Appareil pour forage de puits et opérations analogues. La présente invention a pour objet un appareil pour sondages, forages, excavations, creusements .de puits et autres opérations ana logues, remarquable en ce qu'il est constitué par une benne preneuse dont les outils de travail sont montés à la base d'un corps al longé -de forme sensiblement cylindrique as surant le guidage -de ladite benne dans la ca vité à creuser et dont le poids est assez im portant pour permettre de travailler le sol par percussion.
Aux dessins annexés, -donnés uniquement à titre d'exemple: La fig. 1 est une coupe verticale d'une forme d'exécution de l'appareil selon l'inven tion; La fi-. 2 est une vue en plan de la cou ronne inférieure dudit appareil, portant les outils de travail; La fi-. 3 représente, en coupe verticale, partielle, un autre mode d'exécution de l'or gane de support des outils de travail; La fig. 4 en est la vue en plan correspon dante; Les fi-. 5 et 6 sont des vues analogues aux fig. 3 et 4 d'une autre variante;
La fig. 7 est une coupe verticale schéma tique d'une autre forme -d'exécution; La fi-. 8 en est une coupe suivant la ligne 8-8 de 1a fig. 7; La fil. 9 en est une vue en plan de la. couronne extérieure amovible servant à l'en foncement d'un tube dans le sol; Les fig. 10 et 11 représentent en coupe verticale partielle l'extrémité inférieure .de la benne munie de bagues de longueurs -diffé rentes formant rallonges; La fig. 12 est une coupe. longitudinale du piston muni de canaux longitudinaux en vue du travail de la benne dans l'eau;
La fig. 13 est une vue en plan correspon- -dante; La fig. 14 est une coupe longitudinale d'une tête de benne munie également de ca naux longitudinaux dans le même but; La fig. 15 est la vue en plan correspon dante.
Selon l'exemple d'exécution représenté à la fig. 1, l'appareil comprend un corps al longé 1 de forme extérieure sensiblement cy lindrique ou, de préférence, légèrement tron conique comportant à sa partie supérieure un: anneau ou crochet 2 pour la fixation d'un câble 3. Le corps 1 est évidé et comporte des -compartiments supérieurs 4 renfermant de l'huile de graissage qui peut s'écouler à l'in térieur -du corps 1 par des trous 5.
Ce corps renferme le mécanisme -de manoeuvre qui comporte un groupe -de poulies 6 montées sur un axe supérieur 7 et un deuxième groupe -de poulies 8 montées sur un axe 9 porté par un bloc 10 susceptible -de coulisser dans l'évide ment 11 du -corps 1. Un épaulement 12 à la partie supérieure du corps 1 forme butée pour le bloc 10.
Un câble 13 attaché par une extrémité en 14 sur le corps 1 passe sur les poulies de mou flage 6 et 8 et sur une poulie de guidage<B>15</B> montée folle à la partie supérieure du corps 1.
A la base du corps 1 est fixée, par bou lons 16 ou tout autre moyen approprié, une couronne 17 centrée sur le corps 1 par un épaulement circulaire 18 et dont le diamètre intérieur est plus petit que le diamètre exté rieur du bloc 10.
La couronne 17 comporte -des chapes 19 en nombre égal au nombre d'organes de préhension 20 (deux .dans l'exemple repré senté aux fig. 1 et 2) et formant genouillères d'articulation pour ces organes. Chaque chape 19 porte un axe 21 qui traverse une nervure centrale 22 .d'une des coquilles 20 de la benne. Dans la position d'ouverture -des coquilles 20 (comme représenté .à la fie. 1), la nervure 22 prend appui contre la couronne 17 qui forme butée d'arrêt dans le sens de l'ouverture.
Cette nervure 22 est prolongée intérieurement à la coquille 20 par un bras plat 23 s'enga geant dans une -chape centrale 24 et relié à une joue de cette chape par un axe 25 tra- versant ledit bras par une ouverture allongée 26. Le bras 23 de l'autre coquille 20 est re liée de la même façon à l'autre joue de la chape 24 (fia,. 2).
Cette chape 24 est fixée à la base du bloc 10 et comporte ,à cet effet à la partie su périeure un tenon 27 pénétrant .dans un loge ment approprié 28 -du bloc et maintenu en place par une clavette 29 (fia,. 1).
Le fonctionnement .est le suivant: On descend l'appareil sur la matière à en lever, la benne étant ouverte et le câble d'ou verture 3 étant maintenu tendu, tandis qu'on donne @du mou au câble @de fermeture 13. La benne étant ouverte sur la matière, on tire sur le câble de fermeture 13 et on donne du mou au câble d'ouverture 3. Le bloc de mou flage 10 monte dans le corps 1 en provoquant une rotation -des coquilles 20 .dans le sens des flèches.
On ouvre la benne en donnant .du mou au câble,de fermeture 13 et en la maintenant soulevée par le câble 3. Le bloc 10 descend alors dans le corps 1 et provoque la rotation des coquilles 20 en sens inverse des flèche.
Si le terrain à, excaver n'est pas très dur, les deux coquilles 20 hémisphériques à deux pales, décrites ci-dessus, peuvent suffire pour le creuser. Mais si le terrain est composé .de déblais caillouteux, il sera préférable d'em ployer soit des coquilles à trois pales, soit -des -coquilles à griffes ou d'autres coquilles pré vues -spécialement pour des terrains de con sistance particulière.
A cet effet, on peut séparer facilement .du corps 1 la couronne 17, qui porte les coquilles 20, .et la chape 24 du bloc 10 pour rempla cer l'ensemble .couronne 17, coquilles 20 et chape 24 par un autre ensemble mieux ap proprié à la nature du terrain.
On a représenté aux fig. 3 et 4 un de ces ensembles interchangeables, dans lequel la couronne 17 comporte quatre chapes 19 ser vant à l'articulation de quatre griffes 30 (le nombre de ces chapes et de ces griffes pour rait être tout autre) comportant chacune une nervure ou un bras plat 31. Chaque bras 31 s'engage ,dans une rainure profonde 32 d'uné chape 24 comportant autant de rainures 32 qu'il y a de griffes 30. Les bras 31 sont ar ticulés dans ces rainures au moyen d'axes 33 qui traversent des ouvertures allongées 34 ménagées dans ces bras.
Selon l'exemple d'exécution représenté aux fig. 5 et 6, la couronne 17 porte trois co quilles 20 (une d'entre elles seulement est re présentée à la fig. 5) dont les nervures cen trales 23 sont articulées dans une rainure pro fonde 32 d'une chape 24 à trois rainures.
Selon l'exemple d'exécution représenté à la fig. 7, le cois allongé de la benne de forme extérieure sensiblement cylindrique ou -de préférence légèrement tronconique est formée par la superposition -d'une calotte cylindro- sphérique 1, d'une couronne la, d'une partie cylindrique lb et d'une couronne inférieure 17 sur laquelle sont articulées, en 21, les co quilles 20 ou autres organes .de 1a benne. Ces coquilles sont reliées à un piston 10 coulis sant dans le cylindre lb sous l'action d'un câ ble 13 passant sur des poulies -de mouflage 6 et 8.
Sur la calotte 1 est fixé, en 2, le câble de soulèvement 3.
La calotte sphérique 1 qui forme la tête de la benne étant démontable, elle permet d'accéder à l'intérieur -de la. benne, pour le cas oii, par exemple, le piston 1.0 se trouverait bloqué.
Lorsque le terrain !à creuser est pa,rticuliè- rement dur, la couronne la peut être inter posée comme représenté entre la partie ey- '_indrique lb et la calotte 1, ce qui a pour P ffet .d'augmenter le poids propre de la benne- et sa longueur, d'où un meilleur gui da;e permettant d'obtenir un puits bien ver tical. Cette couronne la peut avoir une grande épaisseur, afin qu'elle ait un poids important.
Elle Peut être reliée par une disposition quelconque à. la, calotte sphérique 1 et -à la partie cylindrique lb. Cette couronne la peut, par exemple, être en deux parties reliées par deux boulons 4-0 (fi-,. 8). Ces parties sont re liées par des rainures circulaires 41 à la par tie cylindrique 1 (fig 7). L'intérieur de la couronne la n'est évidé que pour laisser le passage au câble 13.
Des couronnes Jade -différentes longueurs peuvent être prévues suivant la nature des terrains, ou le genre -de travaux à exécuter.
La benne peut être utilisée pour travailler dans un tube 42 (fig. 7), métallique ou en tout autre matière.
En vue de l'enfoncement du tube 42 dans la partie cylindrique de la benne et de préfé rence vers la partie supérieure, par exemple dans la couronne la est ménagée une rai nure circulaire 43. Dans cette rainure 43 est placée un collier 44 (fig. 7 et 9) qui peut être prévu en deux parties assemblées par un moyen quelconque, par exemple à l'aide de boulons 45.
Le diamètre extérieur @de ce collier 44 -dé passe le -diamètre propre -de la couronne la .d'une quantité suffisante pour qu'il puisse porter sur l'extrémité du tube 42.
La benne est placée .dans le tube 42, sa partie cylindrique forme guidage, et en la laissant retomber sur le tube, à la façon d'un mouton, elle enfonce ce tube verticalement.
Ensuite, on retire le collier 44 et la benne .fonctionne normalement pour le creu sement.
Lorsque la benne travaille .dans des ter rains de consistance molle: vase, boue, sable dilué, etc., on a intérêt à augmenter la capa cité de prise de la benne, c'est-à-dire son vo lume utile. Dans \ce cas, on ajoute à la par tie inférieure de la benne une -couronne cylin drique 46 (fig. 10 et 11) qui est interposée entre la couronne 1.7 portant les organes & préhension, et la partie cylindrique lb. De cette façon, la benne s'enfonce -dans les ter rains, par son propre poids qui se trouve aug menté.
Des couronnes 46 .de différentes longueurs peuvent être prévues suivant la nature des terrains et le genre de travaux à exécuter.
Une tige 47, d'une longueur convenable, formant rallonge, est placée entre le piston 10 et la pièce 24 actionnant les coquilles 20.
Pour le travail dans des terrains immergés pour faciliter la descente de la benne dans l'eau et éviter les efforts de succion qui se produisent surtout si la benne travaille dans un tube, le piston 10 au lieu d'être plein sera de préférence ajouré de canaux 48, de façon à laisser un passage aussi grand que possible, à l'eau. Par exemple, la disposition peut être celle indiquée aux fig. 12 et 18.
La calotte 1 terminant la partie sphérique de la benne est elle-même ajourée de canaux 49 pour permettre aussi le passage -de l'eau, par exemple, suivant la disposition représen tée aux fig. 14 et 15.
Pour les terrains immergés et mous, les points d'articulation 21 des coquilles seront -de préférence reportés à l'extérieur du dia mètre des parties cylindriques lb-la et de la calotte sphérique 1 pour éviter les efforts de succion à la remontée de la benne (fig. 11) en laissant un intervalle 50 suffisant entre cette partie cylindrique et les parois inté rieures du tube ou du puits.
Pour les terrains extrêmement durs, les coquilles 20 peuvent être remplacées par un trépan plein, de forme appropriée, permettant de haver les terrains très durs. Ce trépan est ensuite remplacé par une coquille -de forme appropriée pour extraire les .déblais.
Les appareils du type décrit ci-dessus peuvent être utilisés pour travailler le sol par percussion. Ils peuvent être utilisés à la fa çon d'un mouton pour désagréger le sol par pilonnage. On peut les laisser tomber de plu sieurs mètres -de haut et les refermer ensuite pour racler la matière à enlever au moyen des .coquilles 20 ou des griffes 80.
Leur emploi est particulièrement intéres sant pour le creusement -de puits -de faible diamètre nécessitant l'utilisation de petites benne, car le corps sensiblement cylindrique 1 permet d'utiliser au maximum l'encombre ment .disponible de la benne et d'avoir un poids important même pour de petits appa reils. Le corps 1 s'adapte au diamètre à creu ser et sert de dispositif de guidage à la benne.
Ces appareils sont de plus très robustes. La forme du corps 1 sensiblement cylindri que, qui remplace les cadres ou tirants usuels des bennes, permet à ce corps de supporter des chocs violents.
Le mécanisme de fermetufe étant logé dans le corps 1, qui est fermé à la partie su périeure et dont la partie inférieure est ob turée par le bloc 10, et par conséquent à l'abri -des contacts avec le sable, les terres, les pierres qui nuiraient au bon fonctionnement de l'appareil.
Bien entendu, le dispositif à deux câbles pour l'ouverture et la fermeture de la benne pourrait être remplacé par tout autre dispo sitif généralement utilisé pour les bennes pre neuses, à un ou plusieurs câbles ou chaînes de fermeture et à un ou plusieurs câbles ou chaînes d'ouverture.
Naturellement, l'invention n'est nulle ment limitée aux modes d'exécution repré sentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à ti tre d'exemple.
Apparatus for drilling wells and the like. The present invention relates to an apparatus for soundings, boreholes, excavations, wells digging and other similar operations, remarkable in that it is constituted by a clamshell whose working tools are mounted at the base of a long body -of substantially cylindrical shape as surant the guidance -of said bucket in the cavity to be dug and whose weight is large enough to allow the soil to be worked by percussion.
In the accompanying drawings, given only by way of example: FIG. 1 is a vertical section of an embodiment of the apparatus according to the invention; The fi-. 2 is a plan view of the lower crown of said apparatus, carrying the work tools; The fi-. 3 shows, in vertical, partial section, another embodiment of the support organ for the working tools; Fig. 4 is the corresponding plan view; The fi-. 5 and 6 are views similar to FIGS. 3 and 4 of another variant;
Fig. 7 is a vertical cross-sectional diagram of another form of execution; The fi-. 8 is a section taken along line 8-8 of 1a fig. 7; The thread. 9 is a plan view of the. removable outer crown for driving a tube into the ground; Figs. 10 and 11 show in partial vertical section the lower end .de the bucket provided with rings of lengths -diffé rents forming extensions; Fig. 12 is a cut. longitudinal piston provided with longitudinal channels for working the bucket in the water;
Fig. 13 is a corresponding plan view; Fig. 14 is a longitudinal section of a bucket head also provided with longitudinal channels for the same purpose; Fig. 15 is the corresponding plan view.
According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the apparatus comprises an elongated body 1 of substantially cylindrical exterior shape or, preferably, slightly conical section comprising at its upper part a: ring or hook 2 for fixing a cable 3. The body 1 is hollowed out and comprises upper -compartments 4 containing lubricating oil which can flow inside the body 1 through holes 5.
This body contains the maneuvering mechanism which comprises a group of pulleys 6 mounted on an upper axis 7 and a second group of pulleys 8 mounted on an axis 9 carried by a block 10 capable of sliding in the recess 11 -corps 1. A shoulder 12 at the upper part of the body 1 forms a stop for the block 10.
A cable 13 attached by an end at 14 to the body 1 passes over the slack pulleys 6 and 8 and over a guide pulley <B> 15 </B> mounted loose to the upper part of the body 1.
At the base of the body 1 is fixed, by bolts 16 or any other suitable means, a crown 17 centered on the body 1 by a circular shoulder 18 and the inside diameter of which is smaller than the outside diameter of the block 10.
The crown 17 comprises -clevises 19 in a number equal to the number of gripping members 20 (two. In the example shown in Figs. 1 and 2) and forming articulation knee pads for these members. Each yoke 19 carries an axis 21 which passes through a central rib 22. Of one of the shells 20 of the bucket. In the open position -des shells 20 (as shown .à la fie. 1), the rib 22 bears against the ring 17 which forms a stopper in the direction of opening.
This rib 22 is extended internally to the shell 20 by a flat arm 23 engaging in a central screed 24 and connected to a cheek of this yoke by an axis 25 passing through said arm by an elongated opening 26. The arm 23 of the other shell 20 is re linked in the same way to the other cheek of the yoke 24 (fia ,. 2).
This yoke 24 is fixed to the base of the block 10 and comprises, for this purpose at the upper part a tenon 27 penetrating. In an appropriate housing 28 -of the block and held in place by a key 29 (fia ,. 1) .
The operation is as follows: The device is lowered onto the material to be lifted from it, the bucket being open and the opening cable 3 being kept taut, while the cable is given slack @de closing 13. The bucket being open on the material, one pulls on the closing cable 13 and slack is given to the opening cable 3. The slack block 10 rises in the body 1 causing a rotation of the shells 20. direction of arrows.
The bucket is opened by giving .du slack in the cable, closure 13 and keeping it lifted by the cable 3. The block 10 then descends into the body 1 and causes the rotation of the shells 20 in the opposite direction of the arrow.
If the ground to be excavated is not very hard, the two hemispherical two-bladed shells, described above, may be sufficient to excavate it. But if the ground is made up of stony cuttings, it will be preferable to use either three-bladed shells, or -claw shells or other shells designed especially for terrain of particular consistency.
For this purpose, one can easily separate .from the body 1 the crown 17, which carries the shells 20,. And the yoke 24 of the block 10 to replace the set .couronne 17, shells 20 and yoke 24 by another set better appropriate to the nature of the land.
There is shown in FIGS. 3 and 4 one of these interchangeable sets, in which the crown 17 comprises four yokes 19 serving as the articulation of four claws 30 (the number of these yokes and of these claws could be quite different) each comprising a rib or a flat arm 31. Each arm 31 engages in a deep groove 32 of a yoke 24 comprising as many grooves 32 as there are claws 30. The arms 31 are articulated in these grooves by means of pins 33 which pass through elongated openings 34 formed in these arms.
According to the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the crown 17 carries three shells 20 (only one of them is shown in fig. 5) whose central ribs 23 are articulated in a deep groove 32 of a yoke 24 with three grooves. .
According to the exemplary embodiment shown in FIG. 7, the elongated cois of the body of substantially cylindrical exterior shape or -preferably slightly frustoconical is formed by the superposition of a cylindrical-spherical cap 1, a crown 1a, a cylindrical part lb and a lower crown 17 on which are articulated, at 21, the shells 20 or other bodies .de 1a bucket. These shells are connected to a piston 10 sliding in the cylinder lb under the action of a cable 13 passing over pulleys 6 and 8.
On the cap 1 is fixed, in 2, the lifting cable 3.
The spherical cap 1 which forms the head of the bucket being removable, it allows access to the interior of the. bucket, in the case where, for example, the piston 1.0 would be blocked.
When the ground! To be dug is particularly hard, the crown 1a can be interposed as shown between the ey- '_indrique part lb and the cap 1, which has the effect of increasing the own weight of the bucket and its length, hence a better gui da; e to obtain a well vertical well. This crown may have a great thickness, so that it has a significant weight.
It can be connected by any provision to. la, spherical cap 1 and -to the cylindrical part lb. This ring Ia can, for example, be in two parts connected by two bolts 4-0 (fi- ,. 8). These parts are re linked by circular grooves 41 to the cylindrical part 1 (FIG. 7). The inside of the crown 1a is only hollowed out to allow passage for the cable 13.
Jade crowns -different lengths can be provided depending on the nature of the terrain, or the type of work to be performed.
The bucket can be used to work in a tube 42 (fig. 7), metal or any other material.
With a view to driving the tube 42 into the cylindrical part of the bucket and preferably towards the upper part, for example in the crown 1a is formed a circular groove 43. In this groove 43 is placed a collar 44 (fig. 7 and 9) which can be provided in two parts assembled by any means, for example using bolts 45.
The outside diameter @de this collar 44 -dé passes the -diameter -of the crown 1a in a sufficient quantity so that it can bear on the end of the tube 42.
The bucket is placed in the tube 42, its cylindrical part forms a guide, and by letting it fall on the tube, like a sheep, it pushes this tube vertically.
Then the collar 44 is removed and the bucket operates normally for the digging.
When the skip works in areas of soft consistency: mud, mud, diluted sand, etc., it is in the interest of increasing the gripping capacity of the skip, that is to say its useful volume. In this case, we add to the lower part of the bucket a cylindrical crown 46 (fig. 10 and 11) which is interposed between the crown 1.7 carrying the gripping members, and the cylindrical part lb. In this way, the bucket sinks into the ground, by its own weight which is increased.
Crowns 46 .de different lengths can be provided depending on the nature of the land and the type of work to be performed.
A rod 47, of a suitable length, forming an extension, is placed between the piston 10 and the part 24 actuating the shells 20.
For work in submerged land to facilitate the descent of the bucket into the water and to avoid the suction forces which occur especially if the bucket works in a tube, the piston 10 instead of being full will preferably be perforated. channels 48, so as to leave as large a passage as possible for the water. For example, the arrangement may be that shown in Figs. 12 and 18.
The cap 1 ending the spherical part of the bucket is itself perforated with channels 49 to also allow the passage of water, for example, according to the arrangement shown in FIGS. 14 and 15.
For submerged and soft soils, the points of articulation 21 of the shells will preferably be transferred outside the diameter of the cylindrical parts lb-la and of the spherical cap 1 to avoid suction forces when the pump is raised. bucket (Fig. 11) leaving a sufficient gap 50 between this cylindrical part and the internal walls of the tube or well.
For extremely hard ground, the shells 20 can be replaced by a solid bit, of suitable shape, making it possible to cut very hard ground. This trephine is then replaced by a shell -of suitable shape to extract the spoil.
Devices of the type described above can be used to work the soil by percussion. They can be used like a sheep to break up the soil by pounding. They can be dropped from several meters high and then closed again to scrape the material to be removed by means of the shells 20 or the claws 80.
Their use is particularly interesting for the digging of small diameter wells requiring the use of small skip, because the substantially cylindrical body 1 makes it possible to use the available space of the skip to the maximum and to have a heavy weight even for small devices. The body 1 adapts to the diameter to be hollowed out and serves as a guide device for the bucket.
These devices are also very robust. The shape of the body 1 which is substantially cylindrical, which replaces the usual frames or tie-rods of the skips, allows this body to withstand violent shocks.
The closing mechanism being housed in the body 1, which is closed at the upper part and the lower part of which is blocked by the block 10, and therefore protected from contact with sand, soil, soil. stones that would interfere with the proper functioning of the appliance.
Of course, the device with two cables for opening and closing the bucket could be replaced by any other device generally used for grab buckets, with one or more cables or closing chains and one or more cables or opening chains.
Naturally, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been chosen only as an example.