FR2552489A1 - Water evacuation device for supported drill - Google Patents
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Abstract
Description
UNITE D'EVACUATION DE L'EAU DE FORAGE POUR DISPOSITIFS DE
FORAGE A PIED
La présente invention concerne une unité d'évacuation de l'eau de forage pour appareils de forage, comprenant un anneau collecteur et une pompe, et dans laquelle l'anneau collecteur peut être fixé sur l'appareil et, traversé par l'outil, recouvre la zone de forage et comporte un raccord destiné à une conduite reliée à la pompe.DRILLING WATER DISCHARGE UNIT FOR DEVICES
WELL DRILLING
The present invention relates to a drilling water discharge unit for drilling rigs, comprising a collecting ring and a pump, and in which the collecting ring can be fixed on the apparatus and, through which the tool passes, covers the drilling area and has a fitting for a pipe connected to the pump.
Une unité d'évacuation connue de l'eau de forage est associée a un dispositif de forage à pied qui comprend un appareil de forage muni d'un porte-outil, l'appareil de forage pouvant être déplacé le long d'une colonne au moyen d'un chariot dans la direction du forage. Cette colonne est fixée à un pied prenant appui sur le matériau à forer. A known drilling water evacuation unit is associated with a foot drilling device which comprises a drilling device provided with a tool holder, the drilling device being able to be moved along a column at the by means of a carriage in the direction of drilling. This column is fixed to a foot resting on the material to be drilled.
L'appareil de forage présente dans le zone de réception de l'outil une conduite d'amenée de l'eau de forage qui parvient dans la zone de forage en passant par un orifice pratiqué au centre de l'outil. L'eau de forage, chargée de pierres, sort du trou de forage a effectuer, le long de l'enveloppe extérieure de l'outil pendant l'opération de forage en sens inverse de la direction de ce forage. The drilling rig has in the tool receiving zone a pipe for supplying the drilling water which reaches the drilling zone through an orifice made in the center of the tool. The drilling water, loaded with stones, leaves the borehole to be made, along the outer casing of the tool during the drilling operation in the opposite direction to the direction of this drilling.
A ce moment l'eau de forage est recueillie dans un anneau collecteur de l'unité entourant la zone de forage.At this time the drilling water is collected in a collecting ring of the unit surrounding the drilling area.
Cet anneau collecteur est boulonné sur le pied du dispositif de forage. Un raccord orienté radialement vers le centre de l'anneau collecteur, a proximité du bord d'appui, sert a l'évacuation de l'eau de forage. This collecting ring is bolted to the base of the drilling device. A connection oriented radially towards the center of the collecting ring, near the bearing edge, serves for the evacuation of the drilling water.
Une conduite est reliée a ce raccord et débouche dans un réservoir récepteur. Dans le réservoir récepteur se trouve une pompe qui refoule l'eau de forage dans une conduite d'évacuation raccordée a l'orifice du coté pression.A pipe is connected to this connector and opens into a receiving tank. In the receiving tank there is a pump which discharges the drilling water into a drainage pipe connected to the orifice on the pressure side.
En raison du dépassement latéral du raccord, il n'est pas possible de pratiquer des trous de forage a proximité des angles. En outre, lorsque la direction du forage est horizontale, et l'axe du forage situé au-dessus de la colonne, l'évacuation de l'eau de forage de l'anneau collecteur pose des problèmes, car le raccord orienté verticalement vers le haut ne permet une évacuation que lorsque l'anneau collecteur est complètement rempli d'eau de forage. Due to the lateral protrusion of the fitting, it is not possible to drill holes near the corners. In addition, when the direction of drilling is horizontal, and the axis of the drilling located above the column, the evacuation of drilling water from the collecting ring poses problems, because the fitting oriented vertically towards the high allows evacuation only when the collecting ring is completely filled with drilling water.
Comme mentionné ci-dessus, dans l'unité connue, la pompe est placée de manière fixe dans le réservoir récepteur. De ce fait, l'eau de forage provoque une boue entourant complètement la pompe. Le problème qui se pose dans ce cas provient du fait que l'eau de forage ainsi recueillie reste stationnaire en plus grande partie, et s'échauffe relativement rapidement par la chaleur délivrée par la pompe. Un refroidissement efficace de la pompe n'est alorss pas assuré dans le cas d'un service de longue durée. Par ailleurs, en raison de fuites, il peut arriver que le niveau de la boue s'abaisse et que certaines parties de la pompe ne soient donc pas refroidies par l'eau de forage. As mentioned above, in the known unit, the pump is fixedly placed in the receiving tank. As a result, the drilling water causes a sludge completely surrounding the pump. The problem which arises in this case arises from the fact that the well water thus collected remains stationary for the most part, and heats up relatively quickly by the heat delivered by the pump. Effective cooling of the pump is therefore not guaranteed in the case of long-term service. In addition, due to leaks, it may happen that the level of the mud drops and that certain parts of the pump are therefore not cooled by the drilling water.
L'invention a pour objet de proposer une unité d'évacuation de l'eau de forage qui garantit une accessibilité dans les angles, qui assure une évacuation sans problème ,dans n'importe quelle position d'utilisation, de l'eau de forage a la sortie du collecteur et qui se distingue par un refroidissement efficace et fiable de la pompe au moyen de l'eau de forage. The object of the invention is to provide a drilling water drainage unit which guarantees accessibility in the corners, which ensures problem-free drainage of drilling water in any position of use. at the outlet of the collector and which is distinguished by efficient and reliable cooling of the pump by means of drilling water.
Selon la présente invention, ce but est atteint par le fait que l'anneau collecteur présente une partie de pied comportant un joint entourant la zone de forage et une partie de tête reliée de manière rotative autour de l'axe de forage avec la partie de pied, et comportant un joint pour l'outil, et que la pompe est entourée par un carter renfermant l'orifice côté pression, carter présentant un orifice d'écoulement. According to the present invention, this object is achieved by the fact that the collector ring has a foot portion comprising a seal surrounding the drilling area and a head portion rotatably connected around the drilling axis with the drilling portion. foot, and comprising a seal for the tool, and that the pump is surrounded by a casing containing the orifice on the pressure side, casing having a flow orifice.
L'eau de forage conduite vers la pompe passe à travers celle-ci et parvient, en passant par l'orifice cOté pression, dans un espace formé entre le carter et la pompe. A cet endroit, l'eau de forage entoure la pompe dans un but de refroidissement, pour parvenir ensuite en passant par l'orifice d'écoulement, par exemple, dans un collecteur principal. Etant donné que l'on dispose de la totalité de l'eau de forage pour le refroidissement, on obtient un refroidissement efficace et fiable ,ce qui est le cas, même lorsque par exemple, en cas de fuites de la pompe, la quantité d'eau de forage disponible est relativement faible. The drilling water led to the pump passes through it and arrives, passing through the orifice on the pressure side, in a space formed between the casing and the pump. At this point, the drilling water surrounds the pump for cooling purposes, then reaching the flow through the flow orifice, for example, in a main collector. Since all the drilling water is available for cooling, efficient and reliable cooling is obtained, which is the case even when, for example, in the event of a pump leak, the quantity of available drilling water is relatively low.
Pour assurer le refoulement et donc le le refroidissement de la pompe, même dans le cas d'une faible quantité d'eau de forage disponible, la conduite disposée entre l'anneau collecteur et la pompe est reliée de préférence a un raccord d'un réservoir récepteur entourant le point d'aspiration de la pompe. To ensure the backflow and therefore the cooling of the pump, even in the case of a small quantity of drilling water available, the pipe arranged between the collecting ring and the pump is preferably connected to a fitting of a receiving tank surrounding the suction point of the pump.
Par ailleurs, il est avantageux pour utiliser l'unité d'évacuation dans n'importe quelle position en évitant une accumulation de l'eau de forage dans l'anneau collecteur, de disposer des raccords sur les parties de pied et de tête, l'un de ces raccords pouvant être utilisé au choix pour la conduite reliée a la pompe. Ainsi, le raccord prévu dans la partie de pied est utilisé opportunément lorsque la direction du forage est verticale, vers le bas, pour évacuer l'eau de forage, tandis que le raccord prévu dans la partie de tête sert à la ventilation. Lorsque la direction du forage est verti- cale vers le haut, on se sert du raccord disposé dans la partie de tête pour la liaison avec la pompe, tandis que celui disposé dans la partie de pied sert d la ventilation. Furthermore, it is advantageous to use the evacuation unit in any position, avoiding an accumulation of drilling water in the collecting ring, to have fittings on the foot and head parts, l '' one of these fittings can be used as desired for the pipe connected to the pump. Thus, the fitting provided in the foot portion is used expediently when the direction of drilling is vertical, downward, for discharging the drilling water, while the fitting provided in the head portion is used for ventilation. When the direction of drilling is vertical upwards, the fitting in the head section is used for connection to the pump, while the one in the foot section is used for ventilation.
Ainsi, dans n'importe quelle position d'utilisation on assure un équilibre suffisant des pressions a l'inté- rieur de l'anneau collecteur ainsi qu'une évacuation sans accumulation de l'eau de forage.Thus, in any position of use, a sufficient pressure balance inside the collecting ring is ensured, as well as evacuation without accumulation of drilling water.
Le raccordement sélec#tif de la conduite en liaison avec la pompe a un raccord est rendu possible sans adaptation spéciale selon une proposition complémentaire de la présente invention, par le fait que les deux raccords présentent les mêmes embouts de raccordement. The selective connection of the pipe in connection with the pump to a connection is made possible without special adaptation according to a proposal complementary to the present invention, by the fact that the two connections have the same connection ends.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, les raccords sont disposés de manière a dépasser tangentiellement de la partie de pied et de la partie de tête de l'anneau collecteur. Ainsi, l'anneau collecteur peut être approché très près des angles même avec la zone de passage des raccords débouchant dans ledit anneau collecteur. According to another characteristic of the present invention, the fittings are arranged so as to protrude tangentially from the foot part and the head part of the collector ring. Thus, the collector ring can be approached very close to the angles even with the area of passage of the fittings opening into said collector ring.
En outre par cette disposition des raccords, on assure une évacuation sans accumulation de 1'eau de forage, même si l'on effectue un forage dans le sens horizontal.In addition, by this arrangement of the connections, evacuation without accumulation of the drilling water is ensured, even if drilling is carried out in the horizontal direction.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, le carter entoure la partie moteur et la partie engrenages de la pompe. Pour certains types de pompes, un tel refroidissement très étendu est avantageux
POur assurer que l'espace formé entre le carter et la pompe soit constamment rempli d'eau de forage de refroidissement, l'orifice d'écoulement sur le carter est disposé de préférence en une position très haute par rapport a la position d'utilisation de la pompe.According to another characteristic of the present invention, the casing surrounds the motor part and the gear part of the pump. For certain types of pumps, such a very wide cooling is advantageous
To ensure that the space formed between the casing and the pump is constantly filled with cooling drilling water, the flow orifice on the casing is preferably placed in a very high position relative to the position of use. of the pump.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le carter et le réservoir récepteur sont reliés l'un a l'autre, tandis que leurs espaces intérieurs sont séparés l'un de l'autre au moyen d'un joint. Méme si le niveau de liteau de forage est bas, a l'intérieur du réservoir récepteur, la pompe refoule de ce fait suffisamment d'eau de forage, de telle sorte que ladite pompe est refroidie efficacement dès le début du forage. According to yet another characteristic of the invention, the casing and the receiving tank are connected to each other, while their interior spaces are separated from each other by means of a seal. Even if the level of the drilling strip is low, inside the receiving tank, the pump therefore delivers sufficient drilling water, so that said pump is effectively cooled from the start of drilling.
L'invention sera expliquée plus en détail ci-après a l'aide du dessin annexé représentant un mode de réalisation de l'unite d'évacuation d'eau de forage selon la présente invention. Sur ce dessin
la figure 1 représente l'unité d'évacuation de l'eau de forage avec un dispositif de forage à pied en vue générale
la figure 2 représente l'anneau collecteur de l'unité d'évacuation de la figure 1, en coupe a échelle agrandie
la figure 3 représente une vue de dessus de l'anneau collecteur de la figure 2 ; et
la figure 4 représente la pompe entourée par un carter de la figure 1, en coupe, à échelle égrandie.The invention will be explained in more detail below with the aid of the appended drawing representing an embodiment of the drilling water discharge unit according to the present invention. On this drawing
Figure 1 shows the drilling water discharge unit with a foot drilling device in general view
FIG. 2 represents the collecting ring of the evacuation unit of FIG. 1, in section on an enlarged scale
Figure 3 shows a top view of the collector ring of Figure 2; and
Figure 4 shows the pump surrounded by a housing of Figure 1, in section, on an enlarged scale.
La figure 1 représente une unité d'évacuation désignée dans son ensemble par 1, qui est constituée en particulier par un anneau collecteur désigné dans son ensemble par 2, une pompe désignée dans son ensemble par 3 entourée par un carter 4, ainsi que par une conduite 5. FIG. 1 represents an evacuation unit designated as a whole by 1, which is constituted in particular by a collecting ring designated as a whole by 2, a pump designated as a whole by 3 surrounded by a casing 4, as well as by a driving 5.
L'unité d'évacuation 1 est disposée dans un dispositif de forage a pied désigné dans son ensemble par 6. Ce dispositif de forage présente un appareil de forage 7 muni d'un porte-outil 8 dans lequel est inséré un outil 9 en forme de foret à trou traversant central et enveloppe cylindrique extérieure. Dans la zone de réception de l'outil 8, débouche une conduite d'amenée 11 de l'eau de forage. L'appareil de forage 7 est placé sur une colonne 13 à laquelle il est relié de manière à pouvoir se déplacer par l'intermédiaire d'un chariot 12. Parallèlement à la colonne 13, s'étend une broche filetée 14 destinée au déplacement du chariot 12.- Cette broche filetée 14 peut tourner par l'intermédiaire d'un volant 15. The evacuation unit 1 is disposed in a foot drilling device designated as a whole by 6. This drilling device has a drilling device 7 provided with a tool holder 8 into which is inserted a tool 9 in the form drill bit with central through hole and external cylindrical casing. In the receiving area of the tool 8, there opens a supply pipe 11 for the drilling water. The drilling rig 7 is placed on a column 13 to which it is connected so as to be able to move by means of a carriage 12. Parallel to the column 13, extends a threaded spindle 14 intended for the movement of the carriage 12.- This threaded spindle 14 can rotate via a flywheel 15.
La broche filetée 14 s'appuie du côté supérieur sur une console 16 fixée sur la colonne 13, et du côté inférieur dans un socle 17. Ce dernier sert a l'appui et à la fixation de l'ensemble du dispositif 6 sur un matériau a forer 18.The threaded spindle 14 is supported on the upper side on a console 16 fixed on the column 13, and on the lower side in a base 17. The latter is used to support and fix the entire device 6 to a material to drill 18.
L'anneau collecteur 2 est comprimé contre le matériau à forer 18 par un ressort en forme d'étrier 19 qui est fixé sur la colonne 13. The collector ring 2 is compressed against the material to be drilled 18 by a caliper-shaped spring 19 which is fixed to the column 13.
Comme on le voit sur la figure 2, l'anneau collecteur 2 est constitué d'une partie de pied 21 comprenant un joint d'étanchéité 22 élastique inséré dans sa partie frontale avant. Dans cette partie de pied 21 débouche tangentiellement un raccord 23 dépassant latéralement de cette partie de pied 21. Une partie de tête 24 est placée de manière rotative sur la partie de pied 21, tandis qu'une bague de sécurité 25 interdit le déplacement axial de la partie de tête 24 par rapport à la partie de pied 21. Dans la partie de tête 24 débouche également tangentiellement un raccord 26 dépassant latéralement. Sur le côté frontal supérieur de la partie de tête 24 est monté un joint 27 pour l'outil 9, en forme de rondelle en matière élastique avec un trou central 27a pour le passage de l'outil 9.Une bague de compression 28 sert à maintenir le joint 27, cette bague de compression étant serrée par des vis 29 contre la partie de tête 24. As can be seen in FIG. 2, the collecting ring 2 consists of a foot part 21 comprising an elastic seal 22 inserted in its front front part. In this foot part 21 tangentially opens a connector 23 projecting laterally from this foot part 21. A head part 24 is rotatably placed on the foot part 21, while a safety ring 25 prevents the axial movement of the head part 24 relative to the foot part 21. In the head part 24 also opens tangentially a connector 26 projecting laterally. On the upper front side of the head portion 24 is mounted a seal 27 for the tool 9, in the form of a washer of elastic material with a central hole 27a for the passage of the tool 9. A compression ring 28 serves to maintain the seal 27, this compression ring being tightened by screws 29 against the head portion 24.
Sur la figure 3, on voit en particulier la disposition tangentielle des raccords 23, 26. La bague de compression 28 est montée au moyen de quatre vis 29 sur la partie de tête 24. In FIG. 3, we can see in particular the tangential arrangement of the connections 23, 26. The compression ring 28 is mounted by means of four screws 29 on the head part 24.
La figure 4 représente la pompe désignée dans son ensemble par 3 comprenant une partie moteur 31 et une partie engrenages 32. A la partie engrenages 32 est raccordée une partie refoulement 33 qui porte des pattes 34 orientées vers le bas. De la partie refoulement 33 ou de la partie engrenages 32 un raccord tubulaire 35 à orifice central 35a se dirige du côté pression. Un câble électrique 36 aboutit dans la partie moteur 31. FIG. 4 represents the pump designated as a whole by 3 comprising a motor part 31 and a gear part 32. To the gear part 32 is connected a delivery part 33 which carries tabs 34 oriented downwards. From the discharge part 33 or from the gear part 32, a tubular connection 35 with a central orifice 35a is directed towards the pressure side. An electric cable 36 terminates in the motor part 31.
La partie refoulement 33 de la pompe 3 est placée dans un réservoir récepteur 37 entourant a une certaine distance ladite partie refoulement 33 dans la zone du point d'aspiration 33a. Par les pattes 34 la partie refoulement 33 est maintenue a une distance déterminée du fond du réservoir 37. De ce fait, le point d'aspiration 33a de la partie refoulement 33 est dégagé pour l'arrivée de l'eau de forage. The delivery part 33 of the pump 3 is placed in a receiving tank 37 surrounding said delivery part 33 at a certain distance in the area of the suction point 33a. By the tabs 34 the discharge portion 33 is maintained at a determined distance from the bottom of the tank 37. As a result, the suction point 33a of the discharge portion 33 is cleared for the arrival of the drilling water.
Un raccord 38 débouché dans le réservoir récepteur 37 à proximité du fond, la conduite 5 représentée sur la figure 1 étant connectée à ce raccord. Sur le réservoir récepteur 37 et concentriquement à celui-ci est monté le carter 4 qui entoure la partie moteur 31 et la partie engrenages 32 et dans l'espace intérieur duquel débouche l'orifice 35a. Les bagues élastiques 41, 42 enserrées dans le réservoir récepteur 37 et dans le carter 4 assurent une#étanchéité entre les espaces intérieurs du réservoir récepteur 37 et le carter 4. Dans la partie supérieure du carter 4, est prévu un orifice d'écoulement 43 formé par un raccord. Le point de passage prévu pour le câble électrique 36 est rendu étanche par un joint 44. A fitting 38 opening into the receiving tank 37 near the bottom, the pipe 5 shown in Figure 1 being connected to this fitting. On the receiving tank 37 and concentrically thereto is mounted the casing 4 which surrounds the motor part 31 and the gear part 32 and into the interior space of which opens the orifice 35a. The elastic rings 41, 42 enclosed in the receiving tank 37 and in the casing 4 ensure # sealing between the interior spaces of the receiving tank 37 and the casing 4. In the upper part of the casing 4, a flow orifice 43 is provided. formed by a fitting. The passage point provided for the electric cable 36 is sealed by a seal 44.
Le fonctionnement de l'unité d'évacuation est brièvement expliqué ci-après. Comme indiqué par des flèches sur la figure 1, l'eau de forage est amenée par la conduite 11, le porte-outil 8 et l'outil 9 vers la zone de forage. L'eau de forage refluant du trou de forage 18a le long de l'enveloppe extérieure du foret 9 est recueillie dans l'anneau collecteur 2. De la, elle s'écoule dans le réservoir récepteur 37 en passant. par la conduite 5. La partie refoulement 33 transporte l'eau de forage à l'arrivée dans l'espace intérieur du carter 4 en passant par l'orifice 35a, de telle sorte qu'une coulée d'eau autour de la partie moteur 31 et de la partie engrenages 32 puisse être obtenue. En sortant de l'espace intérieur plein du carter 4, 11 eau de forage passe, selon la quantité refoulée, par l'orifice d'écoulement 43 dans une canalisation d'évacuation ou dans un collecteur. The operation of the exhaust unit is briefly explained below. As indicated by arrows in FIG. 1, the drilling water is brought through the pipe 11, the tool holder 8 and the tool 9 towards the drilling area. The drilling water flowing back from the borehole 18a along the outer casing of the drill bit 9 is collected in the collecting ring 2. From there, it flows into the receiving tank 37 in passing. via line 5. The discharge portion 33 transports the drilling water to the interior space of the casing 4 passing through the orifice 35a, so that a flow of water around the engine portion 31 and the gear part 32 can be obtained. Leaving the full interior space of the casing 4, 11 drilling water passes, according to the quantity discharged, through the flow orifice 43 in a discharge pipe or in a collector.
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| SE8404767D0 (en) | 1984-09-24 |
| DE3334752A1 (en) | 1985-06-27 |
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