FR2482181A1 - Procede et dispositif de forage fonctionnant par percussion-rotation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DESCRIPTIF DE FORAGE D'UN TROU DANS UN SOL. CE PROCEDE EST DU TYPE DANS LEQUEL ON COMMUNIQUE A UNE TETE DE FORAGE 1 UN MOUVEMENT DE ROTATION AUTOUR DE SON AXE ET ON LA SOUMET A DES PERCUSSIONS PERIODIQUES AU MOYEN D'UN FRAPPEUR 5; LE PROCEDE CONSISTE A AMENER LA TETE DE FORAGE A SUBIR A CHAQUE CONTACT AVEC UN SOL DUR S UN MOUVEMENT DE REFLEXION VERS LE HAUT ET GRACE A L'ENERGIE DE CE MOUVEMENT A RENVOYER LADITE TETE VERS LE BAS PAR REFLEXION OPPOSEE SUR UNE MASSE DE RENVOI 4. LE PROCEDE CONFORME A L'INVENTION PERMET D'EFFECTUER DES FORAGES EN SOL DUR AVEC UNE MEILLEURE UTILISATION DE L'ENERGIE.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FORAGE
L'invention concerne un procédé et un dispositif de forage d'un trou dans un sol Elle vise un procédé et un dispositif, du type dit "marteau fond de trou" dans lequel on soumet une tête de forage a' la fois à un mouvement de rotation autour de son axe et à un mouvement de va et vient par des percussions successives sur celle-ci.

Les marteaux fond de trou actuellement connus pour réaliser des forages comprennent essentiellement un corps relié à une machine tournante en vue être entrainé en rotation, un frappeur guidé dans ce corps et mu par de l'air comprimé dans un mouvement de va et vient et une tête de forage disposée à la base du corps et soumise aux percus- sions du frappeur en vue d'attaquer le sol par la combinai- son d'un mouvement de rotation et de-chocs verticaux sur celui-ci e
Les dispositifs connus de ce type sont adaptés pour travailler en terrain dur et possèdent l'incon vénient essentiel de présenter un faible rendement énergéta que : le rapport du travail effectiff produit au niveau de la tête de forage à la consommation énergétique qu'ils impli- quent, est en général faible ; ce faible rendement se traduit par une consommation importante d'air comprimé pour mouvoir le frappeur.

Les recherches entreprises depuis de nombreuses années n'ont pas permis de supprimer ce défaut et il est actuellement admis que le forage d'un trou d'environ 300 mm de diamètre dans un sol dur implique une consommation d'air de l'ordre de 12 à 20 m3 à la minute, sous des pres- sions d'alimentation comprises entre 6 et 14 bars.

En outre aux vitesses de rotation habituelles de la tête de forage (de l'ordre de 60 tours/minute), la force de pénétration exercée en sol dur sur ces dispositifs classiques doit être relativement faible (au maximum quelques centaines de kg.f) sous peine de coincement de la tête de forage dans le sol ; cette servitude réduit notablement les vitesses d'avancement qu'il est possible d'atteindre avec ces dispositifs.

Par ailleurs les marteaux fond de trou actuellement connus n'ont pas un caractère universel et sont spécialisés pour un travail en terrain dur ; ces marteaux sont très mal adaptés pour travailler en sol mou (terres).

Ceci constitue un grave inconvénient en pratique, non seulement en raison de la multiplication des équipements nécessaires mais encore en raison des pertes de temps importantes que cela entraine pour exécuter des forages en terrain non homogène comportant des couches dures et des couches tendres.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients sus-évoqués.

L'objectif essentiel de l'invention est d'indiquer un procédé de forage autorisant une meilleure utilisation de l'énergie pour des forages en sol dur.

Un autre objectif est de fournir un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui soit capable de travailler sur des sols de nature différente.

Pour faciliter la description, on a supposé dans la suite que le dispositif se trouvait en position verticale, les termes, bas, haut, supérieur, inférieur se réfèrant à cette position ; bien entendu le travail peut s'effectuer dans des conditions différentes (dispositif incliné ...) sans sortir du cadre de l'invention, la terminologie pouvant être aisément transposée.

Le procédé de forage visé par l'invention est du type dans lequel on applique une tête de forage contre le sol, on communique à ladite tête un mouvement de rotation autour de son axe et on soumet simultanément cette tête à des percussions périodiques vers le bas au moyen d'un frappeur ; selon la présente invention, d'une part, on utilise une tête de forage apte à subir, à chaque contact avec un sol dur, un mouvement de réflexion vers le haut par réaction sur ce sol, d'autre part, grâce à l'énergie de ce mouvement vers le haut, on renvoie ladite tête vers le bas suivant un mouvement de réflexion opposé par réaction de ladite tête sur une masse de renvoi ayant une inertie élevée par rapport à celle de la tête, la fréquence des percussions du frappeur étant adaptée pour permettre, entre deux percussions successives, l'obtention d'au moins une réflexion sur ladite masse.

Le renvoi de la tête de forage vers le bas peut être engendré, au cours de la remontée de la tête, par choc d'une face supérieure de réaction prévue sur ladite tête sur une face inférieure de réaction prévue en regard sur la masse de renvoi ; cette masse de renvoi est réalisée de façon à posséder une résistance mécanique élevée la ren- dant apte à supporter les chocs de la tête sans déformation notable et à présenter un poids élevé par rapport à celui de la tête de forage.

Le procédé conforme à l'invention est, de préférence, mis en oeuvre au moyen d'un dispositif ayant un corps adapté pour faire fonction de masse de renvoi t de façon classique ce dispositif est du type comprenant un corps creux de forme générale cylindrique, des moyens d'accouple ment dudit corps sur une machine tournante situés en partie haute de ce corps, une tête de forage équipée de taillants et agencée b la base du corps pour pouvoir coulisser par rap port à celui-ci selon un mouvement de va et vient, un frap- peur mobile situé à l'intérieur du corps au-dessus de la tête et guiddspour pouvoir percuter celle-ci, des moyens d'alimentation et de distribution de gaz comprimé en vue de mouvoir le frappeur, et des moyens d'échappement du gaz après action sur le frappeur, débouchant au niveau des taillants de la tête de forage 9 selon la présente invention le corps est réalisé de façon à posséder un poids élevé par rapport à celui de la tête de forage et une résistance mécanique élevée le rendant apte à supporter les chocs de ladite tête sans déformation notable t ce corps comprend a' sa base une face de réaction orientée vers le bas cependant que la tête de forage comprend, d'une part une face de réaction orientée vers le haut et située en regard de la face de réaction du corps, d'autre part, une face de percussion supérieure située en regard du frappeur, ledit frappeur étant guidé dans le corps de façon à présenter un mouvement d'amplitude supérieure à celle du mouvement de la tête en vue de venir hors de portée de celle-ci en positions hautes.

En particulier, selon un mode de réalisation préféré, le corps peut comprendre une enveloppe tubu laire externe et une enveloppe interne, solidarisées l'une à l'autre et renforcées à leur base par une pièce pesante pourvue de la face de réaction sus-évoquée,-le centre de gravité dudit corps étant décalé vers le bas par rapport au point milieu de sa hauteur.

Les expérimentations ont montré que le procédé et le dispositif de l'invention permettaient une amélioration considérable du rendement énergétique lors de forage en sol dur. Par exemple, le forage de trous de diamètre de l'ordre de 280 mm en sol dur peut être effectué avec une consommation de l'ordre de 5 m3/mn avec une pression d'alimentation de l'ordre de 6 bars. De telles performances sont remarquables par rapport à celles des dispositifs classiques et présentent même un caractère tout à fait inattendu pour l'homme du métier spécialiste de ce type de technique.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés, lesquels présentent, d'une part, des schémas explicatifs illustrant le procédé, d'autre part, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention ; sur ces dessins qui font partie intégranite de la présente description : :
les figures 1, 2, 3 et 4 illustrent des phases du procédé se déroulant entre deux percussions successives,
. la figure 5 est un diagramme donnant la vitesse de la tête de forage au cours des différentes phases,
. la figure 6 est une vue partielle en perspective avec arraché, d'un dispositif de mise en oeuvre,
. la figure 7 est une vue de ce dispositif, en demicoupe et en demi-vue en élévation,
. la figure 8 est une vue de détail, en coupe axiale et demi-vue en élévation, de la tête de forage dudit dispositif,
et la figure 9 est une vue frontale de cette tête.

Sur les schémas explicatifs des figures 1, 2, 3 et 4, on a représenté une tête de forage 1 dotée d'un taillant central et de quatre taillants latéraux tels que 2, un corps creux 4, un frappeur 5 contenu dans le corps et un organe 6 de distribution d'air comprimé arrivant par la partie supérieure du corps (cet organe classique en luimême comprend des clapets de distribution et des canaux de passage du gaz, non représentés)
Le corps 4 est réalisé de façon à être rigide, indéformable, et notablement plus pesant que la tête 1, en vue d'être apte à jouer le rôle de masse de renvoi à l'égard de la tête 1 ; à cet effet, il est renforcé à sa base et forme une face de réaction 4a sensiblement horizontale et orientée vers le bas.

De façon classique la partie supérieure du corps est munie d'un joint tournant pour assurer 1Dalien- tation de l'air comprimé et d'une bride d'accouplement sur une machine tournante permettant de l'entraîner en rotation dans le procédé de l'invention, cette vitesse peut être plus faible que dans les procédés classiques et être de l'ordre de 15 à 30 tours/minute, ce qui, à énergie de rotation égale, permet de disposer d'un couple plus élevé au niveau de la tête.

La tête de forage 1 est guidée à l'extrég mité du corps 4 pour pouvoir se déplacer verticalement sur une faible course (environ 5 cm) ; en cours de travail, on observe que cette tête se déplace selon un mouvement de va et vient de type vibratoire de très faible amplitude (généralement inférieure à 1 cm). La tête 1 comporte une face de réaction le sensiblement horizontale, orientée vers le haut et située en regard de la face de réaction 4a du corps g elle comporte également une face de percussion lb orientée vers le haut et située en regard du frappeur 5.

La tête de forage l et ses taillants 2 et 3 forment un ensemble rigide, apte à subir une réflexion au contact d'une surface dure, sans perte énergétique notable par des déformations non élastiques internes A cet effet la tête 1 peut être réalisée par usinage dans la masse à partir d'un acier du type 35 CD 4 9 ce type d'acier qui a subi une trempe particulière (étagée) donne en pratique d'excellents résultats : la tête présente une dureté optimale pour les réflexions sans risque de rupture et sans usure anormale.

Le frappeur 5 est de façon classique formé par un piston 5a et par une tige percutante 5b séparés par un épaulement 5c ; à sa partie basse, la tige Sb comprend une face de percussion par laquelle ie frappeur est appelé à venir frapper la face lb de la tête de forage. Ce frappeur est guidé dans le corps 4 de façon à se déplacer selon un mouvement vertical d'amplitude plus grande que celle du mouvement de la tête 1 (par exemple de l'ordre de 10 à 15 cm) il peut ainsi venir frapper la tête en fin de course basse ou se disposer horde portée de celle-ci en positions hautes.

De façon classique l'organe de distribution 6 délivre l'air comprimé soit au dessus du frappeur vers une chambre supérieure CI lorsque ledit frappeur est situé au dessus d'un niveau prédéterminé, soit vers une chambre inférieure C2 située au dessous de l'épaulement 5c le frappeur est ainsi soumis de façon connue en soi à un mouvement de va et vient se décomposant en une descente rapide avec accumulation d'énergie cinétique et une remontée plus lente après percussion. Pendant la remontée, l'air peut s'échapper à travers des canaux qui traversent la tête de forage et qui débouchent au niveau des taillants.

La figure 1 schématise le dispositif au début de la descente du frappeur, l'air comprimé étant délivré vers la chambre C1.

Le sol schématisé en S est supposé être constitué par une roche dure.

Le corps 4 accouplé à la machine tournante est entrainé en rotation par celle-ci à une vitesse de l'ordre de 20 t/mn ; cette machine tournante permet également d'appliquer sur ce corps une force de pénétration verticale supérieure à plusieurs milliers -de kg.f.

Pour la réalisation de trous de diamètre approximativement compris entre 200 et 350 mm, d'excellentes conditions de fonctionnement sont obtenues en réalisant le dispositif avec les paramètres suivants
frappeur 5 de poids approximativement compris entre 4 et 6 kg.f,
tête de forage 1 de poids approximativement compris entre 8 et 15 g.f,
corps de poids au moins six fois plus grand que celui de la tête de forage, compris en particulier entre lGO et 180 kg.f, la base du corps au voisinage de la face de réaction 4a étant de densité plus grande (parinité de hauteur) de façon à décaler le centre de gravité vers le bas,
pression d'alimentation de l'air comprimé : 6 bars,
. organe de distribution adapté pour engendrer une fréquence de percussion du frappeur approximativement comprise entre 500 et 900 coups/minute.

La figure 2 schématise la phase de percussion du frappeur 5 sur la tête de forage 1 ; cette der- nière emmaga be de l'énergie dont une partie sert à réaliser le travail d'entaillage du sol et dont l'autre partie se retrouve, après réflexion de la tête de forage sur le sol S, sous forme d'énergie cinétique au cours du mouvement inverse de la tête. Ce mouvement vers le haut est de très faible amplitude puisque la force de pénétration appliquée sur le corps tend à déplacer constamment celui-ci vers le base
Après réflexion sur le sol, à la fin du mouvement de remontée (fig. 3), la tête de forage 4 vient heurter par sa face de réaction la la face de réaction 4a du corps.Le corps étant rigide, indéformable et de grande inertie par rapport à la tête, cette dernière est réfléchie vers le bas avec peu de perte en énergie cinétique de sorte qu'elle est apte, en arrivant contre le sol, à réaliser un nouveau travail d'entaillage de celui-ci (fige 4) et ce, en l'absence de percussion du frappeur qui se trouve hors de portée au dessus de la tête.

Une autre réflexion sur le sol peut se produire de puissance moindre, le processus se reproduisant ainsi jusqu'à ce qu'une nouvelle percussion du frappeur s'accomplisse.

La frequence des réfléxions de la tête de forage et, donc, le temps d'un mouvement aller-retour de cette tête entre le sol et la face de réaction 4a dépendent de la nature du sol et de se dureté ; par voie de conséquence le nombre de réflexions qui se réalise entre deux percussions dépend essentiellement de cette nature de sol.Toutefois, le période entre deux percussions successives en l'exemple pour
re fréquence comrise encre SC te 92C cC!j1S/mn, de l'ordre de 6 à 12 centièmes de secondej est de curée notablement plus élevée que le temps d'un mouvcment aller-retour de la tête de serte qu'entre deux percussions successives, il se rrodit plusieurs réflexions successives (au moins une sur le sol et une sur le corps) ; pendant ces réflexions, le frappeur se trouve en cours de remontée, hors de portée au-dessus de la tête.

On a représenté à la figure 5 un exemple de diagramme des vitesses de la tête de forage dans le cas d'un terrain dur conditionnant l'obtention de deux réflexions sur le sol et de deux réflexions sur le corps.

La nouvelle percussion du frappeur est de préférence mise en oeuvre lorsque l'énergie cinétique de la tête de forage est devenue nulle ou très faible. On utilise ainsi au mieux de l'énergie fournie par chaque réflexion, cependant que l'on réduit considérablement les risques de pertes énergiques provenant d'interférences entre les mouvements de remontée de la tête et les percussions du frappeur.

I1 est important de noter que le dispositif est constamment appliqué contre le sol de sorte que les mouvements de la tête sont des mouvements vibratoires de faibles amplitudes (la face de réaction 4a du corps étant déplacée vers le sol au fur et à mesure de l'attaque de celui-ci).

Le procédé de l'invention conditionne une utilisation beaucoup plus complète de l'énergie communiquée au frappeur, par rapport aux procédés classiques où la tête ne subit aucune réflexion sur le corps. En outre, avec le procédé de l'invention, on observe des vibrations très atténuées au niveau de la partie supérieure du corps, alors que ces vibrations sont beaucoup plus puissamment ressenties dans les dispositifs classiques ; cet effet très favorable s'explique vraisemblablement par le fait que, dans les dispositifs classiques, le corps se déforme considéra-blement dans e sens longitudinal à chaque remontée de la tête, alors que dans ltinvention, l'énergie de ladite tête est simplement réfléchie.

Par ailleurs, entre deux percuSsions successives du frappeur, les chocs successifs de puissance décroissante de la tête de forage sur le sol réalisent une entaille en forme d'escalier qui réduit considérablement les risques de coincement de la tête : cette entaille beaucoup plus ouverte qu'une entaille réalisée par un choc unique permet à la tête de mordre plus facilement le sol au cours de se rotation. Cet effet favorable est d'autant plus marqué que le sol est plus dur (nombre de réflexions plus élevé), ce qui coincide avec les cas ot les risques de coincement sont les plus grands dans les dispositifs connus.

Ainsi, dans les conditions sus-évoquées, pour une vitesse de rotation comprise entre 15 et 30 t/mn, on observe que le couple de rotation développé par les machines tournantes courantes (de l'ordre de 800 kg.m) est suffisant pour éviter tout coincement même en terrain très dur, alors que la force de pénétration exercée par la machine est comprise entre environ 1500 et 6000 kg.f.

Dans ces conditions, non seulement la consommation d'air comprimé se trouve réduite mais encore la vitesse de forage du dispositif peut être accrue de façon notable par rapport aux dispositifs classiques.

Les figures 6, 7, 8 et 9 représentent un mode de réalisation de dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé de l'invention et, de plus, à pouvoir travailler dans de bonnes conditions en terrain tendre ; on a repris sur ces figures les mêmes références que dans les figures précédentes pour désigner les mêmes éléments.

On retrouve en 4 le corps qui est essentiellement constitué par une enveloppe tubulaire externe 4b et par une enveloppe interne 4c, solidarisées l'une à l'autre en partie haute par une bride 4d et en partie basse par une pièce pesante de renfort 4e (en fait, cette pièce estccons tituée de plusieurs éléments solidarisés entre eux)
A sa base la pièce pesante 4e forme la face de réaction 4a déjà évoquée.

Ont été schématisés à la figure 7, en partie haute du corps 4, en 7 la bride d'accouplement à la machine tournante (classique en elle-même) et en 8 le joint tournant pour l'alimentation en air comprimé. Ce joint est associé à un clapet d'alimentation à ressort, permettant d'ouvrir l'alimentation en cas de pression exercée vers le bas sur la bride 7 et de fermer celle-ci dans le cas contraire.

L'enveloppe interne 4c conduit l'air comprimé vers l'organe de distribution 6. Cette enveloppe contient le frappeur 5 qui est guidé par un élément tubulaire intérieur, solidaire du corps.

Par ailleurs, la tête de forage 1 est formée par un coulisseau Ic de forme aplatie, guidé à la base du corps par une extension 4f de celui-ci délimitant un logement de forme appropriée. Ce coulisseau Ic est surmonté par un talon central pourvu supérieurement de la face de percussion lb sus-évoquée ; de part et d'autre de ce talon, ledit coulisseau Ic présente deux chants sensiblement horizontaux qui forment la face de réaction la déjà décrite.

En partie basse, le coulisseau est équipé d'un taillant central 2a et de quatre taillants latéraux 2b, 2c, 2d et 2e. On aperçoit plus en détail ces taillants aux figures 8 et 9c
Le taillant central 2a de dimensions plus importantes est vissé dans le coulisseau, cependant que les taillants latéraux sont clavetés dans des logements dudit coulisseau conformément à l'agencement représenté.

Ces taillants sont, de préférence, du type dit "simple burin" comportant une arête de coupe unique ayant un profil légèrement arrondi. Ils sont disposés de façon que leurs surfaces annulaires de travail au cours de la rotation de la tête se recouvrent et couvrent la totalité de la surface du corps avec un léger débordement pour l'expul- sion des sédiments.

De tels taillants définissent des surfaces de coupe de faibles dimensions par rapport à la surface totale couverte, ce qui, en sol dur, augmente notablement l'efficacité des chocs.

Par ailleurs les moyens d'échappement de l'air comprimé comprennent des canaux tels que 9 qui débouchent à la base du coulisseau îc par des orifices d'échu pement s'ouvrant à la base des taillants. En l'exemple de la figure 9, ces orifices sont au nombre ae quatre : deux, 9a et 9b, situés à proximité des taillants latéraux et deux, 9c et 9d, situés à proximité du taillant central
Ces orifices débouchent sur une surface (formée par la face inférieure ld du coulisseau) qui présente une projection sensiblement linéaire sur le plan de symétrie P de la tête, contenant l'axe de rotation et passant à proximité des taillants Ainsi, au cours de la rotation, dans un forage en terre molle, cette terre n'a que peu tendance à pénétrer dans ces orifices puisque la vitesse relative terre/orifice est parallèle au plan de l'orifice.

La face inférieure Id du coulisseau peut en particulier être formée, au voisinage du taillant central par une partie plane horizontale et par deux -parties planes légèrement inclinées situées de part et d'autre de cette partie centrale et se projetant suivant des droites sur le plan P.

Les orifices 9a et 9b situés au voisinage des taillants latéraux sont plus éloignés de l'axe de rotation et ont donc une vitesse circonférentielle plus élevée au cours de la rotation ; pour réduire encore les risques de voir ces orifices se boucher en terrain mou, ceux-ci sont agencés entre les taillants latéraux, chacun à l'arrière de l'un de ces taillants par rapport au sens de rotation de la tête, de façon à être masqué par ce taillant pendant la rotation.

Ainsi l'orifice 9a est masqué par le taillant 2d et l'orifice 9b par le taillant 2c (Fig. 9).

On obtient ainsi un échappement d'air comprimé assurant parfaitement la fonction d'évacuation des sédiments, sans risque de colmatage.

Notons que les taillants sont de préférence inclinés dans le sens de la rotation d'un angle X d'environ 10 comme le montre la figure 9 ; ils sont également inclinés, dans un plan perpendiculaire, d'un engle 8
Far rapport à l'axe de rotation, de l'ordre de 15 les taillants latéraux extrêmes 2b et 2e débordant par rapport à la tête de forage comme le montre la figure 8 pour constituer un passage pour les sédiments.

Ce @ébordement peut être prévu de sorte que le diamètre du trou foré D (par exemple 280 mm) soit approximativement compris entre 1,10 d et 1,15 d, d étant la iarsveur de ia tête dans le plan de asymétrie P (par exemple 250 mm).

On obtient ainsi un dispositif qui est apte à travailler en terrain dur avec un rendement énergétique élevé (consommation de l'ordre de 5 m3 sous 6 bars) et qui est également capable de travailler en terrain tendre ou mou dans d'excellentes conditions.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes dela description précédente mais en comprend toutes les variantes.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1/ - Procédé de forage d'un trou dans un sol, du type dans lequel on applique une tête de forage contre le sol, on communique à ladite téte de forage un mou vement de rotation autour de son axe, et on soumet simulta- dément cette tgte à des percussions périodiques vers le bas au moyen d'un frappeur, ledit procédé étant caractérisé en.

2/ - Procédé de forage selon la revendication 1, caractérisé an ce que le renvoi de 18 téta de fo- rage (1) vers le bas est engendré par choc dune face su.pé- riaure de réaction (1a) prévue sur ladite texte sur une face inférieure de réaction (4a) prévue en regard sur la masse de renvoi (4), ladite masse de renvoi étant réalisée de façon à posséder une résistance mécanique élevée la rendant apte à supporter les chocs de la tête sons déformation notable et présentant un poids élevé par rapport à celui de la tête de forage.

ce qu'on utilise une tue de forage (1) apte à subir, à cha- que contact avec un sol dur (S), un mouvement de réflexion vers le haut par réaction sur ce sol, et en ce que, grâce à l'énergie de ce mouvement vers le haut, on renvoie ladite tête (1) vers le bas suivant un mouvement de réflexion opposé par réaction de ladite tête sur une masse de renvoi (4) ayant une inertie élevée par rapport à celle de la tEte (1), le fréquence des percussions du frappeur (5) étant adaptée pour permettre, entre deux percussions successives, l'obtention d'su moins une réflexion sur ladite masse0

3/ - Procédé de forage selon le revendi- cation 2, caractérisé en ce dugon réalise la masse de renvoi (4) de sorte que son poids soit au moins six fois plus grand que celui de la tête de forage (1).

4/ - Procédé de forage selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la fréquence des percussions du frappeur (5) est ajustée de façon que la- période entre deux percussions successives soit de durée notablement plus élevée que le temps d'un mouvement aller- retour de la. tête de forage (1) entre le sol (S) et la masse de renvoi (4), de sorte qu'entre deux percussions successives, puissent se produire plusieurs réflexions successives de puissance décroissante, la percussion du frappeur (5) ayant lieu lorsque la tête de forage (1) possède une faible énergie cinétique.

5/ - Procédé de forage selon l'une des re vendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel énergie de percus

sion du frappeur (5) est communiquée à ce dernier par un fluide sous pression agissant vers le bas sur ce frappeur,

caractérisé en ce que, après chaque percussion du frappeur

(5) sur la tête de forage (1), on amène la fluide à agir

sur le frappeur en sens opposé de façon à remonter ledit frappeur et à le mettre hors de portée de la tête de forage

jusqu'à la percussion suivante.

6/ - Procédé de forage selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce que la vitesse de rotation de la tête de forage (1) est réglée

approximativement entre 15 t/mn et 30 t/mn et la fréquence

de percussion ajustée dens une plage comprise entre 500 et 900 coups/mn, une force de pénétration comprise entre 1500

et 6000 kg.f étant appliquée sur la tête (1) en direction

du sol.

7/ - Dispositif de forage pour la mise en

oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2,

3, 4, 5 ou 6, du type comprenant un corps creux (4) de

forme générale cylindrique, des moyens d'accouplement (7)

dudit corps sur une machine tournante situés en partie haute

de ce corps, une tête de forage (1) équipée de taillants

(2) et agencée à la base du corps pour pouvoir coulisser

par rapport à celui-ci selon un mouvement de va et vient, un

frappeur mobile (5) situé à l'intérieur du corps au-dessus

de la tête et guidé pour pouvoir percuter celle-ci, des moyens d'alimentation (8) et de distribution (6) de gaz com

primé en vue de mouvoir le frappeur, et des moyens d'échap-

pement (9) du gaz après action sur le frappeur, débouchant au niveau des taillants (2) de la tête de forage, ledit dispo

sitif étant caractérisé en ce que le corps (4) est adapté pour

constituer une masse de renvoi de la tête de forage (1) et est /d pn/ réalise'a~posteer un poids élevé par rapport à celui de la tête de forage et une résistance mécanique élevée le rendant apte-à supporter les chocs de la tSte de forage sans déformation notable, ledit corps (4) comprenant à sa bese une face de réaction (4a) orientée vers le bas cependant que la texte de forage (1) comprend,d'une part, une face de réaction (la) orientée vers le haut et située en regard de la face de réaction du corps, d'autre part, une face de percussion supérieure (lb) située en regard du frappeur (5), ledit frappeur étant guidé dans le corps de façon à présenter un mouvement d'amplitude supérieure à celle du mouvement de la tête en vue de venir hors de portée de celle-ci en positions hautes.

8/ - Dispositif de forage salon la reven dication 7, caractérisé en ce que le corps (4) comprend une enveloppe tubulaire externe (4b) et une enveloppe interne (4a) solidarisées l'une à l'autre et renforcées à leur base pa.r une pièce pesante (4e) pourvue de la. fa-ce de réaction (4a) sus-évoguée, le centre de gravité dudit corps étant décelé vers le bas par rapport au point milieu de sa hauteur.

9/ - Dispositif de forage selon 11 une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la tête de tête de forage (1) comprend un coulisseau (tic) de forme aplatie, guidé à la base du corps dans un logement de forme conjuguée, ce coulisseau (1c) étant surmonté par un talon central pourvu supérieurement de le face de percussion -(lb) sus-évoquée, ledit coulisseau présentant, de part et d'autre de ce talon central, deux chants sensiblement horizontaux qui formant la face de réaction (la) sus-évoquée.

10/ - Dispositif de forage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tête de forage (1) est équipée, en partie basse du coulisseau (1c) sus-évoqué, d'un taillant central (2a) et de quatre taillants latéraux (2b, 2c, 2d, 2e), définissant des surfaces de coupe destinées à venir en contact avec le sol, surfaces de faibles dimensions par rapport à la surface totale couverte au cours de la rotation de la tête de forage.

11/ - Dispositif de forage selon la reven- diction 10 cepable-de travailler aussi bien sur des sols durs que sur des sols mous, caractérisé en ce que les moyens d'échappeme de gaz (a) débouchent à la base du coulisseau (1c) de la tête de forage par des orifices (9a, 9b, 9c, 9d) s'ouvrant sur une surfac1 gi présente une projection sensiblement linéaire sur le plan de symétrie (P) de la tête contenant l'axe de rotation et passant à proximité des taillants, un orifice (9o, 9b) étant ssocié de part et d'autre de l'axe de rotation, aux taillants latéraux et disposé entre ces taillants à l'arrière de l'un d'eux (2d, 2c) par rapport au sens de rotation de façon à être masqué par ledit taillant pendant la rotation de la tête de forage.

12/ - Dispositif de forage selon l'une des revendications 7, 8, 9, 10 ou 11 pbur la réalisation de trous de diamètre approximativement compris entre 200 et 350 mm caractérisé en ce que le corps (4) présente un poids approximativement compris entre 100 et 180 kg.f, la tête de forage (1) un poids approximativement compris entre 8 kg.f et 15 kg.f et le frappeur (5) un poids approximativement compris entre 4 kg.f et 6 kg.f, les moyens d'alimentation (8) et de distribution (6) de gaz comprimé étant adaptés pour engendrer une fréquence de percussion du frappeur approximativement comprise entre 500 et 900 coups/minute.