FR2513693A1 - Sea bed boring cutter - has jib of two sliding masts and boring head with instantaneous coupling and uncoupling - Google Patents

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FR2513693A1 FR8118506A FR8118506A FR2513693A1 FR 2513693 A1 FR2513693 A1 FR 2513693A1 FR 8118506 A FR8118506 A FR 8118506A FR 8118506 A FR8118506 A FR 8118506A FR 2513693 A1 FR2513693 A1 FR 2513693A1
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Abstract

The boring cutter has a telescopic jib formed of an outer fixed mast (7) and a sliding one (8) inside it. A lifting and boring actuator (10) connects the bottom of the cutter mast and the top of the inner mast. A mobile boring head (20,21) is guided along the outer mast and transmission parts connect the top of the inner mast and the boring head. There is instantaneous coupling and uncoupling of the transmission and the top of the inner mast carries pulleys (14b) for a lifting cable.

Description

Machine de forage polyvalente
La présente invention concerne une machine de forage polyvalente utilisable aussi bien - dans les domaines de la recherche d'eau, de la recherche minière par prelèvement de sediments (sondages economiques), dé la géothermie et de la sismologie ; - que dans le domaine dé la recherche de minerai avec une grande precision d'interpretation nécessitant un carottage continu ou partiel des zones geologiques à identifier en vue de leur exploitation future.
Multipurpose drilling machine
The present invention relates to a versatile drilling machine usable as well - in the fields of water research, mining research by sediment sampling (economic surveys), geothermal and seismology; - that in the field of mineral research with great precision of interpretation requiring continuous or partial coring of the geological zones to be identified with a view to their future exploitation.

Jusqu'a ce jour, il etait indispensable de mettre en oeuvre deux machines très differentes l'une de l'autre, pour opérer dans les deux categories de travaux ci-dessus. En effet - dans le premier cas, il etait necessaire de disposer d'une machine équipée d'une tête de forage travaillant de O à 100 tours/minute avec un couple de 1.000 à 1.500 m/kg, de telles machines devant être dotées d'une puissance de relevage de 15 à 45 tonnes, necessaire pour remonter le train de tiges dont le poids peut atteindre de 10 à 30 tonnes pour oeuvrer à des profondeurs allant jusqu'à 1.500 mètres ; une telle puissance étant absolument indispensable pour relever ledit train de tiges et avoir la marge de securite souhaitable pour passer les zones de coincement possible ; - par contre, pour la seconde categorie de travaux, la tête de forage doit pouvoir atteindre une vitesse de rotation de 500 à 1.000 t/m-avec un couple de 100 à 120 m/kg et il est essentiel que l'on puisse procéder à des remontées rapides et très puissantes des trains de tiges lorsqu'on effectue des carottages lors desquels il est parfois nécessaire de remonter l'outil (diamant ou autre) pourcause de deteriora- tion, celui-ci se trouvant quelquefois d dés profondeurs très importantes allant de 200 à 1.500 metres.Until now, it was essential to use two very different machines from one another, to operate in the two categories of work above. Indeed - in the first case, it was necessary to have a machine equipped with a drilling head working from 0 to 100 revolutions / minute with a torque of 1,000 to 1,500 m / kg, such machines having to be equipped with 'a lifting power of 15 to 45 tonnes, necessary to raise the drill string, the weight of which can reach from 10 to 30 tonnes to work at depths up to 1,500 meters; such power being absolutely essential for raising said drill string and having the desirable safety margin to pass possible jamming zones; - on the other hand, for the second category of work, the drilling head must be able to reach a rotation speed of 500 to 1,000 rpm - with a torque of 100 to 120 m / kg and it is essential that we can proceed to rapid and very powerful ascent of the drill string when coring is carried out during which it is sometimes necessary to wind the tool (diamond or other) due to deterioration, the latter sometimes being very deep ranging from 200 to 1,500 meters.

Pour l'exécution des deux categories de travaux susmentionnes, il est connu d'employer deux machines différentes -ayant une structure de base commune comprenant : une fleche telescopique constituée par un mat extérieur fixe et un mât mobile monté avec une aptitude de glissement à l'intérieur de ce dernier, un puissant vérin reliant la partie inférieure du mat exterieur à la partie supérieure du mat interieur, une tête de rotation mobile et guidée le long du mat exterieur et des moyens de traction de ladite tête de rotation dont les déplacements ascendants ou descendants résultent de l'allongement ou de la rétraction, respectivement, du mat interieur mobile (brevet allemand N" 1.159.880), sous l'effet dudit vérin.For the execution of the two categories of work mentioned above, it is known to use two different machines - having a common basic structure comprising: a telescopic boom constituted by a fixed external mast and a movable mast mounted with a sliding ability to the inside the latter, a powerful jack connecting the lower part of the external mast to the upper part of the internal mast, a movable and guided rotation head along the external mast and means of traction of said rotation head whose upward movements or descendants result from the elongation or retraction, respectively, of the movable interior mast (German patent N "1,159,880), under the effect of said jack.

Ces machines permettent la remonté du train de tiges, mais à un rythme trop lent dans l-es conditions actuelles d'exploitation, de sorte que l'on est conduit à installer des trépieds auxiliaires de grandes dimensions equipes de treuils pour accélérer la remontee des trains de tiges, surtout lorsqu'on procède à des carottages.These machines allow the ascent of the drill string, but at a too slow rate under current operating conditions, so that one is led to install large auxiliary tripods equipped with winches to accelerate the ascent of the drill string, especially when core drilling is carried out.

D'autre part, les moyens de traction de la tete de rotatipn le long de la flèche télescopique sont constitues par des chaînes ou par des câbles, ce qui, dans le domaine des travaux de carottage, ne permet pas un entraînement de ladite tête avec la precision indispensable d'approche particulière à ces travaux, compte tenu des relâchement de la tension desdits câbles ou chafnes.On the other hand, the means of traction of the rotatipn head along the telescopic boom are constituted by chains or by cables, which, in the field of core drilling work, does not allow a drive of said head with the essential precision of a particular approach to these works, taking into account the relaxation of the tension of said cables or chains.

La présente invention a pour objet une machine de forage polyvalente apte à être utilisée pour les deux categories de travaux susmentionnes de sondage et de carottage et permettant une remontée rapide ét tres puissante du train de tiges.The present invention relates to a versatile drilling machine capable of being used for the two aforementioned categories of drilling and coring work and allowing a very powerful rapid rise of the drill string.

La machine de forage selon l'invention comprend des moyens d'accouple- ment et de dêsassemblage instrntanes des organes de transmission assurant la liaison de la tête de forage et du mât interieur mobile dont le sommet est équipe d'une ou plusieurs poulies sur lesquelles peut s'enrouler un câble fixe à un élément fixe de ladite machine, de sorte qu'apres effacement latéral de ladite tête de forage et libération desdits organes de transmission, ledit mât intérieur mobile désaccouplé puisse être utilise comme un bras de levage permettant la remontée rapide du train de tiges, à l'aide dudit câble.The drilling machine according to the invention comprises coupling means and instrumental disassembly of the transmission members ensuring the connection of the drilling head and the movable interior mast, the top of which is equipped with one or more pulleys on which can wind a fixed cable to a fixed element of said machine, so that after lateral erasure of said drilling head and release of said transmission members, said uncoupled movable inner mast can be used as a lifting arm allowing the ascent rapid drill string, using said cable.

Selon une autre caracteristique, les organes de transmission reliant la tête de forage et la partie superieure du mat interieur mobile de la flèche telescopique, comprennent deux bras lateraux de fonçage et de relevage montes avec une aptitude de glissement le long du mât extérieur et fixés, par leurs extremites opposees,dune part audit chariot de ladite tête de forage et, d'autre part, à ladite partie superieure du mât mobile.According to another characteristic, the transmission members connecting the drilling head and the upper part of the movable interior mast of the telescopic boom, comprise two lateral jacking and lifting arms mounted with a sliding capacity along the external mast and fixed, by their opposite ends, on the one hand to said carriage of said drilling head and, on the other hand, to said upper part of the movable mast.

Selon une autre caracteristique, les moyens permettant l'accouplement et le désaccouplement du chariot portant la tête de rotation et de la partie superieure du mât intérieur mobile, comprennent deux vérins à double effet portes par ladite partie superieure et dont les tiges mobiles sont susceptibles d'occuper deux positions, soit une première position emergente d'accouplement suivant laquelle elles sont engagées dans des perçages menages à la partie superieure des bras de fonçage et de relevage, et une deuxième position retractee de désaccouplement selon laquelle elles sont retirees desdits perçages.According to another characteristic, the means allowing the coupling and uncoupling of the carriage carrying the rotation head and the upper part of the movable inner mast, comprise two double-acting cylinders carried by said upper part and whose movable rods are capable of occupy two positions, either a first emerging coupling position in which they are engaged in holes drilled at the upper part of the driving and lifting arms, and a second retracted uncoupling position in which they are withdrawn from said holes.

La machine dotée des caracteristiques precitees presente de nombreux avantages - pourvue d'une tête de forage hydraulique adéquate, elle permet d'effectuer deux Sortes de travaux qui, jusqu a present , necessitaient deux-appareils totalement differents l'un de l'autre et, dans le cas des opérations de carottage, l'utilisation d'un materiel auxiliaire de remontée du train de tiges ;; - elle est simple, puissante, peu onéreuse, polyvalente et peut être utilisée par une main-d'oeuvre relativement peu-specialisee - elle peut être instantanement convertie en appareil de levage permettant une remontee rapide et tres puissante du train de tiges - l'entraînement de la tête de rotation, aussi bien lors du fonçage que du relevage, s'effectue en reîation directe avec le verin principal, ce qui confère à ces mouvements la souplesse indispensable d'approche que nécessitent les travaux de carottage - sa relative légèreté autorise son installation sur des véhicules tous terrains légers et de gabarit reduit.The machine with the aforementioned characteristics has many advantages - provided with an adequate hydraulic drilling head, it makes it possible to carry out two kinds of work which, until now, required two completely different equipment from one another and , in the case of core drilling operations, the use of auxiliary equipment for lifting the drill string; - it is simple, powerful, inexpensive, versatile and can be used by relatively unskilled labor - it can be instantly converted into a lifting device allowing a rapid and very powerful ascent of the drill string - the drive of the rotation head, both during driving and lifting, is carried out in direct connection with the main cylinder, which gives these movements the essential flexibility of approach required by core drilling - its relative lightness allows its installation on light all-terrain vehicles and of reduced size.

Ces buts > caractéristiques et avantages, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue de face simplifiee de la machine polyvalente selon l'invention illustrée en situation de forage (sans le train de tiges) et dont la flèche est representee dans son état rétracte suivant lequel la tête de rotation occupe une position basse.
These objects> characteristics and advantages, and others still, will emerge more clearly from the description which follows and from the appended drawings in which
Figure 1 is a simplified front view of the multi-purpose machine according to the invention illustrated in a drilling situation (without the drill string) and whose arrow is shown in its retracted state according to which the rotation head occupies a low position.

La figure 2 est une vue de côté de la figure 1, la machine de forage étant représentée montée sur un camion automobile dont seule la partie arriere porteuse est illustré. Figure 2 is a side view of Figure 1, the drilling machine being shown mounted on a motor truck of which only the rear carrier portion is illustrated.

La figure 3 est une vue-de face échelle plus réduite, de ladite machine dont la flèche est représentée en position d'allongement maximum.Figure 3 is a smaller scale front view of said machine whose arrow is shown in the maximum elongation position.

La figure 4 est une vue de côte de la figure 3.FIG. 4 is a side view of FIG. 3.

a figure 5 est une vue analogue å la figure 3 et représentant la machine en position de remontee du train de tiges, la tête de rotation etant en position "effacée". Figure 5 is a view similar to Figure 3 and showing the machine in the ascent position of the drill string, the rotation head being in the "cleared" position.

La figure 6 est une vue de coté de la figure 5.FIG. 6 is a side view of FIG. 5.

La figure 7 est une vue de face et en coupe axiale de la partie superieure de la flèche de la machine représentée en position rétractée et en situation de forage.Figure 7 is a front view and in axial section of the upper part of the boom of the machine shown in the retracted position and in the drilling situation.

La figure 8 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne 8 - 8 de la figure 7.FIG. 8 is a plan view and in section along line 8 - 8 in FIG. 7.

La figure 9 est une vue de cotez avec coupe partielle, de la partie inférieure de la machine > latête de forage se trouvant en position basse.Figure 9 is a side view with partial section, of the lower part of the machine> the drilling head being in the low position.

La figure 10 est une vue en plan et en coupe, à plus grande échelle, suivant la ligne lu - 10 de la figure 9, le tracé en traits interrompus illustrant la position "effacé" du bâti portant la tête de rotation.Figure 10 is a plan view and section, on a larger scale, along the line read - 10 of Figure 9, the line drawn in broken lines illustrating the "erased" position of the frame carrying the rotation head.

On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple de realisation avantageux de la machine de forage polyvalente selon l'invention.Reference is made to said drawings to describe an advantageous embodiment of the multipurpose drilling machine according to the invention.

Cette machine est plus particulièrement destinée à l'exécution de forages, sondages ou carottages pouvant atteindre de grandes profondeurs, c'est-adire a travailler suivant une direction verticale. Pour cette raison, sontemployees, dans la suite du present expose, des expressions telles que "partie inférieure", "partie supérieure", "base" "sommet", "mât", etc... Il est cependant évident qu'il ne s'agit pas d'expressions limi- statives, la machine suivant l'invention pouvant, si necessaire, travailler dans des directions inclinées, voire horizontales, comme on le comprendra aisément.This machine is more particularly intended for the execution of drillings, soundings or cores being able to reach great depths, that is to say to work in a vertical direction. For this reason, expressions such as "lower part", "upper part", "base" "top", "mast", etc. are used in the remainder of this description. It is however obvious that it does not these are not limiting expressions, the machine according to the invention can, if necessary, work in inclined or even horizontal directions, as will be readily understood.

La machine revendiquee comporte un montant-support 1 avantageusement constitué par une robuste poutre metallique tubulaire, de section quadrilaterale, par exemple rectangulaire.The claimed machine comprises a support upright 1 advantageously constituted by a robust tubular metal beam, of quadrilateral section, for example rectangular.

La base de ce montant-support est pourvue d'un vérin 2 formant pied permettant l'appui de la machine sur le sol. The base of this support upright is provided with a jack 2 forming a foot allowing the support of the machine on the ground.

Comme indique précédemment, cette derniere peut être montée sur un camion automobile 3 et, dans ce cas, le montant-support est articulé, à l'aide de tous moyens appropries, d'une part, dans sa partie inférieure, sur des flasques 3a rigidement solidaires du châssis du camion et, d'autre part, dans sa partie supérieure, à l'extrémité de la tige de deux verins de positionnement 4 articules par l'extrémité postérieure de leur corps, sur ledit châssis. Ces verins permettent de placer la machine en position verticale de travail, ou en position inclinée de transport ou de garage.As indicated previously, the latter can be mounted on an automobile truck 3 and, in this case, the support upright is articulated, using all appropriate means, on the one hand, in its lower part, on flanges 3a rigidly integral with the chassis of the truck and, on the other hand, in its upper part, at the end of the rod of two positioning jacks 4 articulated by the rear end of their body, on said chassis. These jacks allow the machine to be placed in a vertical working position, or in an inclined transport or garage position.

Au voisinage de sa base, le montant-support 1 est rigidement solidaire de la table de rotation 5 laquelle comporte, communement, un orifice pour le passage et le centrage de la tige de forage ou du train de tiges.In the vicinity of its base, the support upright 1 is rigidly secured to the rotation table 5 which commonly comprises an orifice for the passage and the centering of the drill pipe or the drill string.

D'autre part, ledit montant-support porte, à son sommet, une plaque 6 de maintien et de guidage, rigidement fixee par soudure ou autrement sur ce dernier.On the other hand, said support upright carries, at its top, a plate 6 for holding and guiding, rigidly fixed by welding or otherwise on the latter.

La machine comporte une flèche telescopique comprenant un mat extérieur fixe 7 et un mât mobile 8 monte avec une aptitude de coulissement à l'intérieur dudit mât extérieur.The machine comprises a telescopic boom comprising a fixed external mast 7 and a movable mast 8 mounted with a sliding capacity inside said external mast.

Les mâts extérieur 7 et intérieur 8 sont, de manière intéressante, constitués par des poutres metalliques tubulaires, de section quadrilatérale, de préférence rectangulaire, et présentant la robustesse necessaire. The exterior 7 and interior 8 masts are, advantageously, constituted by tubular metal beams, of quadrilateral section, preferably rectangular, and having the necessary robustness.

Le mât exterieur 7 est rigidement solidaire, au voisinage de sa base, de la table de rotation 5 qui présente, par exemple, une ouverture pour le passage de l'extremite inferieure dudit mât extérieur dont la partie superieure traverse une ouverture ménagée dans la plaque de maintien et de guidage 6 solidaire du montant-support i. The outer mast 7 is rigidly integral, in the vicinity of its base, with the rotation table 5 which has, for example, an opening for the passage of the lower end of said outer mast whose upper part passes through an opening formed in the plate holding and guiding 6 secured to the support upright i.

Dans l'extremite inférieure du mdt exterieur 7, est fixée, au moyen d'un axe 9 ou autrement, l'extrémité postérieure du corps lOb d'un verin hydraulique 10 de forte puissance, logé a l'intérieur du mat intérieur 8 et dont la tige lOa est assujettie, au moyen d'un axe il ou autrement, à la partie supérieure de ce dernier, ledit axe reposant, par exemple, dans des coussinets 12 dónt est pourvue5 interieurement, ladite partie supérieure.In the lower end of the exterior mast 7, is fixed, by means of an axis 9 or otherwise, the rear end of the body 10b of a high-power hydraulic cylinder 10, housed inside the interior mast 8 and the rod 10a of which is fixed, by means of an axis il or otherwise, to the upper part of the latter, said axis resting, for example, in bearings 12 dónt is provided internally, said upper part.

Le mât interieur 8 a une longueur à peine inferieure à celle du mât extérieur 7 et la longueur du verin de fonçage et de relevage 10 reliant la base dudit mât extérieur à la partie supérieure dudit mat intérieur est telle que ce dernier emerge à la partie supérieure du mât extérieur, sur une hauteur d'une vingtaine de centimètres environ lorsque ledit verin est en position retractee (figures 1, 2 et 7). D'autre part, la hauteur ou longueur des mâts extérieur -7 et interieur 8 peut être déterminée en fonction de la nature des travaux auxquels est destinee la machine et de la longueur des elements de tige de sondage que l'on souhaite utiliser.The internal mast 8 has a length barely less than that of the external mast 7 and the length of the jacking and lifting cylinder 10 connecting the base of said external mast to the upper part of said internal mast is such that the latter emerges from the upper part of the outer mast, over a height of about twenty centimeters when said cylinder is in the retracted position (Figures 1, 2 and 7). On the other hand, the height or length of the exterior -7 and interior 8 masts can be determined according to the nature of the work for which the machine is intended and the length of the sounding rod elements that it is desired to use.

Sur le sommet du mât intérieur 8 est rigidement fixée par exemple par soudure, une plaque-support 13 sur laquelle sont installees deux poulies 14a - 14b.On the top of the inner mast 8 is rigidly fixed, for example by welding, a support plate 13 on which two pulleys 14a - 14b are installed.

Cette plaque-support est avantageusement réalisée en deux parties, soit un élément périphérique 13a constitué par une tole de forte epaisseur et entourant le sommet du mât interieur sur lequel elle est soude, et un element central 13b d'epaisseur moins importante reposant sur ledit sommet et fixe sur ledit élément périphérique, par exemple par vissage.This support plate is advantageously made in two parts, that is to say a peripheral element 13a constituted by a very thick sheet and surrounding the top of the interior mast on which it is welded, and a central element 13b of lesser thickness resting on said top and fixed to said peripheral element, for example by screwing.

La partie superieure du mât interieur mobile porte deux vérins d'accou pliement 15 disposes en alignement, de manière opposé. Ces verins sont places transversalement, leur axe etant perpendiculaire à l'axe du verin principal 10 assurant les mouvements d'allongement et de traction de la flèche de la machine. Les corps 15a desdits vérins sont fixes, par exemple par vissage, sur les côtes de l'extrémité supérieure du mât interieur qui présentent des ouvertures pour le passage desdits corps de verins lesquels sont, par ailleurs, logés dans des pièces de soutien 16a, 16b rigidement fixés å l'intérieur de ladite extrémité superieure. The upper part of the movable interior mast carries two folding cylinders 15 arranged in alignment, in an opposite manner. These jacks are placed transversely, their axis being perpendicular to the axis of the main jack 10 ensuring the elongation and traction movements of the boom of the machine. The bodies 15a of said cylinders are fixed, for example by screwing, on the ribs of the upper end of the inner mast which have openings for the passage of said cylinder bodies which are, moreover, housed in support parts 16a, 16b rigidly fixed inside said upper end.

Les-verins d'accouplement 15 sont des vérins hydrauliques à double effet, et ils fonctionnent de manière parfaitement synchronisée, grâce a un système de distribution approprie dont on a seulement représente figure 10) les conduites verticales télescopiques d'alimentation 17a -17b lesquelles sont disposees de part et d'autre du vérin 10. Le tube exterieur fixe 17c desdites conduites est, par exemple, soude sur le corps dudit vérin, tandis que le tube intérieur 17d mobile connecté aux vérins 15 suit les mouvements de l'élément mobile de la flèche télescopique. The coupling cylinders 15 are double-acting hydraulic cylinders, and they operate in perfectly synchronized manner, thanks to an appropriate distribution system of which only FIG. 10 is shown) the telescopic vertical supply lines 17a -17b which are arranged on either side of the jack 10. The fixed outer tube 17c of said conduits is, for example, welded to the body of said jack, while the movable inner tube 17d connected to the jacks 15 follows the movements of the movable member the telescopic boom.

En position d'allongement, la tige 15b de chaque vérin d'a-ccouplement, est engagé dans une ouverture circulaire 18a que présente l'extrémité supérieure d'un bras de traction et de fonçage 18 fixe, par son extrémité opposee, au chariot 19 portant la tête de rotation 21 et le moteur hydraulique 20 d'entraînement de cette dernière.In the elongated position, the rod 15b of each actuating cylinder, is engaged in a circular opening 18a which has the upper end of a traction and driving arm 18 fixed, by its opposite end, to the carriage 19 carrying the rotation head 21 and the hydraulic motor 20 for driving the latter.

Lorsque le vérin 10 est en position de rétraction (figures l, 2 et 7), les tiges 15b des verins-d'accouplement 16 sont placees au-dessus de l'extrémité supérieure du mât exterieur 7.When the jack 10 is in the retraction position (FIGS. 1, 2 and 7), the rods 15b of the coupling jacks 16 are placed above the upper end of the outer mast 7.

Les bras 18 sont disposes longitudinalement de chaque côté du mat exterieur 7 et ils sont montes avec une aptitude de glissement le long dudit mat. Ils sont guides et maintenus dans des ouvertures laterales 6a de forme complémentaire dont est pourvue la plaque 6, ces ouvertures etant dimensionnees pour que lesdits bras puissent coulisser facilement, avec un jeu minimum.The arms 18 are arranged longitudinally on each side of the outer mat 7 and they are mounted with a sliding ability along said mat. They are guided and held in lateral openings 6a of complementary shape with which the plate 6 is provided, these openings being dimensioned so that said arms can slide easily, with minimum clearance.

Les axes des bras 18, des mâts exterieur (7) et intérieur (8) de la flèche télescopique, et du vérin 10, sont disposes dans le même plan
P-P, comme le montre la figure 8.
The axes of the arms 18, the exterior (7) and interior (8) masts of the telescopic boom, and of the jack 10, are arranged in the same plane.
PP, as shown in Figure 8.

Afin d'éviter que les tiges 15b des vérins d'accouplement 15 ne soient soumises à des efforts de torsion trop importants, dans la position d'entraînement des bras18, elles sont egalement engagees dans des plaques verticales de traction'22 disposees sur le côte exterieur desdits bras et qui presentent une ouverture 22a pour le passage de ladite tige. Ces plaques de traction ont, par exemple, une forme en T et sont solidaires, chacune, par leur partie superieure, d'une corniere 23 reposant sur l'élément peripherique 13a de la plaque-support 13 sur lequel elle est fixee par soudure ou autrement.Lesdites plaques de traction traversent des ouvertures laterales l3c ménagées dans ladite plaque-support, et sont disposés dans des plans verticaux passant à l'exterieur des plans verticaux dans lesquels sont compris les bras 18. In order to prevent the rods 15b of the coupling cylinders 15 from being subjected to excessive torsional forces, in the arm drive position 18, they are also engaged in vertical traction plates 22 arranged on the side outside of said arms and which have an opening 22a for the passage of said rod. These traction plates have, for example, a T shape and are integral, each, by their upper part, with an angle 23 resting on the peripheral element 13a of the support plate 13 on which it is fixed by welding or Otherwise, said traction plates pass through lateral openings 13c formed in said support plate, and are arranged in vertical planes passing outside the vertical planes in which the arms 18 are included.

Dans un but de parfait ajustage, les bras 18 peuvent être exécutés en deux portions rigidement-assemblees par vissage ou autrement, soit une premiere portion haute 18b de grande longueur constituee par une robuste poutre métallique de section rectangulaire, allant de l'extrémité supérieure jusqu'a proximite du chariot 19 supportant la tête de rotation 21, et une seconde portion basse 18c de faible longueur constitue par une barre métallique assujettie, par son-extremite inferieure, audit chariot (figure 9).For the purpose of perfect adjustment, the arms 18 can be executed in two rigidly-assembled portions by screwing or otherwise, either a first high portion 18b of great length constituted by a robust metal beam of rectangular section, going from the upper end to 'near the carriage 19 supporting the rotation head 21, and a second lower portion 18c of short length constituted by a metal bar secured, by its lower end, to said carriage (Figure 9).

Les bras de traction et de fonçage 18 sont fixes, par exemple au moyen de mise24, sur les faces laterales du chariot 19. Ce. dernier est équipé, de façon classique, de galetas 26 et26 favorisant son coulissement le long du mât exterieur 7 de la fleche télescopique.The traction and driving arms 18 are fixed, for example by means of mise24, on the lateral faces of the carriage 19. This. the latter is fitted, in a conventional manner, with galetas 26 and 26 favoring its sliding along the outer mast 7 of the telescopic boom.

Le bats 27 portant la tête de rotation 21 et son moteur hydraulique 20 d'entraînement, est fixé, de manière connue, au moyen d'une articulation 28, sur'un des côtes du chariot 19, de façon à permettre l'effacement latéral de l'ensemble de la tête de forage.D'autre part, le chariot 19 et le bâti 27 sont pourvus de moyens complémentaires permettant l'immobilisation de ce dernier en position de forage, par exemple au moyen d'une broche de verrouillage 29,
A sa partie superieure, le montant-support 1 est équipe d'un dispositif d'attache 30 permettant l'enroulement et le déroulement d'un câble de levage 31 fixe, de manière reglable, par l'une de ses extrémites, audit dispositif, et dont l'extrémité libre peut être dotée, à- demeure ou de manière amovible, d'un dispositif de jonction 32 connu en soi et permettant un assemblage et un desassemblage rapides aux elements ou allonges du train de tiges.
The bats 27 carrying the rotation head 21 and its hydraulic drive motor 20, is fixed, in known manner, by means of a hinge 28, on one of the sides of the carriage 19, so as to allow lateral erasure of the entire drilling head. On the other hand, the carriage 19 and the frame 27 are provided with complementary means allowing the immobilization of the latter in the drilling position, for example by means of a locking pin 29 ,
At its upper part, the support upright 1 is equipped with a fastening device 30 allowing the winding and unwinding of a lifting cable 31 fixed, in an adjustable manner, by one of its ends, to said device , and the free end of which can be permanently or removably provided with a joining device 32 known per se and allowing rapid assembly and disassembly to the elements or extensions of the drill string.

Le dispositif d'attache 30 peut être constitué par un treuil ou par un vérin télescopique.The attachment device 30 can be constituted by a winch or by a telescopic jack.

On conçoit bien le fonctionnement de la machine de forage qui vient d'être decrite.It is well understood the operation of the drilling machine which has just been described.

En-position de forage, les tiges 15b des verins d'accouplement 15 sont sorties et engagees dans les ouvertures 18a et 22a des bras 18 et des plaques dé traction 22, respectivement. In the drilling position, the rods 15b of the coupling cylinders 15 are pulled out and engaged in the openings 18a and 22a of the arms 18 and of the traction plates 22, respectively.

Dans ces conditions, on comprend que la mise en extension du vérin 10 assure la translation ascendante du mât intérieur 8 et, corrélativement, l'élévation de la tete de forage 19-20-21-27 hissee par les bras 18, le long du mât extérieur 7 ; le chariot 19 dé ladite tete de forage s'arrêtant au-dessous de la plaque 6 de maintien et-de gui-dage, lorsque ledit vérin est en position d'allongement maximum (figures 3 et 4).Under these conditions, it is understood that the extension of the jack 10 ensures the upward translation of the inner mast 8 and, correspondingly, the elevation of the drilling head 19-20-21-27 hoisted by the arms 18, along the outer mast 7; the carriage 19 of said drilling head stopping below the plate 6 for holding and guiding, when said jack is in the position of maximum elongation (FIGS. 3 and 4).

Inversement, l'escamotage de a tige du verin 10 assure l'abaissement du mât intérieur et la descente de la tête de forage dont le chariot est immobilisé au-dessus de la table derotation 5 lorsque la tige dudit vérin est en fin de course "rentrée".Conversely, the retraction of the rod of the jack 10 lowers the internal mast and the descent of the drilling head, the carriage of which is immobilized above the derotation table 5 when the rod of the said jack is at the end of its travel " back to school ".

Pour convertir la machine de forage en appareil de levage apte à assurer une remontee rapide et puissante du train de tiges, il suffit : - de déverrouiller la tête de forage-20-21-27 et de la pivoter sur le côte en position d'effacement ; - de rentrer les tiges 15b des vérins 15, ce qui a pour effet de desolidariser le mât interieur 8 et les bras 18 ; - de dérouler le câble de levage 31 et de le faire passer sur les poulies 14a - 14b.-
La flèche télescopique etant en position rétractée, il est possible d'assujettir l'extrémité libre du câble 31 à l'extrémité supérieure du train de tiges emergeant du sol, par exemple au moyen du dispositif de jonction 32 equipant ladite extremite du câble.
To convert the drilling machine into a lifting device capable of ensuring a rapid and powerful ascent of the drill string, it suffices: - to unlock the drilling head-20-21-27 and pivot it on the side in position erasure ; - to return the rods 15b of the cylinders 15, which has the effect of separating the inner mast 8 and the arms 18; - unwind the lifting cable 31 and pass it over the pulleys 14a - 14b.-
The telescopic boom being in the retracted position, it is possible to subject the free end of the cable 31 to the upper end of the drill string emerging from the ground, for example by means of the joining device 32 equipping said end of the cable.

On conçoit que la mise en extension du vérin 10 provoque l'élévation du mât intérieur 8 de la flèche, laquelle entraîne la remontee du train de tiges (ou autre objet fixe à l'extrémité du câble 31) à une vitesse deux fois superieure à celle du mât interieur.It is understood that the extension of the jack 10 causes the elevation of the internal mast 8 of the boom, which causes the ascent of the drill string (or other fixed object at the end of the cable 31) at a speed twice greater than that of the interior mast.

Le complet déploiement de la flèche (figures 5 et 6) permet de remonter une longueur du train de tiges 33 deux fois superieure à celle qui est mise en oeuvre lors des operations de forage et qui est fonction de la longueur du mât exterieur de ladite flèche.The complete deployment of the boom (Figures 5 and 6) makes it possible to raise a length of the drill string 33 twice greater than that which is used during drilling operations and which is a function of the length of the mast outside of said boom .

On n'a pas decrit, ni représente, pour ne pas charger inutilement le present expose et les dessins annexés, certains dispositifs qui complètent habituellement les machines de forage ou de sondage, tels qu'alimentateur, aspirateur de poussiere, verin auxiliaire utilisé pour le désaccouplement des tiges du train de tiges, etc..., ces dispositifs étant bien connus de l'homme de l'art.We have not described, nor shown, in order not to unnecessarily load the present description and the attached drawings, certain devices which usually supplement drilling or boring machines, such as feeder, dust vacuum cleaner, auxiliary cylinder used for the uncoupling of the rods from the drill string, etc., these devices being well known to those skilled in the art.

Dans le même esprit, on n'a pas juge utile de décrire et d'illustrer les sources de production de fluides sous pression regroupes sur le châssis du véhicule porteur et necessaires au fonctionnement des divers verins, de la tête de rotation et de l'outil de forage, ni les différentes commandes de ces organes, ni les conduites de distribution, lesquelles sont realisees dé manière classique. In the same spirit, it was not considered useful to describe and illustrate the sources of production of pressurized fluids grouped together on the chassis of the carrier vehicle and necessary for the operation of the various jacks, the rotation head and the drilling tool, neither the various controls for these members, nor the distribution pipes, which are produced in a conventional manner.

Claims (10)

R EVE N D I C A T I 0 N SR EVE N D I C A T I 0 N S 1. - Machine de forage polyvalente pour travaux de forage, sondage ou carottage, comprenant : une flèche télescopique constituée par un mât exterieur fixe (7) et un mât mobile (8) monte avec une aptitude de glissement a l'intérieur de ce dernier, un verin de relevage et de fonçage (10) reliant la partie inférieure du mât exterieur et la partie superieure du mât interieur, une tête de forage (19-20-21-27) mobile et guidée le long du mât exterieur et des organes de transmission -(18) reliant la partie superieure du mât interieur et ladite tête de-forage dont les déplacements ascendants ou descendants résultent de l'élévation ou de l'abaissement, respectivement, dudit mât interieur mobile, sous l'effet dudit verin, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (15) d'accouplement et de désaccouplement instantanes des organes de transmission (18) assurant la liaison de la tête de forage et du mât intérieur mobile de la flèche télescopique dont le sommet est equipé d'une ou plusieurs poulies (14a, 14b) sur laquelle ou lesquelles peut s'enrouler un câble de levage (31) assujetti a un dispositif d'attache (30) porte par un element fixe (1) dé la machine.1. - Multipurpose drilling machine for drilling, drilling or coring, comprising: a telescopic boom constituted by a fixed external mast (7) and a movable mast (8) mounted with a sliding capacity inside the latter , a jacking and jacking jack (10) connecting the lower part of the external mast and the upper part of the internal mast, a drilling head (19-20-21-27) movable and guided along the external mast and organs transmission - (18) connecting the upper part of the interior mast and said drilling head whose upward or downward movements result from the raising or lowering, respectively, of said movable inner mast, under the effect of said jack, characterized in that it comprises means (15) for instantaneous coupling and uncoupling of the transmission members (18) ensuring the connection of the drilling head and the movable inner mast of the telescopic boom whose top is equipped with one or more pulley es (14a, 14b) on which or which can be wound a lifting cable (31) subject to a fastening device (30) carried by a fixed element (1) of the machine. 2. - Machine de forage polyvalente suivant la revendication i, caractérisée en ce que les organes de transmission reliant la tête de forage (19-20-2127) et la partie superieure du mât intérieur mobile (8) comprennènt deux bras lateraux de fonçage et de relevage (18) montes avec une aptitude dè glissement le long du mât extérieur fixe (7). 2. - multipurpose drilling machine according to claim i, characterized in that the transmission members connecting the drilling head (19-20-2127) and the upper part of the movable inner mast (8) comprise two lateral driving arms and lifting (18) mounted with a sliding ability along the fixed outer mast (7). 3 - Machine de forage polyvalente selon la revendication 2, caractérisée en- ce que les bras lateraux de fonçage et de relevage (18) sont fixes de maniere permanente, par leur extremite inferieure, sur les côtes du chariot (19) portant la tête de rotation, tandis que leur extrémité oppose est agencee pour cooperer-avec les moyens d'accouplement et de desaccouplement (15). 3 - Multipurpose drilling machine according to claim 2, characterized in that the lateral jacking and lifting arms (18) are permanently fixed, by their lower end, on the sides of the carriage (19) carrying the head rotation, while their opposite end is arranged to cooperate with the coupling and uncoupling means (15). 4. - Machine de forage polyvalente suivant la revendication 3, caractéri seezen ce que les moyens d'accouplement et de désaccouplement des bras de fonçage et de relevage (18) comprennent deux verins à double effet (15) portés par la partie supérieure du mât intérieur mobile (8) et dont les tiges (15b) sont susceptibles d'occuper deux positions, soit une première position emergente dans laquelle elles sont engagees dans des perçages (18a) menages a la partie supérieure desdits bras de fonçage et de relevage, ou une deuxieme position retractee suivant laquelle elles sont retirees desdits perçages.4. - Multipurpose drilling machine according to claim 3, caractéri seezen that the coupling means and uncoupling of the driving and lifting arms (18) comprise two double-acting cylinders (15) carried by the upper part of the mast movable interior (8) and whose rods (15b) are capable of occupying two positions, either a first emergent position in which they are engaged in bores (18a) formed at the upper part of said driving and lifting arms, or a second retracted position according to which they are withdrawn from said holes. 5. - Machine de forage polyvalente selon la revendication 4, caractêrisee en ce que la partie superieure du mât interieur mobile (8) porte des plaques laterales (22) disposees sur le côte extérieur des bras de fonçage et de relevage, lesdites plaques comportant des ouvertures (22a) mena géies en regard des perçages (18a) et des tiges (15b) des vérins d'accouplement (15) lesquelles, en position sortie, traversent lesdits perçages (18a) desdits bras et sont engagees dans lesdites ouvertures.5. - Multipurpose drilling machine according to claim 4, characterized in that the upper part of the movable interior mast (8) carries side plates (22) arranged on the outer side of the jacking and lifting arms, said plates comprising openings (22a) led geies opposite the holes (18a) and rods (15b) of the coupling cylinders (15) which, in the extended position, pass through said holes (18a) of said arms and are engaged in said openings. 6.- - Machine de forage polyvalente selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caracterisee en ce qu'elle comprend des moyens (6 - 6a) de guidage et de maintien des bras de fonçage et de relevage.6.- - Multipurpose drilling machine according to any one of claims 2 to 5, characterized in that it comprises means (6 - 6a) for guiding and holding the driving and lifting arms. 7, - Machine de forage polyvalente selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de guidage et de maintien des bras de fonçage et de relevage, sont constitues par une plaque (6) solidaire de la partie haute d'un montant support fixe (t) et servant d'entretoise supérieure reliant ledit montant-support et le mât extérieur fixe (7) de la flèche telescopique, ladite plaque comportant des ouvertures (6a) dimensionnées pour autoriser le coulissement desdits bras, avec un jeu minimum.7, - Multipurpose drilling machine according to claim 6, characterized in that the means for guiding and holding the jacking and lifting arms, are constituted by a plate (6) integral with the upper part of a fixed support upright (T) and serving as an upper spacer connecting said support upright and the fixed outer mast (7) of the telescopic boom, said plate having openings (6a) dimensioned to allow the sliding of said arms, with minimum clearance. 8. - Machine de forage polyvalente suivant la revendication 1, caractéri sexe en ce que le câble de levage est assujetti à un dispositif (30) permettant son enroulement et son deroulement, ainsi qu'un reglage de sa longueur.8. - Multipurpose drilling machine according to claim 1, character in that the lifting cable is subject to a device (30) allowing its winding and unwinding, as well as an adjustment of its length. 9. - Machine de forage polyvalente selon la revendication 4, caractérisee en ce que le dispositif d'alimentation des verins d'accouplement (15) comprend deux tiges telescopiques (17a, 17b) logées à l'intérieur du mât mobile (8), le tube exterieur (lac) de ces tiges d'alimentation étant fixe, tandis que le tube interieur (17d) suit les mouvements d'élévation et de descente dudit mât intérieur. 9. - multipurpose drilling machine according to claim 4, characterized in that the device for feeding the coupling cylinders (15) comprises two telescopic rods (17a, 17b) housed inside the movable mast (8), the outer tube (lake) of these supply rods being fixed, while the inner tube (17d) follows the movements of raising and lowering of said inner mast. 10. - Machine de forage suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que les axes du vérin de relevage et de fonçage (10) des mâts extérieur (7) et intérieur (8) de la flèche telescopique, et des bras de transmission (18) sont disposes dans le-même plan (P-P). 10. - drilling machine according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the axes of the jacking and jacking cylinder (10) of the external (7) and internal (8) masts of the telescopic boom, and transmission arms (18) are arranged in the same plane (PP).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2539453A1 (en) * 1983-01-14 1984-07-20 Airaudo Antonin MULTI-PURPOSE DRILLING MACHINE WITH FAST ROD RAIL MEANS
CN110924875A (en) * 2019-12-02 2020-03-27 西南石油大学 Double-mast Pi-shaped frame structure of geophysical prospecting electric drilling machine

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EP0114146A2 (en) * 1983-01-14 1984-07-25 Miglietta, Mireille Lucie Ines Veuve Airaudo, Antonin Universal drilling apparatus equipped with means for rapid raising of the drill string
EP0114146A3 (en) * 1983-01-14 1984-08-22 Miglietta, Mireille Lucie Ines Veuve Airaudo, Antonin Universal drilling apparatus equipped with means for rapid raising of the drill string
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