EP0502938A1 - Outil de forage a systeme d'irrigation au moyen d'un fluide distribue par un oscillateur fluidique. - Google Patents

Outil de forage a systeme d'irrigation au moyen d'un fluide distribue par un oscillateur fluidique.

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EP0502938A1
EP0502938A1 EP91900263A EP91900263A EP0502938A1 EP 0502938 A1 EP0502938 A1 EP 0502938A1 EP 91900263 A EP91900263 A EP 91900263A EP 91900263 A EP91900263 A EP 91900263A EP 0502938 A1 EP0502938 A1 EP 0502938A1
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EP
European Patent Office
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fluid
nozzle
jets
drilling tool
dividing element
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EP91900263A
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Alain Besson
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Total SE
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    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
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    • Y10T137/206—Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • Y10T137/218—Means to regulate or vary operation of device
    • Y10T137/2185—To vary frequency of pulses or oscillations

Definitions

  • the present invention relates to a rotary tool provided with an irrigation system which makes it possible to clean the tool by means of a fluid distributed by a fluidic oscillator.
  • the invention applies in particular to tools for drilling oil or mining wells.
  • a fluidic oscillator makes it possible to switch a flow of fluid which passes through it alternately in two different directions, with a frequency which depends on the flow rate of the fluid, as well as on the physical characteristics of the oscillator.
  • monostable Coanda effect oscillators which generally comprise a supply nozzle opening into a distribution chamber for the flow of fluid in two possible directions, defined between concentric surfaces.
  • the latter are shaped so that the fluid attaches stably to one of them, thus favoring the flow in one of the directions.
  • the flow can be switched to the other direction under the action of an external force involving low energy.
  • the flow in the new direction being unstable, it tends to spontaneously switch to the stable direction as soon as said action has ceased.
  • Fluid oscillators are also known which operate on the same principle as a whistle, that is to say by the natural phenomenon of the spontaneous vibration of air on either side of a pointed rigid piece or ending with an edge.
  • the present invention relates to the application of fluidic oscillators for the irrigation of rotary tools, and more particularly drilling tools comprising a head pierced with at least two channels which open onto the surface of the head of the tool.
  • a drilling tool is known which is equipped with a percussive mass freely movable mounted in an envelope and with a fluidic oscillator which drives said mass in alternating vibratory movement.
  • no irrigation system is provided on this tool to clean or cool critical areas of the tool.
  • US-A-3,405,770 relates to a drilling tool in which a fluid is subjected to a cycle of pressure reductions in the vicinity of the borehole and simultaneously increases in the speed of the ejected fluid.
  • the fluid attacks the rock but is not used to clean the tool.
  • US-A-3,630,689 also relates to a drilling tool comprising a fluidic oscillator intended to generate phase-shifted pressure fluctuations in two channels.
  • the jets of fluid are used to attack the rock but not to clean the tool.
  • Patent FR-A-2 352 943 relates to a drilling tool in which the fluid is sent to the rock in the form of two jets drawn under pressure, with a view to driving the cuttings towards the outside of the well.
  • an irrigation system for a drilling tool is known, through a network of channels drilled in the tool, and at the outputs of which are mounted suitably oriented nozzles to project, either directly or indirectly, onto selected parts of the tool, such as cutters, continuous jets of fluid capable of removing the particles of rock and mud which adhere to it.
  • this irrigation system keeps a relative efficiency insofar as, the total flow of fluid being divided between the nozzles, the power of each jet represents only a fraction of the total power of the fluid, so that the jets are sometimes too weak to clean the tool completely or in critical areas.
  • the invention relates to a drilling tool provided with an irrigation system free from the drawbacks of the cited prior art.
  • the drilling tool according to the invention is characterized in that it comprises a hollow drilling head in which is housed at least one fluidic oscillator comprising an acceleration nozzle supplied by an irrigation fluid, such as sludge, and which opens into a cavity in which is mounted a divider element provided with an edge situated slightly downstream of the nozzle, said divider element defining in said cavity two passages towards which the fluid is directed alternately in pulsed jets, said passages communicating respectively with two series of channels opening onto the external surface of the head by a plurality of outlets oriented with inclinations such that the pulsed jets of fluid which they emit are directed towards the parts of the head to be cleaned, cooled or lubricated.
  • a fluidic oscillator comprising an acceleration nozzle supplied by an irrigation fluid, such as sludge
  • an irrigation fluid such as sludge
  • An advantage of the irrigation system according to the invention lies in the fact that the fluid flow is switched from one channel to the other a great number of times per second and that at each switching, all or almost all - the entire flow passes through the corresponding channel.
  • the impact energy obtained with the system according to the invention will be double that obtained with conventional systems where the total flow is shared between the outputs.
  • Another advantage of the invention lies in the fact that it becomes possible to increase the useful outlet section without compromising the quality of the cleaning of the selected areas.
  • alternating pulses emitted at relatively high frequency are more effective than a continuous jet.
  • the acceleration nozzle has a section. annular and the dividing element is tubular with a frustoconical outer face widening in the direction of the fluid flow and an frustoconical inner face narrowing in the direction of the flow, said faces defining at the upper end of the 'divider a circular edge of the same diameter as the outlet of the nozzle and coaxial therewith.
  • the nozzle has a straight outlet slot and the dividing element is in the form of a dihedral with a straight edge.
  • the irrigation system allows the cleaning of blades, cutters, diamonds or other elements for cutting diamond tools, knurling wheels, teeth or spikes of tricone tools, etc.
  • Figure 1 is an axial sectional view of a drilling tool according to a first embodiment
  • Figure 2 is a sectional view along line II-
  • Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 1;
  • Figure 4 shows an axial sectional view of a drilling tool according to a second embodiment
  • Figure 5 is a sectional view along line V- of Figure 4.
  • FIG. 6 schematically shows an oscillator assembly making it possible to obtain two jets alternating with a constant jet
  • FIG. 7 schematically represents an irrigation system with three fluidic oscillators making it possible to increase the frequency of the alternating jets.
  • a rotary drilling tool has been designated by 10. This includes a tubular portion
  • a head 14 having on its surface of the attack elements may have a wide variety of shapes.
  • the head is pierced with a plurality of channels for the passage of an irrigation fluid, for example a central channel 1 parallel to the axis of the tool and three lateral channels 18 20, 22 distributed regularly around the central channel .
  • This channels can branch in the vicinity of their extremity so as to open out by several groups of outlet orifices 21 suitably oriented so that they project jets of fluid towards selected parts of the tool which particularly need to be washed cooled. or lubricated.
  • the outlet ports may have nozzles.
  • a fluidic oscillator 2 formed of two superimposed cylindrical bodies 19, 24.
  • the upper body 19 is provided with an acceleration nozzle 26 of tubular shape, through which the fluid arrives.
  • L lower body 24 is tubular, and has at its upper part a cylindrical bore 28 of relatively large diameter followed by a bore 30 of smaller diameter and which expands in the direction of flow. This two bores define between them a shoulder annular 32 facing the nozzle.
  • a tubular divider element 34 provided with a frustoconical outer face flaring in the direction of flow and of a frustoconical inner face narrowing in the direction of flow.
  • the dividing element ends at its upper end with a circular edge 36 of diameter equal to that of the annular outlet orifice for the nozzle 26. This edge is coaxial with said orifice, slightly downstream of it, and is located at above the level of the shoulder 32.
  • a central core 38 In the cavity of the dividing element 34 is mounted coaxially a central core 38 extending over the entire height of the lower body 24.
  • This core has an internal annular shoulder 40 facing the nozzle and being at the same level as the shoulder external 32.
  • the core Under the shoulder 40, the core has a frustoconical shape, with the same conicity as the external surface of the dividing element. It follows from this geometry that the dividing element defines with the central core an internal annular passage 42 and, with the lower body 24, an external annular passage 44. These passages are dimensioned with diameters chosen so that they open respectively into the central channel 16 and lateral channels 18, 20, 22.
  • central core 38 can be eliminated and the shoulders 40 formed on the internal frustoconical wall of the divider element 34.
  • the operation of the system of FIGS. 1 to 3 is as follows: the drilling mud is accelerated in the nozzle 26 and emerges at high speed in a distribution chamber 46 defined above the shoulders 32, 40. Due to the vibrational phenomenon explained previously, the flow of mud alternately passes inside the dividing element, through the internal passage 42, towards the central channel 16, then outside of said element, by the passage 44, towards the lateral channels 18, 20 and 22, and this at a frequency which depends on the speed of the flow and on the geometry of the dividing element. This vibratory phenomenon is favored by the presence of the annular shoulders 32, 40, since they have the effect of returning part of the fluid flow from one passage to the other. However, the device can also function satisfactorily even in the absence of any shoulder. In the embodiment of FIGS.
  • the fluidic oscillator 23 ′ comprises a nozzle 26 ′ of square or rectangular section, with rectilinear outlet slot which opens into a distribution chamber 46 ′ of dihedral shape, the walls of which have two parallel shoulders 32 ', 32 ".
  • a divider element 34' in the form of a dihedral with a straight edge 36 'which defines two passages 42' and 44 'communicating respectively with the channels 16, 18 of the tool.
  • the operation of this oscillator is similar to that of FIG. 1.
  • the shoulders 32 ′, 32 "return part of the flow of the fluid from one passage to the other, thus promoting the vibratory phenomenon.
  • a fluidic oscillator can be produced, one of the passages of which receives more fluid than the other, by slightly shifting the divider element 34 or 34 'relative to the axis of the nozzle. In this case, the flow rate in the passage which receives the most fluid is only partially switched to the other passage. It follows that the nozzles connected to said passage receive a constant flow to which is added a variable flow giving rise to alternating jets.
  • the hydraulic system represented in FIG. 6 comprises a fluidic oscillator 23 according to one of the types presented above.
  • the oscillator is supplied with drilling mud by a pipe 48 and emits, through several channels (for example two channels 16, 18), two alternating and intermittent jets. Part of the drilling mud flow is taken upstream of the oscillator through a conduit 50 in order to be directed onto an area which requires permanent irrigation. All of these elements are integrated into the tool, which has not been represented for the sake of simplification.
  • the system of FIG. 7 comprises a first fluidic oscillator 232 ⁇ u ⁇ - emits two intermittent and alternating jets through two channels 52, 54, which are connected respectively to two fluidic oscillators 233, 23 ⁇ .
  • Each of these jets is therefore transformed into two jets of higher frequency, and which are emitted by channels 56,58, for the oscillator 233, and by channels 60, 62 for the oscillator 23 ⁇ .
  • channels 56 to 62 can in turn supply other oscillators. It is thus possible to constitute an irrigation system with two, three or more stages of oscillators providing intermittent jets of different frequencies.
  • the divider element of Figure 1 can be simply tubular without having internal and external taper.
  • the divider element of Figure 4 can be constituted by a single wall, with parallel or substantially parallel faces.

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Abstract

L'invention concerne un outil de forage à système d'irrigation au moyen d'un fluide d'irrigation. L'outil comprend une tête de forage creuse (14) dans laquelle est logée au moins un oscillateur fluidique (23; 23') comportant une tuyère d'accélération (26; 26') alimentée par ledit fluide et qui débouche dans une cavité (46; 46') dans laquelle est montée un élément diviseur (34; 34') pourvu d'une arête (36; 36') située lègèrement en aval de la tuyère, ledit élément diviseur définissant dans ladite cavité deux passages (42, 44; 42', 44') vers lesquels le fluide est dirigé alternativement en jets pulsés, lesdits passages communiquant respectivement avec deux séries de canaux (16 à 22) débouchant sur la surface extérieure de la tête (14) par une pluralité d'orifices de sortie (21) orientés avec des inclinaisons telles que les jets pulsés de fluide qu'ils émettent soient dirigés vers les parties choisies de la tête à nettoyer, à refroidir ou à lubrifier.

Description

OUTIL DE FORAGE A SYSTEME D'IRRIGATION AU MOYEN D'UN FLUIDE DISTRIBUE PAR UN OSCILLATEUR FLUIDIQUE.
La présente invention concerne un outil rotatif pourvu d'un système d'irrigation qui permet de nettoyer l'outil au moyen d'un fluide distribué par un oscillateur fluidique. L'invention s'applique en particulier aux outils de forage de puits pétroliers ou miniers.
Comme on le sait, un oscillateur fluidique permet de commuter un écoulement de fluide qui le traverse alternativement dans deux directions différentes, avec une fréquence qui dépend du débit du fluide, ainsi que des caractéristiques physiques de l'oscillateur.
Parmi les oscillateurs fluidiques les plus connus, on peut citer les oscillateurs monostables à effet Coanda, qui comportent généralement une tuyère d'alimentation débouchant dans une chambre de répartition de l'écoulement de fluide vers deux directions possibles, définies entre des surfaces concentriques. Ces dernières sont conformées de manière que le fluide s'attache de façon stable à l'une d'elles, privilégiant ainsi l'écoulenent dans l'une des directions. L'écoulement peut être commuté vers l'autre direction sous l'action 'une force extérieure faisant intervenir une faible énergie. L'écoulement dans la nouvelle direction étant instable, il a tendance à commuter spontanément vers la direction stable dès que ladite action a cessé.
Il existe également des oscillateurs à effet Coanda bistables, dans lesquels l'écoulement s'attache de façon stable aux deux surfaces de l'oscillateur. Dans ce cas, on doit faire intervenir une action extérieure à chaque alternance pour faire commuter l'écoulement d'une direction à l'autre.
On connaît encore des oscillateurs fluidiques qui fonctionnent selon le même principe qu'un sifflet, c'est- à-dire par le phénomène naturel de la vibration spontanée de l'air de part et d'autre d'une pièce rigide pointue ou se terminant par une arête.
La présente invention concerne l'application des oscillateurs fluidiques à l'irrigation d'outils rotatifs, et plus particulièrement d'outils de forage comportant une tête percée d'au moins deux canaux qui débouchent sur la surface de la tête de l'outil. Par le brevet FR-A-2 399 530 on connaît un outil de forage équipé d'une masse percutante montée mobile librement dans une enveloppe et d'un oscillateur fluidique qui entraîne ladite masse en mouvement vibratoire alterné. Toutefois, aucun système d'irrigation n'est prévu sur cet outil pour nettoyer ou refroidir les zones critiques de l'outil.
Le brevet US-A-3 405 770 concerne un outil de forage dans lequel on fait subir à un fluide un cycle de réductions de la pression au voisinage du trou de forage et simultanément des augmentations de la vitesse du fluide éjecté. Le fluide attaque la roche mais n'est pas utilisé pour nettoyer l'outil.
Le brevet US-A-3 630 689 concerne également un outil de forage comportant un oscillateur fluidique destiné à engendrer des fluctuations déphasées de la pression dans deux canaux. Ici aussi, les jets de fluide sont utilisés pour attaquer la roche mais nullement pour nettoyer l'outil.
On connaît encore par les brevets US-A-3 532 174 et 3 610 347 des outils de forage à percussion. Mais aucun moyen n'y est prévu pour effectuer le nettoyage de l'outil.
Le brevet FR-A-2 352 943 concerne un outil de forage dans lequel le fluide est envoyé sur la roche sous forme de deux jets puisés sous pression, en vue d'entraîner les déblais vers l'extérieur du puits.
On connaît enfin un système d'irrigation pour outil de forage, à travers un réseau de canaux percés dans l'outil, et aux sorties desquels sont montées des duses convenablement orientées pour projeter, soit directement soit indirectement, sur des parties choisies de l'outil, telles que les taillants, des jets continus de fluide capables d'arracher les particules de roche et de boue qui y adhèrent .
Toutefois, ce système d'irrigation garde une efficacité relative dans la mesure où, le débit total de fluide se partageant entre les duses, la puissance de chaque jet ne représente qu'une fraction de la puissance totale du fluide, de sorte que les jets individuels sont quelque fois trop faibles pour nettoyer l'outil complètement ou dans les zones critiques.
L'invention concerne un outil de forage pourvu d'un système d'irrigation exempt des inconvénients de la technique antérieure citée.
L'outil de forage selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend une tête de forage creuse dans laquelle est logé au moins un oscillateur fluidique comportant une tuyère d'accélération alimentée par un fluide d'irrigation, tel que des boues, et qui débouche dans une cavité dans laquelle est monté un élément diviseur pourvu d'une arête située légèrement en aval de la tuyère, ledit élément diviseur définissant dans ladite cavité deux passages vers lesquels le fluide est dirigé alternativement en jets puisés, lesdits passages communiquant respectivement avec deux séries de canaux débouchant sur la surface extérieure de la tête par une pluralité de sorties orientées avec des inclinaisons telles que les jets puisés de fluide qu'elles émettent soient dirigés vers les parties de la tête à nettoyer, à refroidir ou à lubrifier.
Un avantage du système d'irrigation selon l'invention réside dans le fait que l'écoulement de fluide est commuté d'un canal à l'autre un grand nombre de fois par seconde et qu'à chaque commutation, la totalité ou la quasi- totalité du débit passe dans le canal correspondant. Il en résulte qu'avec une même section utile de sortie, l'énergie d'impact obtenue avec le système selon l'invention sera double de celle obtenue avec les systèmes conventionnels où le débit total est partagé entre les sorties.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'il devient possible d'augmenter la section utile de sortie sans léser la qualité du nettoyage des zones choisies. De plus, des pulsions alternées émises à fréquence relativement élevée sont plus efficaces qu'un jet continu.
Avantageusement, sur les parois desdits passages sont formés respectivement deux épaulements à concavité tournée vers la tuyère, de manière que chacun d'eux puisse intercepter une partie du débit de fluide s'écoulant dans le passage correspondant et le renvoyer vers l'autre passage.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la tuyère d'accélération a une section. annulaire et l'élément diviseur est tubulaire avec une face extérieure tronconique s'évasant dans le sens de l'écoulement du fluide et une face intérieure tronconique se rétrécissant dans le sens de l'écoulement, lesdites faces définissant à l'extrémité supérieure de l'élément diviseur une arête circulaire de même diamètre que l'orifice de sortie de la tuyère et coaxiale avec celle-ci.
Dans une variante de réalisation plus simple, la tuyère a une fente de sortie rectiligne et l'élément diviseur est en forme de dièdre à arête rectiligne.
Le système d'irrigation selon l'invention permet le nettoyage des lames, des taillants, des diamants ou autres éléments de coupe d'outils diamants, des molettes, des dents ou des picots d'outils tricônes, etc....
Selon l'invention, on peut augmenter la fréquence des pulsions et provoquer des effets hydrauliques améliorant le lavage (jets croisés alternés, jets de fréquences différentes), en utilisant plusieurs oscillateurs fluidiques montés en cascade.
L'invention sera décrite à présent en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un outil de forage selon un premier mode de réalisation;
La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-
FEU-LLE DE REIVIPLACE-VIENT 11 de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en coupe suivant la lign III-III de la figure 1;
La figure 4 montre une vue en coupe axiale d'un outi de forage selon un second mode de réalisation;
La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V- de la figure 4;
La figure 6 montre schématiquement un montag d'oscillateur permettant d'obtenir deux jets alternés e un jet constant; et
La figure 7 représente schématiquement un systèm d'irrigation à trois oscillateurs fluidiques permettan d'augmenter la fréquence des jets alternés.
Sur les figures 1 à 3 on a désigné par 10 un outi rotatif de forage. Celui-ci comprend une portion tubulair
12 fixée à un élément d'entraînement non représenté, e une tête 14 présentant sur sa surface des élément d'attaque pouvant avoir une grande diversité de formes. L tête est percée d'une pluralité de canaux pour le passag d'un fluide d'irrigation, par exemple un canal central 1 parallèle à l'axe de l'outil et trois canaux latéraux 18 20, 22 répartis régulièrement autour du canal central. Ce canaux peuvent se ramifier au voisinage de leur extrémit de manière à déboucher par plusieurs groupes d'orifices d sortie 21 convenablement orientés pour qu'elles projetten des jets de fluide vers des parties choisies de l'outil qui nécessitent particulièrement d'être lavées refroidies ou lubrifiées. Les orifices de sortie peuven être munis de duses. Dans l'outil est inséré un oscillateur fluidique 2 formé de deux corps cylindriques superposés 19, 24. L corps supérieur 19 est pourvu d'une tuyère d'accélératio 26 de forme tubulaire, par laquelle le fluide arrive. L corps inférieur 24 est tubulaire, et comporte à sa parti supérieure un alésage cylindrique 28 de diamètr relativement grand suivi d'un alésage 30 de diamètre plu petit et qui se dilate dans le sens de l'écoulement. Ce deux alésages définissent entre eux un épaulemen annulaire 32 tourné vers la tuyère.
Dans l'alésage inférieur 30 du corps tubulaire est fixé coaxialement, par exemple au moyen de ponts de liaison non représentés sur la figure 1, un élément diviseur tubulaire 34 pourvu d'une face extérieure tronconique s'évasant dans le sens de l'écoulement et d'une face intérieure tronconique se rétrécissant dans le sens de l'écoulement. L'élément diviseur se termine à son extrémité supérieure par une arête circulaire 36 de diamètre égal à celui de l'orifice annulaire de sortie de la tuyère 26. Cette arête est coaxiale avec ledit orifice, légèrement en aval de lui, et se trouve au-dessus du niveau de l'épaulement 32.
Dans la cavité de l'élément diviseur 34 est monté coaxialement un noyau central 38 s'étendant sur toute la hauteur du corps inférieur 24. Ce noyau présente un épaulement annulaire interne 40 tourné vers la tuyère et se trouvant au même niveau que l'épaulement externe 32. Sous l'épaulement 40, le noyau a une forme tronconique, de même conicité que la surface extérieure de l'élément diviseur. Il résulte de cette géométrie que l'élément diviseur définit avec le noyau central un passage annulaire interne 42 et, avec le corps inférieur 24, un passage annulaire externe 44. Ces passages sont dimensionnés avec des diamètres choisis pour qu'ils débouchent respectivement dans le canal central 16 et les canaux latéraux 18, 20, 22.
On notera que l'on peut éliminer le noyau central 38 et former les épaulements 40 sur la paroi tronconique interne de l'élément diviseur 34.
Le fonctionnement du système des figures 1 à 3 est le suivant: la boue de forage est accélérée dans la tuyère 26 et débouche à grande vitesse dans une chambre de répartition 46 définie au-dessus des épaulements 32, 40. En raison du phénomène vibratoire expliqué précédemment, le débit de boue passe alternativement à l'intérieur de l'élément diviseur, par le passage interne 42, vers le canal central 16, puis à l'extérieur dudit élément, par le passage 44, vers les canaux latéraux 18, 20 et 22, et cela à une fréquence qui dépend de la vitesse de l'écoulement et de la géométrie de l'élément diviseur. Ce phénomène vibratoire est favorisé par la présence des épaulements annulaires 32, 40, étant donné qu'ils ont pour effet de renvoyer une partie du débit de fluide d'un passage à l'autre. Toutefois, le dispositif peut également fonctionner de façon satisfaisante même en l'absence de tout épaulement. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, l'oscillateur fluidique 23' comprend une tuyère 26' de section carrée ou rectangulaire, à fente de sortie rectiligne qui débouche dans une chambre de répartition 46' de forme diédrique, dont les parois présentent deux épaulements parallèles 32', 32". Dans cette cavité est monté un élément diviseur 34' en forme de dièdre à arête rectiligne 36' qui définit deux passages 42' et 44' communiquant respectivement avec les canaux 16, 18 de l'outil. Le fonctionnement de cet oscillateur est analogue à celui de la figure 1. Ici également les épaulements 32', 32" renvoient une partie du débit du fluide d'un passage à l'autre, favorisant ainsi le phénomène vibratoire.
On notera que l'on peut réaliser un oscillateur fluidique dont l'un des passages reçoit plus de fluide que l'autre, en décalant légèrement l'élément diviseur 34 ou 34' par rapport à l'axe de la tuyère. Dans ce cas, le débit dans le passage qui reçoit le plus de fluide n'est que partiellement basculé vers l'autre passage. Il en résulte que les duses reliées audit passage reçoivent un débit constant auquel s'ajoute un débit variable donnant naissance à des jets alternés.
Dans une forme de réalisation de l'invention, au lieu de monter un seul oscillateur dans l'outil, on peut mettre en place de façon amovible dans les orifices 21, respectivement plusieurs oscillateurs sous forme de duses orientées. On peut ainsi effectuer une irrigation alternée à flux multidirectionnel. Le système hydraulique représenté sur la figure 6 comprend un oscillateur fluidique 23 selon l'un des types présentés ci-dessus. L'oscillateur est alimenté en boue de forage par une conduite 48 et émet, à travers plusieurs canaux (par exemple deux canaux 16, 18), deux jets alternés et intermittents. Une partie du débit de boue de forage est prélevée en amont de l'oscillateur par un conduit 50 afin d'être dirigée, sur une zone qui nécessite une irrigation permanente. L'ensemble de tous ces éléments est intégré dans l'outil, lequel n'a pas été représenté par esprit de simplification.
On peut également réaliser un système d'irrigation comprenant plusieurs oscillateurs fluidiques montés en cascade. Par exemple, le système de la figure 7 comprend un premier oscillateur fluidique 232 ^u^- émet deux jets intermittents et alternés à travers deux canaux 52, 54, qui sont reliés respectivement à deux oscillateurs fluidiques 233, 23^. Chacun de ces jets est de ce fait transformé en deux jets de fréquence plus élevée, et qui sont émis par les canaux 56,58, pour l'oscillateur 233, et par les canaux 60, 62 pour l'oscillateur 23^. Si les trois oscillateurs sont identiques, on peut obtenir à la sortie des oscillateurs 233, 23^ des jets de fréquence double de celle des jets sortant de l'oscillateur 232» Ici aussi, l'ensemble des oscillateurs et des canaux est intégré à l'intérieur de l'outil.
Bien entendu, les canaux 56 à 62, ou certains parmi eux, peuvent alimenter à leur tour d'autres oscillateurs. On peut ainsi constituer un système d'irrigation à deux, trois ou plusieurs étages d'oscillateurs fournissant des jets intermittents de différentes fréquences.
Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisations décrits sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'élément diviseur de la figure 1 peut être tout simplement tubulaire sans présenter de conicités intérieure et extérieure. De même, l'élément diviseur de la figure 4 peut être constitué par une simple paroi, à faces parallèles ou sensiblement parallèles.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Outil de forage, à système d'irigation destiné à nettoyer, refroidir lubrifier des parties choisies de l'outil, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de forage creuse (14) dans laquelle est logée au moins un oscillateur fluidique (23;23') comportant une tuyère d'accélération (26;26') alimentée par ledit fluide et qui débouche dans une cavité (46;46') dans laquelle est monté un élément diviseur (34;34') pourvu d'une arête (36;36*) située légèrement en aval de la tuyère, ledit élément diviseur définissant dans ladite cavité deux passages (42,44;42' ,44') vers lesquels le fluide est dirigé alternativement en jets puisés, lesdits passages communiquant respectivement avec deux séries de canaux (16 à 22) débouchant sur la surface extérieure de la tête (14) par une pluralité d'orifices de sortie (21) orientés avec des inclinaisons telles que les jets puisés de fluide qu'ils émettent soient dirigés vers les parties choisies de la tête à nettoyer, à refroidir ou à lubrifier.
2.- Outil de forage selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans lesdits orifices de sortie (21) sont montées des duses orientées pour projeter des jets de fluide vers les parties de la tête à nettoyer.
3. Outil de forage selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur les parois desdits passages (42, 4;42' ,44') sont formés respectivement deux épaulements (32,40;32' ,32") à concavité tournée vers la tuyère, de manière que chacun d'eux puisse intercepter une partie du débit de fluide s'écoulant dans le passage correspondant et la renvoyer vers l'autre passage.
4.- Système d'irrigation selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la tuyère d'accélération (26) a une section annulaire et l'élément diviseur (34) est tubulaire avec une face extérieure tronconique s'évasant dans le sens de l'écoulement du fluide et une face intérieure tronconique se rétrécissant dans le sens de l'écoulement, l'élément diviseur se terminant légèrement en aval de l'orifice de la tuyère par une arête circulaire (36) de même diamètre que ledit orifice et coaxiale avec celui-ci, un noyau central (38) étant monté concentriquement à l'intérieur de l'élément diviseur (34) de façon à y définir un passage interne annulaire (42), les parois de la cavité (46) et du noyau (38) présentant respectivement un épaulement annulaire externe (32) et un épaulement annulaire interne (40) à concavités tournées vers la tuyère.
5.- Outil de forage selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément diviseur est tubulaire avec une paroi extérieure tronconique s'évasant vers l'aval et une paroi intérieure tronconique se rétrécissant vers l'aval, un épaulement annulaire interne et un épaulement annulaire externe étant respectivement formés sur la paroi tronconique intérieure de l'élément diviseur et sur la paroi de la cavité (46).
6.- Outil de forage selon l'une des revendication 1 et 3, caractérisé en ce que la tuyère (26') présente une fente de sortie rectiligne, et en ce que l'élément diviseur (34') est en forme de dièdre à arête rectiligne (36'), les parois de la cavité (46) comprenant respectivement deux épaulements (32',32") à concavités tournées vers la tuyère.
7.- Outil de forage selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément diviseur est constitué par un élément tubulaire dont les parois externe et interne ne présentent pas de concavité.
8.- Outil de forage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément diviseur est constitué par une cloison plate, à faces parallèles ou sensiblement parallèles.
9.- Outil de forage selon l'une des revendication 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément diviseur (34;34') est centré exactement sur l'axe de la tuyère (26,26') ou est légèrement décalé par rapport audit axe.
10.- Outil de forage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un oscillateur fluidique (23ι) qui émet au moins deux jets alternés et intermittents, une partie du débit de fluide étant prélevée en amont de l'oscillateur par un conduit (50) afin d'être dirigée sur une zone de l'outil qui nécessite une irrigation permanente.
11.- Outil de forage selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux étages d'oscillateurs montés en cascade et comprenant un premier oscillateur fluidique (232) qui émet deux jets intermittents et alternés à travers deux canaux (52,54), qui sont reliés respectivement aux entrées d'au moins deux autres oscillateurs fluidiques (233,23^), chacun de ces derniers émettant à son tour au moins deux jets de fluide de fréquence supérieure à celle des jets qui l'alimentent, ces jets ou certains parmi eux pouvant servir à leur tour pour alimenter un ou plusieurs autres oscillateurs fluidiques.
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