EP1085166A1 - Fleuret hélicoidal - Google Patents
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- 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
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
- E21B7/201—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means
Definitions
- the present invention relates to a drilling tool provided with a casing to make wells or excavations in the ground.
- FIG 1 there is shown schematically a drilling tool equipped with its casing. More specifically, there is shown the vertical mast 10 of the tool on which is guided in vertical translation the head 12 for rotating the auger 14 via the vertical axis 16. There is also shown a casing 18 connected to the mast 10 by connection elements 20, allowing the depression of the casing 18 as the well 22 is drilled.
- An object of the present invention is to provide a tool for drilling the auger type which includes a casing allowing to produce a displacement vertical of the ground extracted by the auger with respect to the casing equipping it.
- the drilling tool comprising a drilling auger assembly, means for rotating the assembly forming an auger and casing surrounding over part of its length the auger assembly, is characterized in that said casing comprises on at at least part of its length means to limit the speed of rotation of the ground extracted by the auger assembly near the internal face of said casing relative to the speed of rotation of said auger assembly, whereby the rotation of the auger assembly allows the vertical movement of the ground extracted inside said casing.
- the braking means are formed by an internal lining of the casing having a coefficient of high friction for the ground or by grooves on the internal face of the casing or more generally by any arrangement making it possible to slow down the rotation of the peripheral part of the extracted ground contained in the casing in relation to the speed of rotation of the auger itself, in particular by increasing the coefficient of friction of the internal face of the casing.
- the subject of the invention is also various improvements made to the auger itself in relation to the casing according to the invention.
- FIG. 2 we will describe the whole of a casing drilling tool according to the invention.
- the auger assembly 30 which is constituted in the example considered by a upper auger 32 and by a lower auger 34.
- the upper auger 32 is rotated by a hollow pin 36 cooperating with a rotation head 38.
- the lower auger 34 is rotated by a pin 40 which is engaged in the hollow axis 36 of the upper auger.
- the end of the axis 40 is driven in rotation by a head 42, the heads 38 and 42 being movable in translation on the mast not shown.
- the cylindrical casing 44 which surrounds at least the upper auger 32.
- This casing is integral with its upper end 44a of connection means not shown in detail 46 which allow the establishment of the casing 44 as the drilling progresses.
- the internal face 50 of the casing 44 comprises means, preferably mechanical, which limit the speed of rotation of the part of the ground extracted by the auger and which is driven in rotation by it. These means are suitable for braking the terrain at inside the casing with respect to its peripheral zone.
- a first embodiment of the braking means consist of a coating 52 produced on the face internal 50 of the casing using a material with a high coefficient of friction of the less compared to the ground extracted by the auger.
- FIG 4 there is shown a second embodiment in which the internal face 50 of the casing 44 is provided with grooves such as 54 which have a suitable depth. These grooves extend over at least one part of the height of the casing 44.
- FIG. 5 shows a third embodiment of the braking means. These consist of a helix hollowed out at its center 56 and which is integral with the internal wall 50 of the casing 44. This propeller which is fixed causes the desired braking effect when the auger 32 has a rotational movement.
- the propeller 56 is not integral casing 44 but that it can be animated by a different rotational movement of the auger 32's rotational movement. This also gives an effect of braking of the periphery of the ground extracted by the auger.
- the lower auger 44 has an external diameter D 2 which is at least equal to the external diameter D O of the casing 44. It is understood that this promotes the insertion of the casing into the borehole as and when it is made of it. On the other hand, it goes without saying that the diameter D 1 of the upper auger is less than the internal diameter of the casing 44.
- the rotation heads 38 and 42 can be ordered in such a way that the lower auger 34 and the auger upper 32 are rotated in opposite directions.
- the ground extracted by the lower auger 34 will be pumped laterally in the direction of the arrows F in the connection area between the two augers, that is to say at the lower end of the upper auger 32.
- the end lower 32a of the upper auger 32 protrudes from the lower end 44b of the casing with a length L which preferably corresponds to one pitch of the propeller constituting the upper auger 32.
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Abstract
L'invention concerne un outil de forage comportant un ensemble formant tarière (32, 34) de forage, des moyens de mise en rotation (38, 42) de l'ensemble formant tarière de forage et un tubage (44) entourant sur une partie de sa longueur l'ensemble formant tarière. Ledit tubage (44) comprend sur au moins une partie de sa longueur des moyens, de préférence disposés sur la partie interne (50) du tubage, pour limiter la vitesse de rotation du terrain extrait par l'ensemble formant tarière à proximité de la face interne dudit tubage par rapport à la vitesse de rotation dudit ensemble formant tarière, par quoi la rotation de l'ensemble formant tarière permet le déplacement vertical du terrain extrait à l'intérieur dudit tubage. <IMAGE>
Description
La présente invention a pour objet un outil de forage muni d'un tubage
pour réaliser des puits ou excavations dans le sol.
On sait que, lorsque l'on veut forer des puits dans le sol, on utilise le
plus souvent un outil de forage constitué par une tarière. Lorsque la nature du sol
dans laquelle on veut réaliser ce forage le nécessite, on équipe l'outil de forage
d'un tubage qui est mis en place dans le forage au fur et à mesure de la progression
de celui-ci. Le tubage est un tube cylindrique le plus souvent réalisé en acier.
L'intérêt de la mise en place de ce tubage à l'intérieur du forage est de permettre de
s'affranchir en cour de forage des inégalités et inhomogénéités du sol dans lequel
celui-ci est pratiqué, et surtout de faciliter la réalisation par injection de béton ou
de coulis, par exemple d'un pieu dans le puits ainsi obtenu.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un outil de forage
équipé de son tubage. Plus précisément, on a représenté le mât vertical 10 de
l'outil sur lequel est guidée en translation verticale la tête 12 de mise en rotation de
la tarière 14 par l'intermédiaire de l'axe vertical 16. On a représenté également un
tubage 18 relié au mât 10 par des éléments de connexion 20, permettant
l'enfoncement du tubage 18 au fur et à mesure du forage du puits 22.
Il s'avère, lorsque l'on utilise un tubage 18, qu'il n'est pas possible, à
l'aide de la tarière 14, de provoquer le déplacement vertical relatif par rapport au
sol 24 de la partie de celui-ci référencé 26 qui a été extrait ou foré par l'outil. En
effet, cette portion du terrain est entraínée en rotation par la tarière, en même
temps que celle-ci, ce qui ne produit donc aucun mouvement vertical relatif du
terrain extrait 26 par rapport au sol 24.
Or, il existe un certain nombre de situations dans lesquelles il est
nécessaire d'utiliser le tubage et on souhaiterait pouvoir entraíner le déplacement
relatif du sol extrait par la tarière par rapport au tubage, c'est-à-dire de permettre
un mouvement de déplacement de ce terrain extrait par rapport au tubage. C'est
notamment le cas lorsque l'on souhaite vider le tubage pendant la descente ou la
remontée de l'ensemble constitué par la tarière et le tubage. C'est également le cas
lorsque l'on veut pouvoir, dans le cas de forage dans des terrains durs, stocker les
déblais dans le tubage et vider ceux-ci au-dessus d'une benne à la fin de l'opération
de bétonnage du puits ainsi foré.
Un objet de la présente invention est de fournir un outil de forage du
type tarière qui comporte un tubage permettant de produire un déplacement
vertical du terrain extrait par la tarière par rapport au tubage équipant celle-ci.
Pour atteindre ce but selon l'invention, l'outil de forage comportant un
ensemble formant tarière de forage, des moyens de mise en rotation de l'ensemble
formant tarière de forage et un tubage entourant sur une partie de sa longueur
l'ensemble formant tarière, se caractérise en ce que ledit tubage comprend sur au
moins une partie de sa longueur des moyens pour limiter la vitesse de rotation du
terrain extrait par l'ensemble formant tarière à proximité de la face interne dudit
tubage par rapport à la vitesse de rotation dudit ensemble formant tarière, par quoi
la rotation de l'ensemble formant tarière permet le déplacement vertical du terrain
extrait à l'intérieur dudit tubage.
On comprend que, grâce à la présence de préférence sur la face interne
du tubage, des moyens de limitation de vitesse de rotation du terrain extrait à
proximité de la face interne du tubage, c'est-à-dire dans sa partie périphérique, la
rotation de la vis que constitue la tarière provoque par rapport au tubage un
déplacement en translation du terrain extrait dans le sens imposé par le sens de
rotation de la tarière.
Selon un mode préféré de mise en oeuvre, les moyens de freinage sont
constitués par un revêtement interne du tubage présentant un coefficient de
frottement élevé pour le terrain ou par des cannelures sur la face interne du tubage
ou plus généralement par toute disposition permettant de freiner la rotation de la
partie périphérique du terrain extrait contenu dans le tubage par rapport à la
vitesse de rotation de la tarière elle-même, notamment par augmentation du
coefficient de frottement de la face interne du tubage.
L'invention a également pour objet divers perfectionnements apportés
à la tarière elle-même en relation avec le tubage selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront
mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de
l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux
figures annexées sur lesquelles :
En se référent maintenant à la figure 2, on va décrire l'ensemble d'un
outil de forage à tubage conforme à l'invention. Sur cette figure, on a représenté
l'ensemble formant tarière 30 qui est constitué dans l'exemple considéré par une
tarière supérieure 32 et par une tarière inférieure 34. La tarière supérieure 32 est
mise en rotation par un axe creux 36 coopérant avec une tête de mise en rotation
38. La tarière inférieure 34 est mise en rotation par un axe 40 qui est engagé dans
l'axe creux 36 de la tarière supérieure. L'extrémité de l'axe 40 est entraínée en
rotation par une tête 42, les têtes 38 et 42 étant mobiles en translation sur le mât
non représenté.
Sur cette figure, on a également fait apparaítre le tubage cylindrique
44 qui entoure au moins la tarière supérieure 32. Ce tubage est solidaire à son
extrémité supérieure 44a de moyens de connexion non représentés en détail 46 qui
permettent la mise en place du tubage 44 au fur et à mesure du forage. Selon une
caractéristique essentielle de l'invention, la face interne 50 du tubage 44 comporte
des moyens, de préférence à action mécanique, qui permettent de limiter la vitesse
de rotation de la partie du terrain extrait par la tarière et qui est entraínée en
rotation par celle-ci. Ces moyens sont aptes à réaliser un freinage du terrain à
l'intérieur du tubage en ce qui concerne sa zone périphérique. Comme on l'a déjà
expliqué du fait du freinage de la partie périphérique du terrain entourant la tarière
32, la rotation de cette tarière permet effectivement de provoquer le déplacement
en translation verticale par rapport au tubage de ce terrain selon une direction qui
est imposée par le sens de rotation de la tarière.
Sur la figure 3, on a représenté un premier mode de réalisation des
moyens de freinage. Ils sont constitués par un revêtement 52 réalisé sur la face
interne 50 du tubage à l'aide d'un matériau à fort coefficient de frottement du
moins par rapport au terrain extrait par la tarière.
Sur la figure 4, on a représenté un deuxième mode de mise en oeuvre
dans lequel la face interne 50 du tubage 44 est munie de cannelures telles que 54
qui ont une profondeur convenable. Ces cannelures s'étendent sur au moins une
partie de la hauteur du tubage 44.
Sur la figure 5, on a représenté un troisième mode de réalisation des
moyens de freinage. Ceux-ci sont constitués par une hélice évidée en son centre 56
et qui est solidaire de la paroi interne 50 du tubage 44. Cette hélice qui est fixe
provoque l'effet de freinage souhaité lorsque la tarière 32 est animée d'un
mouvement de rotation.
En variante, on pourrait envisager que l'hélice 56 ne soit pas solidaire
du tubage 44 mais qu'elle puisse être animée d'un mouvement de rotation différent
du mouvement de rotation de la tarière 32. On obtient ainsi également un effet de
freinage de la périphérie du terrain extrait par la tarière.
En se référent maintenant à nouveau à la figure 2, on va décrire des
caractéristiques préférées de la tarière utilisée en liaison avec le tubage 44
conforme à l'invention. De préférence, la tarière inférieure 44 présente un
diamètre externe D2 qui est au moins égal au diamètre externe DO du tubage 44.
On comprend qu'ainsi on favorise l'enfoncement du tubage dans le forage au fur et
à mesure de la réalisation de celui-ci. En revanche, il va de soi que le diamètre D1
de la tarière supérieure est inférieur au diamètre interne du tubage 44.
De préférence également, les têtes de mise en rotation 38 et 42
peuvent être commandées de telle manière que la tarière inférieure 34 et la tarière
supérieure 32 soient animées de mouvements de rotation en sens inverse. On
comprend que si la tarière inférieure 34 est animée d'un mouvement de rotation de
vissage dans le sol, et si la tarière supérieure 32 est animée d'un mouvement de
rotation de dévissage dans le sol, le terrain extrait par la tarière inférieure 34 sera
refoulé latéralement selon le sens des flèches F dans la zone de raccordement entre
les deux tarières, c'est-à-dire à l'extrémité inférieure de la tarière supérieure 32.
Pour permettre la réalisation de ce phénomène, de préférence, l'extrémité
inférieure 32a de la tarière supérieure 32 fait saillie hors de l'extrémité inférieure
44b du tubage d'une longueur L qui correspond, de préférence, à un pas de l'hélice
constituant la tarière supérieure 32. Ainsi on peut obtenir l'éjection latérale
effective du terrain extrait. Cette procédure permet de compacter et de renforcer,
lorsque cela est nécessaire, la paroi du forage avant la mise en place du tubage
dans la zone correspondante.
Claims (10)
- Outil de forage comportant un ensemble formant tarière de forage, des moyens de mise en rotation de l'ensemble formant tarière de forage et un tubage entourant sur une partie de sa longueur l'ensemble formant tarière, caractérisé en ce que ledit tubage comprend sur au moins une partie de sa longueur des moyens pour limiter la vitesse de rotation du terrain extrait par l'ensemble formant tarière à proximité de la face interne dudit tubage par rapport à la vitesse de rotation dudit ensemble formant tarière, par quoi la rotation de l'ensemble formant tarière permet le déplacement vertical du terrain extrait à l'intérieur dudit tubage.
- Outil de forage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de la vitesse de rotation agissent mécaniquement.
- Outil de forage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de la vitesse consistent en un revêtement interne dudit tubage apte à produire un coefficient de frottement.
- Outil de forage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de la vitesse comprennent une hélice ayant le même axe que l'ensemble formant tarière, disposée entre la périphérie de l'ensemble formant tarière et ledit tubage, et fixé ou entraínée en rotation dans le sens inverse du sens de rotation de l'ensemble formant tarière.
- Outil de forage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de limitation de la vitesse comprennent des aspérités sur la face interne dudit tubage.
- Outil de forage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de vitesse comprennent des cannelures réalisées sur la face interne dudit tubage.
- Outil de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit ensemble formant tarière comprend une première tarière supérieure dont l'extrémité inférieure est disposée en dessous de l'extrémité inférieure dudit tubage d'une longueur L et une deuxième tarière, de même axe que la première et disposée en dessous de la première, et en ce que les moyens de mise en rotation comprennent des premiers moyens de mise en rotation de la première tarière et des deuxièmes moyens de mise en rotation de la deuxième tarière.
- Outil de forage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite longueur L est au moins égale à un pas de l'hélice formée par la première tarière.
- Outil de forage selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le diamètre externe de la deuxième tarière est sensiblement égal au diamètre externe du tubage.
- Outil de forage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdits premiers et deuxièmes moyens de mise en rotation des première et deuxième tarières sont aptes à provoquer la rotation des deux tarières dans des sens opposés.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911505A FR2798420B1 (fr) | 1999-09-15 | 1999-09-15 | Outil de forage muni d'un tubage |
| FR9911505 | 1999-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1085166A1 true EP1085166A1 (fr) | 2001-03-21 |
Family
ID=9549846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP00402300A Withdrawn EP1085166A1 (fr) | 1999-09-15 | 2000-08-17 | Fleuret hélicoidal |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1085166A1 (fr) |
| FR (1) | FR2798420B1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1905945A1 (fr) * | 2006-09-22 | 2008-04-02 | BAUER Maschinen GmbH | Tarière pour excaver un puits dans le sol |
| EP2011958A1 (fr) * | 2007-07-06 | 2009-01-07 | BAUER Maschinen GmbH | Tarière |
| EP2339107A3 (fr) * | 2009-12-22 | 2011-08-17 | Fredi Stury | Appareil de forage doté d'une vis de forage télescopique, pièce d'adaptateur et procédé de forage pour la réalisation de forages |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0311363A2 (fr) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Kawasaki Steel Corporation | Pieu creux en acier, méthode de fabrication et méthode pour enfoncer un pieu |
| EP0699823A1 (fr) * | 1993-05-14 | 1996-03-06 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Dispositif de commande de decharge de terre pour machine de propulsion d'un tube de petit diametre |
-
1999
- 1999-09-15 FR FR9911505A patent/FR2798420B1/fr not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-08-17 EP EP00402300A patent/EP1085166A1/fr not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2798420B1 (fr) | 2001-12-14 |
| FR2798420A1 (fr) | 2001-03-16 |
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