que l'organe support de trépans de manière que les trépans respectifs soient au même niveau à leurs surfaces inférieures ; et des parties formant butées formées sur l'organe support de trépans, pour commander les trépans dans les positions où le diamètre est dilaté et dans les positions où le diamètre est rétréci. 



   La nature exacte de l'invention, ainsi que d'autres buts et avantages de celle-ci, apparaîtront facilement à la considération de la description suivante se rapportant aux dessins joints au présent mémoire, où les mêmes indices de référence indiquent des parties identiques ou semblables sur toutes les figures, et où :   - la   figure 1 est une vue latérale montrant un exemple d'exécution de travaux par une machine de forage du type à tube guide ; - la figure 2 est une vue latérale montrant la construction générale du dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la présente invention ;   - la   figure 3 est une vue en coupe de la construction de montage de trépans fixes dans le dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant l'invention ;

   

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 EMI6.1 
 - figure 4 est une vue par-dessous montrant les formes des trépans suivant la ligne IV-IV de la figure 3 - figure 5 est une vue en coupe suivant la li- gne V-V de la figure 3 ; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3 ;   - la   figure 7 est une vue en coupe agrandie montrant une partie A de la figure 6 ;   - la   figure 8 est une vue par-dessous montrant un autre exemple de la forme d'un trépan ; - la figure 9 est une vue latérale montrant un exemple d'exécution de travaux par une machine à forer du type propre au forage au câble ; - la figure 10 est une vue en coupe latérale montrant des parties essentielles de la forme de réalisation du type à dilatation et à rétrécissement suivant l'invention ;

     - la   figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10 ;   - la   figure 12 est une vue par-dessous considérée suivant la ligne XII-XII de la figure 10 ; - la figure 13 est une vue explicative montrant un autre exemple de la forme d'un trépan ; - la figure 14 est une vue en coupe montrant la construction du montage de la partie d'arbre de trépan dans le cas où la forme de réalisation du type à dilatation et à rétrécissement est appliquée à la forme de réalisation du type à trépans fixes. 



   On donnera ci-après une description détaillée d'une forme de réalisation préférée d'un dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la présente invention en se référant aux dessins joints au présent mémoire. 



   La figure 1 montre un exemple d'exécution de travaux du procédé de tubage et d'élargissement par une machine à forer du type à tube guide à laquelle la présente forme de 

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 réalisation est appliquée. On a désigné par 1 un compresseur, par 2 un réservoir récepteur, par 3 une machine de base, par 4 un changeur de tige, par 5 une tête d'injection d'entrainement, par 6 un jack moteur, par 7 un tuyau de tubage, par 7A un collecteur de poussière, par 8 une tige de forage, par 9 un accouplement à cannelures et par 10 un dispositif de perforation à marteau pneumatique. 



   La figure 2 montre partiellement la construction générale du dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la présente invention. Le dispositif de perforation à marteau pneumatique 10 comprend un corps de marteau pneumatique cylindrique 12, un poussoir à piston 14 déplaçable verticalement sous la pression d'air dans le corps de marteau pneumatique 12, une enclume 16 constituant organe support de trépans pour recevoir les forces d'impact du poussoir à piston 14, et des trépans 18 et 18 prévus amovibles sur la partie d'extrémité inférieure de l'enclume 16.

   L'enclume 16 est portée par la surface périphérique intérieure du corps de marteau pneumatique 12 et par un accouplement à cannelures 19, et peut coulisser jusqu'à ce que la partie supérieure 17 de l'enclume 16 bute contre les butées 20 prévues à la surface périphérique intérieure du corps de marteau pneumatique 12. Comme montré aux figures 3 et 4, des trous de montage 22 sont formés dans la face inférieure de l'enclume 16 en des points opposés l'un à l'autre, à un intervalle de 1800. Avec ces trous de montage 22 sont accouplés des arbres 24 des trépans 18. 



  Comme montré à la figure 5, les parties intermédiaires des trous de montage 22, et aussi les parties intermédiaires des arbres des trépans 24 ont des sections hexagonales. La partie supérieure de chacun des trous de montage 22 a la forme d'un trou cylindrique et un trou de clavette 26 est formé dans une direction qui leur est tangentielle. En outre, la partie supérieure de chacun des arbres de tré- 

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 pans 24 a une forme cylindrique, et une rainure annulaire 28 est formée sur la surface périphérique extérieure dans une partie en face du susdit trou de clavette 26.

   Le trou de clavette 26 sur le côté de l'enclume 16 et la rainure annulaire 28 sur le côté de l'arbre de trépan 24 sont propres à coïncider entre eux, dans l'état où la face supérieure 30 de l'arbre de trépan 24 vient en contact avec la surface de plafond 32 du trou de montage 22. Les trépans respectifs 18 sont montés de telle façon que les faces inférieures des trépans respectifs sont dans le même plan. Une broche ou clavette 34 constituant un élément intermédiaire est disposée dans le trou de clavette 26 dans une direction perpendiculaire à la ligne axiale de la tige de forage 10,   c'est-à-dire   suivant la ligne tangentielle montrée à la figure 6. Une partie de la clavette 34 est placée dans la rainure annulaire 28 en coIncidence avec le trou de clavette 26 en sorte que l'arbre de trépan 24 puisse être supporté par l'enclume 16.

   Une partie de tête formée à l'une des extrémités 36 de la clavette 34 est disposée sur un épaulement 38, tandis que l'autre partie d'extrémité 42 est rematée pour refouler le métal. Plus spécifiquement, comme montré en détail à la figure 7, une rondelle 44 est fixée à l'autre partie d'extrémité 42 de la clavette 34, puis la partie d'extrémité 42 est portée au rouge au moyen d'un brûleur ou analogue, après quoi la partie d'extrémité 42 est refoulée au moyen d'un marteau ou d'un outil analogue pour prendre la forme indiquée par la ligne en traits mixtes à la figure 7. Ainsi, la clavette 34 est empêchée de quitter son logement de sorte que l'arbre de trépan 24 peut être soutenu par l'enclume 16 par le moyen de la clavette 34. 



   Comme montré à la figure 3, l'enclume 16 est pourvue dans sa partie centrale d'un passage d'échappement 46 et des trous de petit diamètre 48,50, 52 sont percés pour 

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 constituer des branchements au fond de ce passage d'échappement 46. Les trous de petit diamètre 48,50 sont ouverts dans les surfaces périphériques intérieures des trous de montage 22 des arbres de trépans 24 en assurant ainsi la fonction de joints d'air entre les trous de montage 22 et les arbres des trépans 24. Comme montré à la figure 4, le trou de petit diamètre 52 est ouvert dans la partie centrale de la face inférieure de l'enclume 16 en enlevant ainsi la boue dans les positions centrales des trépans 18 et 18 et en nettoyant les trépans 18.

   Comme montré à la figure 3, un trou incliné 54, incliné radialement vers l'extérieur, est formé à partir du trou de petit diamètre 52. Le trou incliné 54 est propre à souffler de l'air vers la paroi 56 du trou foré, en sorte que les trépans 18 ne puissent être empêchés de tourner par suite de la boue. 



   Suivant cette forme de réalisation, avec l'arrangement précédent, les arbres des trépans 24 sont accouplés dans les trous de montage 22 de l'enclume 16 et au surplus portés par l'enclume 16 à l'aide des clavettes 34 qui sont en direction tangentielle, et l'enclume 16, les arbres 24 des trépans et les clavettes 34 ne forment pas une pièce unique, mais sont formés séparément, si bien que les parties de montage des arbres 24 des trépans puissent échapper aux dommages dus aux ondes de choc imparties par l'enclume 16. 



   En outre, lorsque la nécessité se présente de remplacer les trépans 18 après un temps prédéterminé d'usage, on coupe au chalumeau les autres parties d'extrémité 42 des clavettes 34 et on enlève celles-ci, puis on monte de nouveaux trépans 18 dans les trous de montage 22, sur le côté de l'enclume 16. Ainsi, dans cette forme de réalisation, lorsque le ou les trépans 18 sont usés ou endommagés, il suffit de les remplacer par d'autres, de sorte qu'on peut éliminer la nécessité de remplacer le dispositif à marteau pneumatique en entier, ce qui réalise une économie. 

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   Comme montré à la figure   4,   dans cette forme de réalisation, une partie du trépan 18 qui vient en contact avec la paroi 56 du forage est un taillant métallique disposé du côté extérieur. Lorsque le taillant métallique disposé à l'extérieur est usé, on fait tourner de 600 la partie de l'arbre de trépan 24 introduite dans le trou de montage 22, en sorte qu'une partie non usée du taillant métallique puisse être amenée à l'extérieur. 



   D'ailleurs, les arbres des trépans et les trous de montage peuvent avoir des formes quelconques si on le désire. 



   La figure 8 montre un autre exemple du trépan 18 qui a reçu une forme sensiblement en secteurs. Les trépans 18 montrés à la figure 8 sont amenés en contact surface à surface avec la paroi 56 du forage, si bien que la longévité des taillants métalliques disposés du côté extérieur peut être considérablement prolongée. 



   Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, les clavettes 34 sont utilisées comme éléments intermédiaires, mais les éléments intermédiaires ne doivent pas nécessairement être limités à cela. On peut adopter un arrangement dans lequel plusieurs billes d'acier ou analogues sont introduites dans la rainure annulaire et où l'arbre de trépan 24 peut être porté à l'extérieur de l'enclume 16 par ces billes d'acier. Au surplus, dans la forme de réalisation précédente, deux trépans 18 sont prévus, mais on peut aussi bien avoir trois trépans 18 par exemple. 



   La figure 9 montre la machine de forage du type à câble (ou à derrick) à laquelle on a appliqué la présente forme de réalisation et elle montre en même temps les conditions de forage suivant le procédé de tubage simultané. 



  A la figure 9, un marteau pneumatique 62 est prévu au bas d'une tige de forage 60 et plusieurs trépans 66 du type à dilatation et à rétrécissement sont prévus de manière à 

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 pouvoir tourner à la partie inférieure du marteau pneumatique 62 en utilisant une enclume 64 comme support des trépans. En outre, on a désigné par 68 un tuyau de tubage. 



   On décrira maintenant un mécanisme de dilatation et de rétrécissement des trépans 66. Comme montré à la figure 10, un trou cylindrique de montage 76 est formé à la partie inférieure de l'enclume 64 et un arbre de trépan cylindrique 78 du trépan 66 est soutenu dans le trou de montage 76 de façon à permettre une rotation d'un angle prédéterminé. Plus spécifiquement, l'enclume 64 est conformée avec des trous de clavette 80 semblables à ceux des figures 3 et 6, chacun des arbres de trépans 78 ayant à sa périphérie extérieure une rainure annulaire 82 et chacun des arbres de trépans 78 étant soutenu par l'enclume 64 à l'aide d'une clavette 83.

   Comme montré à la figure 11, l'arbre de trépan 78 est conformé à sa surface périphérique extérieure avec des parties surélevées 84 et 84, tandis que l'enclume 64 comporte des surfaces de butée 86 et 86 pour la position à diamètre dilaté, et 88 et 88 pour une position à diamètre rétréci. En conséquence, chacun des trépans 66 ne peut tourner que dans une amplitude angulaire réduite par les surfaces de butée 86 et 88. 



   La figure 12 est une vue par-dessous de la face inférieure du trépan 66. On décrira maintenant la forme du trépan 66 en se reportant à la figure 12. Sur la figure 12, on a désigné par   0   le centre de rotation d'une tige de forage 60 et par   CL   le centre de rotation de l'arbre de trépan 78. Comme dans le cas du trépan 66, on a indiqué en traits pleins la position dans laquelle un forage est en cours avec un diamètre dilaté, tandis que la ligne en traits mixtes à deux points indique les conditions de forage à diamètre réduit.

   La surface périphérique extérieure du trépan 66 est divisée par un prolongement d'une ligne qui relie le centre   0   de l'enclume 64 et le centre   01   de 

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 l'arbre de trépan 78 dans la position de dilatation du trépan 66 en deux sections, comprenant une partie avant (comprise entre A et B) dans le sens de rotation au cours du forage et une partie arrière entre B et C faisant suite à la partie avant ; la partie avant est formée en arc de cercle ayant un diamètre égal au diamètre du trou de forage et la partie arrière est formée de façon telle que le trépan 66 puisse tourner dans le sens de rotation du forage.

   Dans le contour du trépan 66, une partie comprise entre les points A et B est en arc de cercle centré sur 0 et ayant un rayon (rayon de forage à l'instant de diamètre dilaté) R, et ensuite, une partie comprise entre B et C est en arc de cercle centré sur   01   et ayant un rayon   r1.   



  Le trépan 66 réduit progressivement son rayon dans une partie comprise entre C et D de son contour pour arriver à une forme d'arc circulaire de centre   01   et de rayon   r2   en D. 



  La partie comprise entre A et B du contour est celle qui fore la partie périphérique extérieure dans les conditions de diamètre dilaté, et la partie comprise entre B et C est celle qui est prévue pour maintenir le diamètre à l'instant où il est dilaté, même lorsque les trépans tournent légèrement en sens inverse en raison de la résistance opposée par la paroi pendant le forage dans les conditions de diamètre dilaté. Lorsque la partie en arc de cercle du contour, ayant le rayon rest placée du côté extérieur, les trépans 66 sont dans les conditions du diamètre rétréci. 



   On va décrire dans ce qui suit l'action de l'arrangement précédent suivant la présente invention. D'abord, à la figure 12, lorsque la tige de forage 60 tend à tourner dans un sens indiqué par la flèche P, les trépans 66 tournent autour de   01   en sens   opposé, c'est-à-dire   dans un sens indiqué par la flèche   Q,   en raison de la résistance opposée au forage par la face inférieure du trou foré. 



  Lorsque les trépans 66 tendent à tourner dans le sens indi- 

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   qué   par la flèche Q, la partie comprise entre A et B est disposée du côté extérieur, ce qui fait que l'on se trouve dans les conditions de forage à diamètre dilaté. Lorsque les trépans 66 viennent dans une position indiquée par les traits pleins à la figure 12, les parties surélevées 84 et 84 butent contre les surfaces de butées montrées à la figure 11, pour être retenues, et les trépans ne peuvent tourner davantage. Si le dispositif de forage ou de perforation à marteau pneumatique tourne dans les conditions décrites ci-dessus, les trépans 66 commencent le forage à diamètre dilaté dans les conditions de retenue aux positions indiquées par les traits pleins à la figure 12.

   Un tuyau de tubage 68 est introduit dans le trou de forage à mesure de la progression du forage, le forage se poursuivant dans les conditions décrites ci-dessus. 



   A la fin du forage, les trépans 66 sont amenés dans les conditions de rétrécissement de diamètre réduit, comme on le décrira dans la suite, pour retirer la tige de forage 60 du tuyau de tubage 68. Précisément, lorsque la tige de forage 60 tourne en un sens opposé au sens indiqué par la flèche P, les trépans 66 sont amenés à tourner, par suite de la résistance au forage, opposée à la face inférieure du trou de forage, dans un sens opposé à celui qu'indique la flèche Q, tandis qu'ils sont retirés progressivement dans le diamètre du forage et sont finalement retirés dans le diamètre du forage à la position où les parties surélevées 84 et 84 sont arrêtées dans leur mouvement par les surfaces de butée 88 et 88, c'est-à-dire la position indiquée par les traits mixtes à deux points de la figure 12.

   Dans cet état de diamètre réduit, les trépans 66 peuvent passer à travers le tuyau de tubage 68 et par conséquent, le dispositif de perforation à marteau pneumatique peut être retiré vers le haut du tuyau de tubage 68. 

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   La forme de réalisation décrite ci-dessus convient pour l'application du procédé de tubage à travers une couche susceptible d'éboulement parce que, dans cette forme de réalisation, les trépans 66 peuvent exécuter la fonction de dilatation et de rétrécissement du diamètre du forage, parce que le tuyau de tubage 68 peut être introduit tandis que le forage se poursuit dans les conditions de diamètre dilaté des trépans 66 et parce qu'à l'achèvement du forage, les trépans 66 sont amenés dans l'état de diamètre réduit et peuvent être enlevés vers le haut à travers le tuyau de tubage 68. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, on a prévu trois trépans, mais l'invention n'est pas limitée nécessairement à cela, plusieurs trépans pouvant être adoptés. On peut par exemple prévoir deux trépans opposés l'un par rapport à l'autre. 



   La figure 13 montre la construction d'une autre forme de réalisation suivant la présente invention. La forme du trépan 66 ne doit pas nécessairement être limitée à celle que montre la figure 12, mais une forme circulaire incomplète dans laquelle un cercle est partiellement coupé, comme montré à la figure 13, peut donner le résultat voulu. 



  Plus particulièrement, avec les trépans 66 montrés à la figure 13, le placement des parties circulaires incomplètes 90 du côté extérieur correspond aux conditions de diamètre réduit, tandis que la mise en place, à l'extérieur, des parties de rayon r correspond aux conditions de diamètre dilaté. Comme décrit plus haut, n'importe quel trépan 66 dont la forme peut varier par rotation, peut réaliser le but de la présente invention. 



   Ainsi qu'il a été décrit plus haut, dans le dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la présente invention, lorsque la tige de forage tourne dans les conditions où les trépans sont en contact avec la face inférieure du trou de forage, les trépans sont amenés dans 

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 les conditions de diamètre dilaté, dans la position dans laquelle les trépans sont arrêtés dans leur mouvement par les butées pour le diamètre dilaté, tandis que lorsque la tige de forage tourne en sens opposé, les trépans sont arrêtés dans leur mouvement par les butées pour le diamètre réduit et sont amenés dans la condition de diamètre réduit en sorte qu'on peut enlever facilement les trépans du tuyau de tubage. 



   Dans la forme de réalisation précédente, des espaceurs sont disposés dans les espaces formés par les parties surélevées 84 des arbres des trépans 82 et par les surfaces des butées 86 ou dans les espaces formés par les parties surélevées 84 et les surfaces des butées 88, de sorte que la fonction de dilatation-rétrécissement est éliminée et que les trépans peuvent être utilisés comme trépans fixes. 



   En passant de la présente forme de réalisation à la forme de réalisation avec les trépans fixés n'ayant pas la fonction de dilatation et de rétrécissement, les arbres 78 des trépans peuvent être conformés pour avoir des formes d'espaceurs, au lieu de faire usage d'espaceurs. Plus spécifiquement, comme montré à la figure 14, des parties formant nervures 92 peuvent être accouplées avec des espaces formés à la périphérie extérieure des arbres de trépans 78 entre les surfaces des butées 86 pour le diamètre dilaté et les surfaces des butées 88 pour le diamètre réduit, de sorte que l'arbre de trépan 78 ne puisse tourner par rapport à l'enclume 64 en raison de la présence des parties formant nervures 92.

   Chacune des parties en nervures 92 de l'arbre 78 du trépan est conformée pour avoir une dimension aussi grande que la somme des dimensions de la partie surélevée 84 et de l'espaceur précité. 



   Dans le dispositif de perforation à marteau pneumatique, des. dommages aux parties d'extrémité avant des 

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 trépans atteignent leurs valeurs maximales pendant le forage. Cependant, les formes de réalisation décrites cidessus sont avantageuses en ce sens que l'on ne remplacera que les seuls trépans 66 endommagés. En particulier, avec le dispositif de perforation à marteau pneumatique pour un trou de forage de grand diamètre, le coût de fabrication atteint une valeur très élevée et, par suite, la reprise du forage après n'avoir remplacé que les parties d'extrémité avant, les trépans, fait qu'il est possible de prolonger la longévité en service des produits, ce qui a une grande valeur pratique.

   En outre, dans le dispositif de perforation suivant la présente invention, la force d'impact est donnée simultanément aux trépans respectifs et les trépans sont mobiles avec les faces inférieures au même niveau les unes que les autres, et par suite le dispositif de perforation à marteau pneumatique est très efficace pour forer les lits rocheux comprenant plusieurs couches susceptibles d'éboulement et une couche limite entre un terrain dur et un terrain tendre.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de perforation à marteau pneumatique, comprenant : - une tige de forage susceptible de tourner et mobile axialement ; - un corps cylindrique de marteau pneumatique, fixé à la partie d'extrémité avant de la tige de forage ; - un organe support de trépans, porté à la partie d'extrémité avant du corps de marteau pneumatique, de manière à pouvoir coulisser axialement et propre à recevoir des forces d'impact d'un poussoir à piston contenu dans le corps de marteau pneumatique ; et - plusieurs trépans fixés de manière amovible à la partie d'extrémité avant de l'organe support de trépans, caractérisé en ce que : - une rainure est formée à la périphérie extérieure de l'arbre de trépan de chacun des trépans ;
    - des trous de montage pour recevoir les arbres des trépans sont formés dans l'organe support de trépans ; - des éléments intermédiaires prévus sur l'organe support de trépans sont placés dans les rainures dans un état tel que les arbres des trépans soient accouplés avec les trous de montage pour ainsi soutenir les trépans sur l'organe support de trépans ; et - les faces supérieures des arbres des trépans sont en contact avec les surfaces de plafond des trous de montage pour ainsi recevoir les forces d'impact de l'organe support de trépans.
  2. 2.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des éléments intermédiaires est formé par une clavette disposée dans une direction perpendiculaire à la ligne axiale de la tige de forage et en ce qu'une extrémité de cette clavette est déformée pour l'empêcher de sortir de son logement. <Desc/Clms Page number 18>
  3. 3. - Dispositif de perforation à marteau pneumatique, comprenant : - une tige de forage susceptible de tourner et mobile axialement ; - un corps cylindrique de marteau pneumatique, fixé à la partie d'extrémité avant de la tige de forage ; - un organe support de trépans, porté à la partie d'extrémité avant du corps de marteau pneumatique, de manière à pouvoir coulisser axialement et propre à recevoir des forces d'impact d'un poussoir à piston contenu dans le corps de marteau ; et - plusieurs trépans fixés de manière amovible et sans pouvoir tourner à la partie d'extrémité avant de l'organe support de trépans, caractérisé en ce que : - une rainure est formée à la périphérie extérieure de l'arbre de trépan de chacun des trépans ;
    - des trous de montage pour recevoir les arbres des trépans sont formés dans l'organe support de trépans ; - des éléments intermédiaires prévus sur l'organe support de trépans sont placés dans les rainures dans un état tel que les arbres des trépans soient accouplés avec les trous de montage pour ainsi soutenir les trépans sur l'organe support de trépans ; et - les faces supérieures des arbres des trépans sont en contact avec les surfaces de plafond des trous de montage pour ainsi recevoir les forces d'impact de l'organe support de trépans.
  4. 4.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des trépans a sensiblement la forme d'un secteur.
  5. 5.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des trépans a une forme circulaire. <Desc/Clms Page number 19>
  6. 6.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique, comprenant : - une tige de forage susceptible de tourner et mobile axialement ; - un corps de marteau pneumatique fixé à la partie d'extrémité avant de la tige de forage ; - un organe support de trépans, porté à la partie d'extrémité avant du corps de marteau pneumatique, de manière à pouvoir coulisser axialement et propre à recevoir des forces d'impact d'un poussoir à piston contenu dans le corps de marteau pneumatique ;
    et - plusieurs trépans portés de manière à pouvoir tourner par la partie d'extrémité avant de l'organe support de trépans, en des positions excentrées par rapport au centre de rotation de la tige de forage et propres à tourner dans un sens opposé à un sens de rotation de la tige de forage par suite de la résistance de la face inférieure d'un trou de forage lorsque la tige de forage tourne, pour ainsi dilater et réduire le diamètre du forage ; et - des parties formant butées, formées sur l'organe support de trépans et propres à empêcher le mouvement de parties surélevées des trépans pour ainsi retenir les trépans dans une position où le diamètre est dilaté ou dans une position où le diamètre est réduit, caractérisé en ce que : - une rainure est formée à la périphérie extérieure de l'arbre de trépan de chacun des trépans ;
    - des trous de montage pour recevoir les arbres des trépans sont formés dans l'organe support de trépans ; - des éléments intermédiaires prévus sur l'organe support de trépans sont placés dans les rainures dans un état tel que les arbres des trépans soient accouplés avec les trous de montage pour ainsi soutenir les trépans sur l'organe support de trépans ; et <Desc/Clms Page number 20> - les faces supérieures des arbres des trépans sont en contact avec les surfaces de plafond des trous de montage pour ainsi recevoir les forces d'impact de l'organe support de trépans.
  7. 7.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la surface périphérique extérieure de chacun des trépans est divisée par un prolongement d'une ligne reliant le centre de l'organe support de trépans et le centre de l'arbre du trépan dans la position de diamètre dilaté des trépans, en deux sections comprenant une première partie avant (dans le sens de rotation) pendant le forage et une partie arrière faisant suite à la partie avant, la partie avant étant formée en arc de cercle ayant un diamètre égal au diamètre du trou de forage, tandis que la partie arrière a une forme telle que les trépans puissent tourner dans le sens de rotation de l'opération de forage.
  8. 8.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chacun des trépans a une forme circulaire incomplète.
  9. 9.-Dispositif de perforation à marteau pneumatique, comprenant : - une tige de forage susceptible de tourner et mobile axialement ; - un corps de marteau pneumatique, fixé à la partie d'extrémité avant de la tige de forage ; - un organe support de trépans, porté à la partie d'extrémité avant du corps de marteau pneumatique, de manière à pouvoir coulisser axialement et propre à recevoir des forces d'impact d'un poussoir à piston contenu dans le corps de marteau pneumatique ; - plusieurs trépans portés de façon à pouvoir tourner par la partie d'extrémité avant de l'organe support de trépans dans des positions excentrées par rapport au centre <Desc/Clms Page number 21> de rotation de la tige de forage ;
    - des parties formant butées formées sur l'organe support de trépans et propres à empêcher le mouvement de parties EMI21.1 surélevées ainsi retenir les trépans dans élevées des trépans pour e s une position où le diamètre est dilaté ou dans une position où le diamètre est réduit ; et - des espaceurs prévus de manière amovible dans les espaces formés entre les parties formant butées de l'organe support de trépans et les parties surélevées des trépans, caractérisé en ce que : - une rainure est formée à la périphérie extérieure de l'arbre de trépan de chacun des trépans ; - des trous de montage pour recevoir les arbres des trépans sont formés dans l'organe support de trépans ;
    - des éléments intermédiaires prévus sur l'organe support de trépans sont placés dans les rainures dans un état tel que les arbres des trépans soient accouplés avec les trous de montage pour ainsi soutenir les trépans sur l'organe support de trépans ; et - les faces supérieures des arbres des trépans sont en contact avec les surfaces de plafond des trous de montage pour ainsi recevoir les forces d'impact de l'organe support de trépans.
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