FR3010727A1 - DRILLING MACHINE COMPRISING A BARREL PROVIDED WITH MULTIPLE CARROUSELS - Google Patents

DRILLING MACHINE COMPRISING A BARREL PROVIDED WITH MULTIPLE CARROUSELS Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une machine de forage géotechnique (12) comportant : une tête de forage (24); des moyens pour déplacer longitudinalement la tête de forage selon un axe de forage ; un barillet (30) rotatif autour d'un second axe, ledit barillet comportant une pluralité de premiers logements pour recevoir des premiers tubes (14) et une pluralité de seconds logements pour recevoir des seconds tubes, des moyens de connexion pour connecter la tête de forage au moins avec l'un des seconds tubes contenus dans le barillet; L'invention se caractérise par le fait que le barillet (30) comporte un premier carrousel et au moins un second carrousel, les premier et second carrousels étant coaxiaux et agencés pour pivoter l'un par rapport à l'autre autour du second axe.The invention relates to a geotechnical drilling machine (12) comprising: a drilling head (24); means for longitudinally moving the drill head along a drill axis; a barrel (30) rotatable about a second axis, said barrel having a plurality of first housings for receiving first tubes (14) and a plurality of second housings for receiving second tubes, connection means for connecting the head of drilling at least with one of the second tubes contained in the barrel; The invention is characterized in that the barrel (30) comprises a first carousel and at least a second carousel, the first and second carousels being coaxial and arranged to pivot relative to each other about the second axis.

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne le domaine des machines et procédés de forage géotechnique. L'invention concerne plus spécifiquement les machines de forage 5 comportant des éléments tubulaires qui sont connectés les uns aux autres pendant l'avancement du forage afin de réaliser un forage dont la profondeur est très supérieure à la longueur d'un élément tubulaire. L'invention concerne encore plus spécifiquement les machines de forage dans lesquelles on utilise au moins deux séries de tubes. 10 Certaines opérations de forage utilisent deux tubes concentriques, à savoir un tube extérieur et un tube intérieur. C'est notamment le cas des machines de forage géotechnique de type sondeuse. Les machines de type sondeuse sont configurées pour réaliser des carottages dans le sol, afin de pouvoir étudier a posteriori les 15 caractéristiques mécaniques et physico-chimiques du sol sondé. C'est également le cas des machines de forage utilisant des trains de tiges composés d'un tube intérieur et d'un tube extérieur. La présente invention porte ainsi sur une machine de forage géotechnique comportant : 20 une tête de forage rotative autour d'un premier axe ; des moyens pour déplacer longitudinalement la tête de forage rotative selon un axe de forage, parallèle au premier axe ; un barillet rotatif autour d'un second axe, parallèle au premier axe, ledit barillet comportant une pluralité de premiers logements pour recevoir 25 une première série de de tubes, les premiers tubes, et une pluralité de seconds logements pour recevoir une seconde série de tubes, les deuxièmes tubes, les premiers logements étant disposés les uns à côté des autres selon une première ligne circulaire, tandis que les seconds logements sont disposés les uns à côté des autres selon une seconde ligne 30 circulaire, les première et seconde lignes circulaires étant concentriques, le diamètre de la première ligne circulaire étant inférieur au diamètre de la seconde ligne circulaire de sorte que les seconds logements sont disposés autour des premiers logements, le barillet comportant un accès permettant la sortie des tubes hors des premier et seconds logements ; des moyens de connexion pour connecter la tête de forage au moins avec l'un des seconds tubes contenus dans le barillet. Une telle machine est notamment décrite dans EP 0 860 582. Cette machine comporte des tubes extérieurs et intérieurs, qui sont stockés sur le barillet rotatif. Ces tubes sont prévus pour être connectés les uns aux 10 autres au fur et à mesure de l'avancement des opérations de forage. Dans cette machine, les tubes intérieurs et extérieurs sont donc stockés dans un barillet rotatif. Plus précisément, les tubes extérieurs sont disposés autour des tubes intérieurs. Pour prendre un tube extérieur ou intérieur stocké dans le barillet, la machine décrite dans ce document 15 comporte un dispositif de manipulation qui vient se positionner au-dessus du barillet afin de saisir le tube choisi. Une fois le tube saisi, le dispositif de manipulation se déplace verticalement afin d'extraire intégralement le tube en le sortant par le haut du barillet. On comprend donc que le dispositif de manipulation doit pouvoir se déplacer verticalement sur une 20 longueur supérieure à la longueur du tube. On conçoit donc qu'une telle machine est particulièrement encombrante, notamment en raison de la présence nécessaire des moyens de guidage et de déplacement du dispositif de manipulation positionnés au-dessus du barillet. On conçoit également que la sélection de l'un des tubes intérieurs 25 (respectivement extérieurs) entraine également la rotation des tubes extérieurs (respectivement intérieurs), ce qui n'est pas nécessaire. La rotation simultanée de tous les tubes, intérieurs et extérieurs, nécessite l'emploi de moteurs puissants et donc également encombrants. 30 Objet et résumé de l'invention Un premier objet de la présente invention est de proposer une machine qui soit plus compacte. L'invention atteint son but par le fait que le barillet rotatif comporte un premier carrousel et au moins un second carrousel, distinct du premier carrousel, les premier et second carrousels étant coaxiaux et agencés pour pivoter l'un par rapport à l'autre autour du second axe, le premier carrousel étant disposé à l'intérieur du second carrousel et comprenant les premiers logements, tandis que le second carrousel comprend les seconds logements. Le premier carrousel peut donc pivoter autour du second axe, indépendamment du deuxième carrousel. Ainsi, on peut faire tourner les premiers tubes sans faire tourner les seconds tubes, et inversement. On comprend donc que le poids des tubes à déplacer est inférieur à celui du barillet de l'art antérieur. Cela donne ainsi la possibilité d'utiliser une motorisation plus faible et plus compacte. Un tel agencement permet également de réaliser une sortie radiale des premiers et seconds tubes de forage, ce qui participe encore à la compacité de la machine.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the field of geotechnical drilling machines and methods. The invention more specifically relates to drilling machines comprising tubular elements which are connected to each other during the progress of drilling in order to perform drilling whose depth is much greater than the length of a tubular element. The invention relates even more specifically to drilling machines in which at least two sets of tubes are used. Some drilling operations use two concentric tubes, namely an outer tube and an inner tube. This is particularly the case of geotechnical drill rigs. The machines of the sounder type are configured to carry out coring in the soil, in order to be able to study a posteriori the 15 mechanical and physicochemical characteristics of the soil surveyed. This is also the case for drilling machines using rods composed of an inner tube and an outer tube. The present invention thus relates to a geotechnical drilling machine comprising: a rotary drill head about a first axis; means for longitudinally moving the rotary drill head along a drill axis parallel to the first axis; a barrel rotatable about a second axis, parallel to the first axis, said barrel having a plurality of first housings for receiving a first set of tubes, the first tubes, and a plurality of second housings for receiving a second set of tubes; , the second tubes, the first housings being arranged next to each other in a first circular line, while the second housings are arranged next to each other along a second circular line, the first and second circular lines being concentric , the diameter of the first circular line being smaller than the diameter of the second circular line so that the second housing is arranged around the first housing, the cylinder having an access allowing the output of the tubes out of the first and second housing; connection means for connecting the drill head at least with one of the second tubes contained in the barrel. Such a machine is described in particular in EP 0 860 582. This machine comprises outer and inner tubes, which are stored on the rotary barrel. These tubes are designed to be connected to each other as the drilling operations progress. In this machine, the inner and outer tubes are stored in a rotating barrel. More specifically, the outer tubes are arranged around the inner tubes. To take an outer or inner tube stored in the barrel, the machine described in this document 15 has a handling device which is positioned above the barrel to enter the chosen tube. Once the tube has been gripped, the handling device moves vertically in order to fully extract the tube by exiting it from the top of the barrel. It is therefore understood that the handling device must be able to move vertically over a length greater than the length of the tube. It is therefore conceivable that such a machine is particularly bulky, especially because of the necessary presence of the guiding and moving means of the handling device positioned above the barrel. It is also appreciated that the selection of one of the inner tubes 25 (respectively outer) also causes the rotation of the outer tubes (respectively inner), which is not necessary. The simultaneous rotation of all tubes, interior and exterior, requires the use of powerful motors and therefore also bulky. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a machine which is more compact. The invention achieves its object by the fact that the rotary drum comprises a first carousel and at least a second carousel, distinct from the first carousel, the first and second carousels being coaxial and arranged to pivot relative to each other around the second axis, the first carousel being disposed within the second carousel and comprising the first housing, while the second carousel comprises the second housing. The first carousel can therefore pivot about the second axis independently of the second carousel. Thus, one can rotate the first tubes without rotating the second tubes, and vice versa. It is therefore understood that the weight of the tubes to be moved is less than that of the barrel of the prior art. This thus gives the possibility of using a weaker and more compact engine. Such an arrangement also makes it possible to achieve a radial output of the first and second drill pipes, which further contributes to the compactness of the machine.

Sans sortir du cadre de la présente invention, la machine de forage peut comprendre un nombre de carrousels concentriques supérieur à deux. En outre, au sens de l'invention, les tubes de la première série peuvent être différents ou identiques aux tubes de la seconde série. En d'autres termes, les premiers tubes peuvent être différents ou identiques aux seconds tubes. Par exemple, les premiers tubes sont des tubes de carottage, tandis que les seconds tubes sont des tubes de forage apte à recevoir les tubes de carottage.Without departing from the scope of the present invention, the drilling machine may comprise a number of concentric carousels greater than two. In addition, within the meaning of the invention, the tubes of the first series may be different or identical to the tubes of the second series. In other words, the first tubes may be different or identical to the second tubes. For example, the first tubes are coring tubes, while the second tubes are drill tubes adapted to receive the coring tubes.

Selon une autre variante, les premiers tubes sont des tubes de forage intérieurs tandis que les seconds tubes sont des tubes de forage extérieurs présentant un diamètre supérieur à celui des tubes de forage intérieurs de sorte que les tubes de forage intérieurs peuvent être logés dans les tubes de forage extérieurs. Enfin, dans une autre variante, les premier et les seconds tubes peuvent être des éléments tubulaires de forage identiques, destinés à être connectés les uns au bout des autres, et ce de manière à réaliser des forages de très grande profondeur. Une telle configuration permet de disposer d'une machine de forage très compacte permettant de réaliser des forages à très grande profondeur. Sans sortir du cadre de la présente invention, les premiers logements (respectivement les seconds logements) peuvent contenir des tubes identiques ou bien différents les uns des autres. Aussi, les tubes de la première série (respectivement de la seconde série) ne sont pas nécessairement identiques entre eux. Avantageusement, les moyens de connexion comportent en outre des moyens de déplacement pour positionner la tête de forage au-dessus du barillet.According to another variant, the first tubes are inner tubes of drilling while the second tubes are outer tubes having a diameter greater than the diameter of the inner tubes so that the inner tubes can be accommodated in the tubes external drilling. Finally, in another variant, the first and second tubes may be identical tubular drilling elements, intended to be connected one after the other, and so as to drill very deep. Such a configuration makes it possible to have a very compact drilling machine making it possible to drill very deep. Without departing from the scope of the present invention, the first housing (respectively the second housing) may contain identical tubes or different from each other. Also, the tubes of the first series (respectively of the second series) are not necessarily identical to each other. Advantageously, the connection means further comprise displacement means for positioning the drill head above the barrel.

De préférence, les moyens de déplacement sont configurés pour déplacer le barillet selon une direction perpendiculaire au second axe, afin de positionner l'accès du barillet en dessous de la tête de forage. Pour ce faire, la machine de forage comporte des actionneurs, fixés à un bâti portant la tête de forage, lesdits actionneurs étant configurés pour translater le barillet vers la tête de forage. Le barillet présente ainsi une position dégagée dans laquelle l'accès du barillet est éloigné de la tête de forage, et au moins une position de transfert dans laquelle l'accès est positionné en dessous de la tête de forage. De préférence, le barillet présente une première position de transfert pour la connexion des seconds tubes, et une seconde position de transfert pour la connexion des premiers tubes. Le déplacement entre la position dégagée et l'une ou l'autre des première et seconde positions de transfert consistant en une translation du barillet selon une direction perpendiculaire au second axe.Preferably, the displacement means are configured to move the barrel in a direction perpendicular to the second axis, in order to position the access of the barrel below the drill head. To do this, the drilling machine comprises actuators, attached to a frame carrying the drill head, said actuators being configured to translate the barrel to the drill head. The barrel thus has an unobstructed position in which the access of the barrel is remote from the drill head, and at least one transfer position in which the access is positioned below the drill head. Preferably, the barrel has a first transfer position for connecting the second tubes, and a second transfer position for connecting the first tubes. The displacement between the disengaged position and one or the other of the first and second transfer positions consisting of a translation of the barrel in a direction perpendicular to the second axis.

En variante, les moyens de déplacement sont configurés pour déplacer la tête de forage vers le barillet pour aller chercher l'un des tubes. De préférence, pour faciliter l'extraction des tubes, les moyens de connexion comportent en outre un dispositif d'extraction pour soulever au moins l'un des seconds tubes vers la tête de forage. Ce dispositif d'extraction est préférentiellement disposé en partie inférieure du barillet. Il permet de soulever de quelques centimètres ledit second tube afin de le connecter à la tête de forage. Comme on l'a expliqué plus haut, la machine de l'art antérieur est particulièrement encombrante. Cela est notamment dû au fait que les tubes sont extraits hors du barillet selon une direction parallèle à l'axe de rotation du barillet. Un autre objet de l'invention est de proposer une machine de forage qui soit sensiblement plus compacte.Alternatively, the displacement means are configured to move the drill head to the barrel to fetch one of the tubes. Preferably, to facilitate the extraction of the tubes, the connection means further comprises an extraction device for lifting at least one of the second tubes to the drill head. This extraction device is preferably disposed in the lower part of the barrel. It allows to raise a few centimeters of said second tube to connect to the drill head. As explained above, the machine of the prior art is particularly bulky. This is particularly due to the fact that the tubes are extracted out of the barrel in a direction parallel to the axis of rotation of the barrel. Another object of the invention is to provide a drilling machine that is substantially more compact.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, la machine de forage est configurée pour extraire (ou introduire) les tubes dans le barillet selon une direction radiale, et non plus axiale. Pour ce faire, le second carrousel comporte une ouverture radialement traversante permettant aux premiers tubes d'être extraits ou introduits radialement dans le premier carrousel en passant au travers de ladite ouverture. De préférence, le second carrousel présente une position neutre dans laquelle l'ouverture est positionnée en regard de l'accès du barillet. L'entrée (ou la sortie) des premiers tubes est donc réalisée au même endroit que l'entrée (ou la sortie) des seconds tubes.According to another advantageous aspect of the invention, the drilling machine is configured to extract (or introduce) the tubes into the barrel in a radial direction, and no longer axially. To do this, the second carousel has a radially through opening allowing the first tubes to be extracted or introduced radially into the first carousel passing through said opening. Preferably, the second carousel has a neutral position in which the opening is positioned opposite the access of the barrel. The inlet (or outlet) of the first tubes is therefore made at the same place as the inlet (or the outlet) of the second tubes.

On comprend aussi que le second carrousel est en position neutre lors de l'entrée (ou la sortie) de premiers tubes dans (hors) du barillet. Avantageusement, la machine de forage comporte en outre un dispositif de préhension configuré pour saisir et déplacer l'un des premiers tubes. Avantageusement, le dispositif de préhension traverse la tête de forage selon l'axe de forage. De préférence, mais pas exclusivement le dispositif de préhension est une pince articulée montée à l'extrémité inférieure d'un câble. Ce type 10 de dispositif est notamment décrit dans US 3 103 981. Le câble et la pince peuvent ainsi traverser axialement la tête de forage De préférence, le déplacement de la pince est coaxial à l'axe de forage. On précise que le dispositif de préhension peut être amené à 15 distance de la tête de forage pour ne pas gêner la saisie, par cette dernière, des seconds tubes. De préférence, le barillet comporte un seul moteur pour la rotation des premier et second carrousels. Selon une variante préférentielle, la machine de forage comporte un premier moteur pour faire tourner le 20 premier carrousel et un second moteur pour faire tourner le second carrousel indépendamment du premier carrousel. On précise que les premier et second carrousels peuvent pivoter aussi bien dans le sens horaire que dans le sens antihoraire. Selon un aspect avantageux de l'invention, la machine comporte 25 en outre un dispositif de blocage pour bloquer un tube dans le sol. Ce dispositif de blocage présente donc une position verrouillée dans laquelle la translation du tube est bloquée, et une position déverrouillée. Un premier intérêt est de maintenir un tube de la seconde série dans le sol pendant sa fixation à un autre tube de la seconde série, au 30 cours du forage. Un autre intérêt est de maintenir les seconds tubes - fixés les uns aux autres - qui sont enfoncés dans le sol pendant le démontage du second tube supérieur. L'invention concerne également une installation de carottage d'un sol comportant : une machine de forage géotechnique selon l'invention ; une pluralité de tubes de forage aptes à être rangés dans les seconds logements ; une pluralité de tubes de carottage aptes à être rangés dans les premiers logements, les tubes de carottage étant configurés pour être introduits dans les tubes de forage et être solidarisés auxdits tubes de forage ; et la machine de forage géotechnique comportant en outre un dispositif de préhension configuré pour saisir et déplacer les tubes de carottage selon l'axe de forage.It is also understood that the second carousel is in the neutral position when entering (or leaving) the first tubes in (out) the barrel. Advantageously, the drilling machine further comprises a gripping device configured to grip and move one of the first tubes. Advantageously, the gripping device passes through the drill head along the axis of drilling. Preferably, but not exclusively, the gripping device is an articulated gripper mounted at the lower end of a cable. This type of device is described in particular in US 3,103,981. The cable and the gripper can thus axially pass through the drill head. Preferably, the displacement of the gripper is coaxial with the drilling axis. It is specified that the gripping device can be brought away from the drill head so as not to impede the gripping by the latter of the second tubes. Preferably, the barrel comprises a single motor for the rotation of the first and second carousels. In a preferred embodiment, the drilling machine has a first motor for rotating the first carousel and a second motor for rotating the second carousel independently of the first carousel. It is specified that the first and second carousels can rotate both clockwise and counterclockwise. According to an advantageous aspect of the invention, the machine further comprises a locking device for locking a tube in the ground. This locking device thus has a locked position in which the translation of the tube is blocked, and an unlocked position. A primary interest is to maintain a second series tube in the soil during attachment to another tube of the second series during drilling. Another interest is to keep the second tubes - attached to each other - which are driven into the ground during disassembly of the second upper tube. The invention also relates to a soil coring installation comprising: a geotechnical drilling machine according to the invention; a plurality of drill pipes adapted to be stored in the second housing; a plurality of core tubes adapted to be stored in the first housing, the core tubes being configured to be introduced into the drill pipe and to be secured to said drill pipe; and the geotechnical drilling machine further comprising a gripping device configured to grasp and move the core tubes along the drill axis.

Cette installation permet de réaliser des carottages d'une longueur très supérieure à celle d'un tube de carottage, et ce sans intervention à proximité de la machine de forage. Une telle installation de forage trouve une application avantageuse dans la réalisation de carottage dans des endroits où l'homme ne peut pas 20 accéder, par exemple au fond de la mer. Avant la réalisation de l'opération de sondage, le barillet de l'installation contient les tubes de carottage vides, ainsi que les tubes de forage. A l'issue de l'opération de sondage, le barillet de l'installation 25 contient les tubes de carottage pleins ainsi que les tubes de forage. De préférence, mais non exclusivement, les tubes de carottage, et les tubes de forage sont similaires à ceux décrits dans le document US 3 103 981. Ce document décrit notamment un exemple de solidarisation d'un tube de carottage à une tube de forage. 3010 72 7 8 De préférence, l'installation est configurée pour être logeable dans un conteneur standard, de type ISO 668 ou ISO 1496, par exemple d'une taille de vingt pouces. L'invention porte également sur un procédé de carottage d'un sol 5 dans lequel : on fournit une installation de carottage selon l'invention ; on introduit dans le sol un premier tube de forage contenant un premier tube de carottage initialement vide; on extrait le premier tube de carottage plein tout en laissant le 10 premier tube de forage dans le sol, on range le premier tube de carottage plein dans un premier logement vide du premier carrousel, puis on fait tourner le premier carrousel; on saisit un deuxième tube de carottage vide rangé dans le premier carrousel, on l'introduit dans le premier tube de forage, et on solidarise le 15 deuxième tube de carottage avec le premier tube de forage ; on connecte la tête de forage à un deuxième tube de forage rangé dans le second carrousel, on extrait le deuxième tube de forage hors du second carrousel et on fixe le deuxième tube de forage au premier tube de forage ; on déplace la tête de forage pour enfoncer dans le sol l'ensemble constitué du premier tube de forage, du deuxième tube de forage et du deuxième tube de carottage vide; on extrait le deuxième tube de carottage plein, tout en laissant les premier et deuxième tubes de forage dans le sol, on range le deuxième 25 tube de carottage plein dans un premier logement vide du premier carrousel. Ces étapes sont répétées jusqu'à remplir le premier carrousel de tubes de carottage pleins. Ensuite, les tubes de forage sont extraits du sol, déconnectés les 30 uns des autres, et rangés dans le second carrousel. Une fois le barillet rempli des tubes de carottage pleins et des tubes de forage, l'installation peut être déplacée, par exemple remontée en surface dans le cas d'un sondage d'un fond marin. Avantageusement, le second carrousel comporte une ouverture 5 permettant le passage radial des tubes de forage au travers du second carrousel. Selon l'invention, avant de saisir le deuxième tube de carottage vide rangé dans le premier carrousel, on fait tourner le second carrousel afin de l'amener en position neutre, c'est-à-dire afin d'amener l'ouverture en regard de l'accès du barillet, et on fait tourner le premier carrousel afin 10 d'amener le deuxième tube de carottage vide en regard de l'accès du barillet. De préférence, pendant la manipulation des tubes de carottage, le ou les tubes de forage disposés dans le sol sont maintenus bloqués dans le sol. 15 Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de la machine de forage selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective du barillet de la machine de forage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective du premier carrousel du 25 barillet de la figure 2 ; - la figure 4A est une vue en perspective du second carrousel du barillet de la figure 2 ; - la figure 4B est une vue en perspective, en coupe axiale, du barillet de la figure 2 ; la figure 5 est une vue latérale en coupe de la machine de la figure 1, un tube de forage étant connecté à la tête de forage ; la figure 6 est une vue latérale en coupe de la machine de la figure 1, un tube de carottage étant saisi par le dispositif de préhension traversant la tête de forage ; la figure 7 est une vue de dessus de la machine de la figure 1, le barillet étant en position dégagée ; la figure 8 est une vue de dessus de la machine de la figure 1, le barillet ayant translaté par rapport à sa position de la figure 7 pour être amené en première position de transfert, l'un des tubes de forge étant disposé sous la tête de forage ; la figure 9 est une vue de dessus de la machine de la figure 1, le barillet étant en position dégagée, et le second carrousel étant en position neutre ; la figure 10 est une vue de dessus de la machine de la figure 1, le barillet ayant translaté par rapport à sa position de la figure 9 pour être amené en seconde position de transfert, l'un des tube de carottage étant disposé sous le dispositif de préhension ; la figure 11A représente de manière schématique le barillet, vu de dessus, et la tête de forage, le second carrousel étant en position neutre ; la figure 11B représente de manière schématique la machine, un tube de forage, dans lequel est logé un premier tube de carottage vide, étant connecté à la tête de forage ; la figure 12 illustre l'étape d'enfoncement dans le sol du tube de forage, avec le premier tube de carottage ; la figure 13 illustre l'étape de blocage du tube de forage, tandis que la figure 14 illustre la remontée de la tête de forage ; les figures 15 et 16 illustrent l'étape d'extraction du premier tube de carottage plein ; la figure 17 illustre le déplacement du barillet vers sa seconde position de transfert ; la figure 18 illustre le déplacement du barillet vers sa position dégagée, après que le premier tube de carottage plein a été placé dans un des premiers logements du premier carrousel ; la figure 19 illustre la rotation du premier carrousel, afin d'amener un deuxième tube de carottage vide en regard de l'ouverture ménagée dans le second carrousel, ce dernier étant en position neutre ; la figure 20 illustre le déplacement du barillet vers sa seconde position de transfert ; les figures 21 et 22 illustrent l'introduction du second tube de carottage vide à l'intérieur du tube de forage maintenu dans le sol ; la figure 23 illustre le retrait du dispositif de préhension ; la figure 24 illustre la rotation du second carrousel afin d'amener un deuxième tube de forage en regard de l'accès du barillet ; - la figure 25A illustre le retour du barillet en position dégagée après la saisie par la tête de forage du second tube de forage ; la figure 25B illustre la connexion du second tube de forage au premier tube de forage ; la figure 26 illustre le déplacement de la tête de forage et l'enfoncement des premier et deuxième tubes de forage dans le sol, ainsi que le remplissage du deuxième tube de carottage ; - la figure 27 illustre l'extraction du deuxième tube de carottage plein ; - la figure 28 illustre la rotation du second carrousel et son amenée en position neutre ; 3010 72 7 12 la figure 29 illustre le retour du barillet en position dégagée, après avoir rangé le deuxième tube de carottage plein dans le premier carrousel ; la figure 30 illustre le barillet à l'issue de l'opération de 5 carottage, tous les premiers logements du premier carrousel étant occupés par des tubes de carottages pleins ; la figure 31 illustre la levée des tubes de forage situés dans le sol ; la figure 32 illustre le blocage des tubes de forage situés dans le 10 sol ; la figure 33 illustre le démontage du tube de forage supérieur du reste des tubes de forage maintenus dans le sol par le dispositif de blocage ; la figure 34 illustre la rotation du second carrousel afin 15 d'amener un deuxième logement libre en regard de l'accès du barillet ; et la figure 35 illustre le retour du barillet en position dégagée après que le tube de forage supérieur a été rangé dans le deuxième logement. 20 Description détaillée de l'invention Sur la figure 1, on a illustré une installation de carottage 10 d'un sol S conforme à la présente invention. Dans cet exemple, l'installation de carottage 10 est configurée pour 25 réaliser une opération de carottage d'un fond marin sans intervention humaine, autre que la commande à distance de ladite installation. L'installation de carottage est commandée depuis un navire auquel elle est reliée. L'installation de carottage 10 permet de réaliser un carottage sur une profondeur d'environ 100 mètres, à l'aide d'une pluralité de tubes de carottage, généralement appelés carottiers. Les tubes de forage initialement vides, et pleins à l'issue de l'opération de carottage sont stockés dans l'installation de carottage. L'installation de carottage 10 comporte une machine de forage 12, qui sera décrite plus en détail ci-dessous, une pluralité de tubes de carottage 14 et une pluralité de tubes de forage 16, et. Les tubes de carottage 14 sont configurés pour être introduits dans les tubes de forage 16 et être solidarisés au premier tube de forage introduit dans le sol, à savoir le tube de forage inférieur 160. On comprend donc que les tubes de forage 16 présentent un diamètre légèrement supérieur au diamètre des tubes de carottage 14. Les tubes de carottage et de forage sont bien connus, notamment du document US 3 103 981, et ne seront pas décrits plus en détail dans la présente demande de brevet.This installation makes it possible to carry out coring of a much greater length than that of a coring tube, and this without intervention near the drilling machine. Such a drilling installation finds an advantageous application in the coring realization in places where the man can not access, for example at the bottom of the sea. Before the realization of the drilling operation, the cylinder of the installation contains the empty coring tubes, as well as the drill pipes. At the end of the boring operation, the barrel of the installation 25 contains the full coring tubes as well as the drill pipes. Preferably, but not exclusively, the coring tubes, and the drill pipes are similar to those described in document US Pat. No. 3,103,981. This document notably describes an example of joining a coring tube to a drill pipe. Preferably, the installation is configured to be housed in a standard container, of ISO 668 or ISO 1496 type, for example of a size of twenty inches. The invention also relates to a method of coring a soil 5 in which: a coring installation according to the invention is provided; a first drill pipe is introduced into the ground containing a first initially empty core tube; extracting the first full core tube while leaving the first drill pipe in the soil, storing the first full core tube in a first empty housing of the first carousel, and then rotating the first carousel; seizing a second empty coring tube stored in the first carousel, introducing it into the first drill pipe, and securing the second coring tube to the first drill pipe; connecting the drill head to a second drill pipe stored in the second carousel, extracting the second drill pipe out of the second carousel and attaching the second drill pipe to the first drill pipe; the drill head is moved to drive into the ground the assembly consisting of the first drill pipe, the second drill pipe and the second empty drill pipe; extracting the second solid core tube, while leaving the first and second drill tubes in the soil, storing the second solid core tube in a first empty housing of the first carousel. These steps are repeated until filling the first carousel of full coring tubes. Then, the drill pipes are extracted from the ground, disconnected from each other, and stored in the second carousel. Once the barrel filled full coring tubes and drill pipes, the installation can be moved, for example up to the surface in the case of a sounding of a seabed. Advantageously, the second carousel comprises an opening 5 allowing the radial passage of the drill pipes through the second carousel. According to the invention, before seizing the second empty coring tube stored in the first carousel, the second carousel is rotated to bring it into a neutral position, that is to say in order to bring the opening into position. With regard to the access of the barrel, the first carousel is rotated in order to bring the second empty coring tube opposite the access of the barrel. Preferably, during the manipulation of the coring tubes, the drilling tube or tubes disposed in the soil are kept locked in the ground. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings, in which: Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the drilling machine according to the present invention; FIG. 2 is a detailed perspective view of the barrel of the drilling machine of FIG. 1; Figure 3 is a perspective view of the first carousel of the barrel of Figure 2; FIG. 4A is a perspective view of the second carousel of the barrel of FIG. 2; FIG. 4B is a perspective view, in axial section, of the barrel of FIG. 2; Figure 5 is a sectional side view of the machine of Figure 1, a drill pipe being connected to the drill head; Figure 6 is a sectional side view of the machine of Figure 1, a coring tube being gripped by the gripper through the drill head; Figure 7 is a top view of the machine of Figure 1, the barrel being in the open position; FIG. 8 is a view from above of the machine of FIG. 1, the barrel having moved relative to its position of FIG. 7 to be brought to the first transfer position, one of the forging tubes being arranged under the head drilling ; Figure 9 is a top view of the machine of Figure 1, the cylinder being in the disengaged position, and the second carousel being in the neutral position; FIG. 10 is a view from above of the machine of FIG. 1, the barrel having moved relative to its position of FIG. 9 to be brought into the second transfer position, one of the coring tube being placed under the device grasping; Figure 11A schematically shows the barrel, seen from above, and the drill head, the second carousel being in the neutral position; Figure 11B schematically shows the machine, a drill pipe, in which is housed a first empty core tube, being connected to the drill head; Figure 12 illustrates the step of driving into the ground of the drill pipe, with the first core tube; Figure 13 illustrates the step of blocking the drill pipe, while Figure 14 illustrates the rise of the drill head; Figures 15 and 16 illustrate the step of extracting the first solid core tube; Figure 17 illustrates the movement of the barrel to its second transfer position; FIG. 18 illustrates the movement of the barrel towards its unobstructed position, after the first solid coring tube has been placed in one of the first housings of the first carousel; FIG. 19 illustrates the rotation of the first carousel, in order to bring a second empty coring tube opposite the opening formed in the second carousel, the latter being in a neutral position; Figure 20 illustrates the movement of the barrel to its second transfer position; Figures 21 and 22 illustrate the introduction of the second empty core tube into the drill pipe held in the ground; Figure 23 illustrates the removal of the gripping device; FIG. 24 illustrates the rotation of the second carousel in order to bring a second drill pipe opposite the access of the barrel; - Figure 25A illustrates the return of the barrel in the released position after the capture by the drill head of the second drill pipe; Fig. 25B illustrates the connection of the second drill pipe to the first drill pipe; FIG. 26 illustrates the displacement of the drill head and the driving of the first and second drill pipe into the ground, as well as the filling of the second drill pipe; - Figure 27 illustrates the extraction of the second full coring tube; - Figure 28 illustrates the rotation of the second carousel and bringing it to the neutral position; FIG. 29 illustrates the return of the barrel in the disengaged position, after storing the second filled coring tube in the first carousel; FIG. 30 illustrates the barrel at the end of the coring operation, all first housings of the first carousel being occupied by solid core tubes; Figure 31 illustrates the lifting of the drill pipes located in the ground; Figure 32 illustrates blocking of the drill pipes located in the soil; Fig. 33 illustrates disassembly of the upper drill pipe from the remainder of the drill pipes held in the ground by the blocking device; Figure 34 illustrates the rotation of the second carousel to bring a second free housing opposite the access of the barrel; and Figure 35 illustrates the return of the barrel in the disengaged position after the upper drill pipe has been stored in the second housing. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In FIG. 1, there is illustrated a drilling rig 10 of a soil S according to the present invention. In this example, the coring installation 10 is configured to perform a coring operation of a seabed without human intervention, other than the remote control of said installation. The coring installation is controlled from a ship to which it is connected. The coring installation 10 allows coring to a depth of about 100 meters, using a plurality of coring tubes, generally called core cores. The initially empty drill pipes, which are filled at the end of the coring operation, are stored in the coring installation. The core drilling apparatus 10 includes a drilling machine 12, which will be described in more detail below, a plurality of core tubes 14 and a plurality of drill pipes 16, and. The coring tubes 14 are configured to be introduced into the drill pipes 16 and to be secured to the first drill pipe introduced into the ground, namely the lower drill pipe 160. It will therefore be understood that the drill pipes 16 have a diameter slightly greater than the diameter of the coring tubes 14. The coring and drilling tubes are well known, in particular from US 3,103,981, and will not be described in more detail in the present patent application.

La machine de forage géotechnique 12 comporte un bâti 20 de forme parallélépipédique dimensionné pour être logé dans un container standard de type ISO 668 ou ISO 1496. Dans cet exemple, l'installation est agencée pour être logeable dans un conteneur de vingt pouces. La machine de forage 12 est reliée au navire par l'intermédiaire d'une conduite 22 dans laquelle passent des flexibles hydrauliques pour l'actionnement des moteurs et actionneurs de la machine. La machine de forage géotechnique 12 comporte en outre une tête de forage 24 qui est rotative autour d'un premier axe A correspondant à l'axe de forage F. La tête de forage 24 est montée sur un chariot 26 mobile en translation le long de rails 28 qui s'étendent parallèlement à l'axe de forage F. Ce chariot 26 constitue des moyens pour déplacer longitudinalement la tête de forage selon l'axe de forage F. Comme on le constate sur la figure 1, le chariot mobile 26 portant la tête de forage 24 se déplace à l'intérieur du bâti 20 selon sensiblement 30 toute sa longueur L.The geotechnical drilling machine 12 comprises a parallelepiped-shaped frame 20 sized to be housed in a standard ISO 668 or ISO 1496 type container. In this example, the installation is arranged to be accommodable in a twenty-inch container. The drilling machine 12 is connected to the ship via a pipe 22 in which hydraulic hoses pass for the actuation of the motors and actuators of the machine. The geotechnical drilling machine 12 further comprises a drilling head 24 which is rotatable about a first axis A corresponding to the drilling axis F. The drilling head 24 is mounted on a carriage 26 movable in translation along rails 28 which extend parallel to the drilling axis F. This carriage 26 constitutes means for moving longitudinally the drill head along the drill axis F. As can be seen in FIG. 1, the mobile carriage 26 carrying the drilling head 24 moves inside the frame 20 along substantially its entire length L.

La machine de forage 12 comporte en outre un barillet 30 qui est rotatif autour d'un second axe B parallèle à l'axe de forage F. Le barillet 30 est également logé à l'intérieur du bâti 20. Sur la figure 2, on constate que le barillet 30 est surmonté d'un 5 capot 32, en forme générale de disque, qui comporte une découpe radiale formant un accès 34. Conformément à l'invention, le barillet 30 comporte un premier carrousel 40 et un second carrousel 60 distinct du premier carrousel. Le premier carrousel 40 est illustré sur la figure 3, tandis que le 10 second carrousel 60 est illustré sur la figure 4. Les premier et second carrousels 40, 60 sont coaxiaux et agencés pour pivoter l'un par rapport à l'autre autour du second axe B. Plus précisément, le premier carrousel 40 est disposé à l'intérieur du second carrousel 60. En se référant à la figure 3, on constate que le premier carrousel 15 40 comporte une partie inférieure 42, dans cet exemple en forme de touret, et une partie supérieure 44 en forme de disque qui est reliée à la partie inférieure en forme de touret par l'intermédiaire de montants longitudinaux 46 parallèles à l'axe de rotation du barillet. La partie inférieure 42 est munie d'une pluralité d'orifices 48a 20 ménagés dans un premier disque 50 de la partie inférieure 42. La partie inférieure 42 comporte en outre un second disque 52 disposé sous le premier disque 50, ce second disque étant dépourvu d'orifices. La partie supérieure 44 comporte quant à elle une pluralité d'échancrures 48b qui s'étendent selon la circonférence du premier carrousel 40. 25 En se référant à la figure 4A, on constate que le second carrousel 60 comporte une partie cylindrique creuse inférieure 62 et une partie en forme de disque supérieure 64 reliée à la partie inférieure 62 par le biais de deux montants longitudinaux 66 qui sont parallèles à l'axe de rotation du barillet 30.The drilling machine 12 further comprises a barrel 30 which is rotatable about a second axis B parallel to the drill axis F. The barrel 30 is also housed inside the frame 20. In FIG. notes that the barrel 30 is surmounted by a cover 32, generally disk-shaped, which comprises a radial cut forming an access 34. In accordance with the invention, the barrel 30 comprises a first carousel 40 and a second carousel 60 distinct of the first carousel. The first carousel 40 is illustrated in FIG. 3, while the second carousel 60 is illustrated in FIG. 4. The first and second carousels 40, 60 are coaxial and arranged to pivot relative to each other around the second axis B. More precisely, the first carousel 40 is disposed inside the second carousel 60. Referring to FIG. 3, it can be seen that the first carousel 40 comprises a lower portion 42, in this example in the form of drum, and a disk-shaped upper portion 44 which is connected to the lower part in the form of drum by means of longitudinal uprights 46 parallel to the axis of rotation of the barrel. The lower portion 42 is provided with a plurality of orifices 48a 20 formed in a first disk 50 of the lower portion 42. The lower portion 42 further comprises a second disk 52 disposed under the first disk 50, this second disk being devoid of orifices. The upper portion 44 has a plurality of indentations 48b which extend along the circumference of the first carousel 40. Referring to FIG. 4A, it can be seen that the second carousel 60 has a lower hollow cylindrical portion 62 and an upper disk-shaped part 64 connected to the lower part 62 by means of two longitudinal uprights 66 which are parallel to the axis of rotation of the cylinder 30.

La partie inférieure 62 comporte une pluralité d'orifices 68a qui s'étendent selon la circonférence du second carrousel, tandis que la partie supérieure 64 comporte une pluralité d'échancrures 68b qui s'étendent également selon la circonférence du second carrousel.The lower portion 62 has a plurality of orifices 68a that extend along the circumference of the second carousel, while the upper portion 64 has a plurality of notches 68b that also extend along the circumference of the second carousel.

La partie inférieure 62 du second carrousel 60 est creuse et débouchante de manière à recevoir le premier carrousel 40. Comme on le constate sur la figure 4b, le premier carrousel 40 est logé à l'intérieur du second carrousel 60. Le diamètre du premier carrousel 40 est inférieur au diamètre du second carrousel 60.The lower portion 62 of the second carousel 60 is hollow and opens to receive the first carousel 40. As seen in Figure 4b, the first carousel 40 is housed inside the second carousel 60. The diameter of the first carousel 40 is smaller than the diameter of the second carousel 60.

Comme on le comprend à l'aide de la figure 4B, les orifices 48a et les échancrures 48b du premier carrousel 40 forment des premiers logements 48 pour recevoir les tubes de carottage 14. De manière similaire, les orifices 68a et 68b du second carrousel 60 forment des seconds logements 68 pour recevoir les tubes de forage 16.As can be understood from FIG. 4B, the orifices 48a and the notches 48b of the first carousel 40 form first housings 48 for receiving the coring tubes 14. Similarly, the orifices 68a and 68b of the second carousel 60 form second housings 68 for receiving the drill pipes 16.

Les premier et second logements 48, 68 s'étendent selon la direction axiale du barillet. Comme on le constate sur les figures 3 et 4A, les premiers logements sont disposés les uns à côté des autres selon une première ligne circulaire, tandis que les seconds logements sont disposés les uns à côté des autres selon une seconde ligne circulaire, les première et seconde lignes circulaires étant concentriques. On note également que le diamètre de la première ligne circulaire est inférieur au diamètre de la seconde ligne circulaire, de sorte que les seconds logements sont disposés autour des premiers logements.The first and second housings 48, 68 extend in the axial direction of the barrel. As can be seen in FIGS. 3 and 4A, the first housings are arranged next to each other along a first circular line, while the second housings are arranged next to each other along a second circular line, the first and second circular lines being concentric. It is also noted that the diameter of the first circular line is smaller than the diameter of the second circular line, so that the second housing is arranged around the first housing.

Aussi, dans le barillet, les tubes de forage sont disposés en périphérie extérieure du barillet et entourent les tubes de carottage. Selon un aspectavantageux de l'invention, le second carrousel 60 comporte une ouverture 70, radialement traversante permettant aux tubes de carottage 14 d'être extraits ou introduits radialement dans le premier carrousel 40 en passant au travers de l'ouverture 70. Dans cet exemple, l'ouverture 70 est constituée d'une fente 70a ménagée dans la partie inférieure 62 du second carrousel 60, et d'une découpe 70b réalisée dans le disque de la partie supérieure 64, cette découpe présentant une profondeur radiale supérieure à la profondeur radiale des échancrures 48b du premier carrousel 40. Cet aspect avantageux sera explicité plus en détail ci-après. En se référant à la figure 5, on constate que la machine comporte un premier moteur 80 pour faire tourner le premier carrousel 40 et un second moteur 82 pour faire tourner le second carrousel 60, 10 indépendamment du premier carrousel 40. Sur la figure 5, un des tubes de forage 16' est connecté à la tête de forage 24. On comprend que le déplacement du chariot 26 permet de déplacer le tube de forage selon l'axe de forage F. La machine de forage comporte en outre un dispositif de 15 préhension 90 qui est configuré pour saisir les tubes de carottage dans le barillet 30, et les déplacer selon l'axe de forage F. Le dispositif de préhension 90 comporte, comme on l'a représenté sur la figure 6, un actionneur 92, permettant la montée et la descente d'une pince 94 reliée à l'extrémité inférieure d'un câble 96. Le câble 96 20 est relié à une poulie actionnée par un moteur non représenté ici. La poulie est fixée au bâti 20, au-dessus de la tête de forage. La portion déroulée du câble s'étend selon la direction de forage F tout en traversant la tête de forage. On comprend donc que le dispositif de préhension 90 permet en 25 particulier d'introduire les tubes de carottage 14 vides à l'intérieur des tubes de forage 16 préalablement enfoncés dans le sol S. Le dispositif de préhension permet également d'extraire les tubes de carottage pleins hors des tubes de forage. A l'aide des figures 7 et 10, on va maintenant décrire les moyens 30 de connexion 100 de la machine de forage 12 qui permettent de connecter la tête de forage 24 avec l'un des tubes de forage 16 contenus dans le barillet 30. Les figures 7 à 10 représentent l'installation de carottage en vue de dessus. L'axe de rotation B du barillet est donc perpendiculaire au plan du dessin. Sur la figure 7, le barillet est dans sa position dégagée. Le tube de forage 16' rangé dans le second carrousel est positionné en regard de l'accès 34. Les moyens de connexion 100 comportent des moyens de déplacement 102, 104, en l'espèce des vérins hydrauliques, qui permettent de positionner la tête de forage au dessus du barillet. Plus précisément, dans cet exemple, les moyens de déplacement 102, 104 sont configurés pour déplacer le barillet par rapport au bâti 20 selon une direction X qui est perpendiculaire à l'axe de rotation B du barillet. L'actionnement des vérins 102, 104 permet donc d'amener le tube de forage 16' en dessous de la tête de forage 24 de manière à positionner l'axe longitudinal C du tube de forage 16' de manière coaxiale à l'axe de forage F, comme cela est illustré sur la figure 8. La position du barillet prise dans la figure 8 est appelée première position de transfert Les moyens de connexion 100 comportent en outre un dispositif d'extraction 110, mieux visible sur la figure 2, qui a pour fonction de soulever légèrement le tube de forage 16' selon la direction axiale du barillet afin de l'amener vers la tête de forage 24. Le dispositif d'extraction 110 comporte une palette 112 actionnée par un vérin 114 qui permet de soulever légèrement le tube de forage, ce dernier traversant axialement l'accès 34 pour venir se connecter à la tête de forage 24 lorsque le barillet est dans sa première position de transfert. Après la connexion du tube de forage 16' à la tête de forage 24, les vérins 102, 104 sont actionnés de manière à éloigner le barillet de la tête de forage, afin de l'amener dans la position dégagée de la figure 7.Also, in the barrel, the drill tubes are disposed at the outer periphery of the barrel and surround the coring tubes. According to a preferred aspect of the invention, the second carousel 60 has a radially through opening 70 allowing the coring tubes 14 to be extracted or introduced radially into the first carousel 40 while passing through the opening 70. In this example , the opening 70 consists of a slot 70a formed in the lower portion 62 of the second carousel 60, and a cut 70b made in the disk of the upper portion 64, this cut having a radial depth greater than the radial depth notches 48b of the first carousel 40. This advantageous aspect will be explained in more detail below. Referring to FIG. 5, it can be seen that the machine comprises a first motor 80 for rotating the first carousel 40 and a second motor 82 for rotating the second carousel 60, independently of the first carousel 40. In FIG. one of the drill pipes 16 'is connected to the drill head 24. It will be understood that the displacement of the carriage 26 makes it possible to move the drill pipe along the drill axis F. The drilling machine further comprises a device 15 gripper 90 which is configured to grip the coring tubes in the barrel 30, and move them along the drill axis F. The gripper 90 comprises, as shown in Figure 6, an actuator 92, allowing the raising and lowering of a clamp 94 connected to the lower end of a cable 96. The cable 96 is connected to a pulley actuated by a motor not shown here. The pulley is attached to the frame 20, above the drill head. The unrolled portion of the cable extends in the direction of drilling F while crossing the drill head. It will thus be understood that the gripping device 90 makes it possible in particular to introduce the empty coring tubes 14 into the inside of the drill pipes 16 previously sunk into the ground S. The gripping device also makes it possible to extract the tubes full coring out of the drill pipes. With the help of Figures 7 and 10, will now be described the connection means 100 of the drilling machine 12 which allow to connect the drill head 24 with one of the drill tubes 16 contained in the barrel 30. Figures 7 to 10 show the coring installation in top view. The axis of rotation B of the barrel is therefore perpendicular to the plane of the drawing. In Figure 7, the barrel is in its released position. The drill pipe 16 'stored in the second carousel is positioned opposite the access 34. The connection means 100 comprise displacement means 102, 104, in this case hydraulic cylinders, which allow positioning of the head. drilling above the barrel. More specifically, in this example, the displacement means 102, 104 are configured to move the barrel relative to the frame 20 in a direction X which is perpendicular to the axis of rotation B of the barrel. The actuation of the cylinders 102, 104 thus makes it possible to bring the drill pipe 16 'below the drill head 24 so as to position the longitudinal axis C of the drill pipe 16' coaxially with the drilling F, as shown in Figure 8. The position of the barrel taken in Figure 8 is called the first transfer position The connection means 100 further comprise an extraction device 110, better visible in Figure 2, which has the function of slightly lifting the drill pipe 16 'in the axial direction of the barrel to bring it to the drill head 24. The extraction device 110 comprises a pallet 112 actuated by a jack 114 which allows to lift slightly the drill pipe, the latter axially through the access 34 to connect to the drill head 24 when the cylinder is in its first transfer position. After connecting the drill pipe 16 'to the drill head 24, the cylinders 102, 104 are actuated to move the barrel away from the drill head, to bring it into the disengaged position of FIG. 7.

A l'aide des figures 9 et 10, on va maintenant décrire la saisie d'un des tubes de carottage 14' rangé dans le premier carrousel 40 du barillet 30. Sur la figure 9, le barillet 30 est en position dégagée. Le second 5 carrousel 60 est pivoté autour de l'axe B afin d'amener la découpe 70b de l'ouverture 70 en regard de l'accès 34. Comme on le comprend à l'aide de la figure 9, la découpe 70b est réalisée de telle manière que, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation B du barillet 30, la découpe 70b découvre l'échancrure 48b du premier logement 48 dans 10 lequel le tube de carottage 14' est rangé. On comprend donc que la profondeur radiale de la découpe 70b est supérieure à celle des échancrures 68b dans laquelle viennent se loger les tubes de forage 16. La position du second carrousel 60, dans laquelle la découpe 70b de l'ouverture 70 est en regard de l'accès 34, est appelée position neutre 15 du second carrousel. C'est dans cette position neutre que l'on peut extraire les tubes de carottage radialement hors du barillet. Après que le second carrousel a été amené en position neutre, et qu'un tube de carottage vide a été amené, par rotation du premier carrousel, en regard de l'ouverture 70, cette dernière étant elle-même en 20 regard de l'accès 34 du barillet, les vérins 102, 104 sont actionnés de manière à translater le barillet pour l'amener dans une seconde position de transfert illustrée sur la figure 10. Dans cette seconde position de transfert, l'axe D du tube de carottage 14' est coaxial à l'axe F de forage. C'est dans cette disposition 25 que le dispositif de préhension 90, par le biais de la pince 94, saisit l'extrémité supérieure du tube de carottage 14'. Après la saisie du tube de carottage 14' par le dispositif de préhension 90, le barillet 30 est ramené en position dégagée de la figure 9, grâce à l'actionnement des vérins 102, 104.With the help of Figures 9 and 10, we will now describe the seizure of one of the coring tubes 14 'stored in the first carousel 40 of the cylinder 30. In Figure 9, the barrel 30 is in the disengaged position. The second carousel 60 is pivoted about the axis B to bring the cutout 70b of the opening 70 opposite the access 34. As can be understood from FIG. 9, the cutout 70b is in such a way that, considered in a plane perpendicular to the axis of rotation B of the barrel 30, the cutout 70b uncovers the notch 48b of the first housing 48 in which the coring tube 14 'is stored. It is therefore understood that the radial depth of the cutout 70b is greater than that of the notches 68b in which the drilling tubes 16 are housed. The position of the second carousel 60, in which the cutout 70b of the opening 70 is opposite access 34 is called the neutral position 15 of the second carousel. It is in this neutral position that one can extract the core tubes radially out of the barrel. After the second carousel has been brought to the neutral position, and an empty coring tube has been brought, by rotation of the first carousel, facing the opening 70, the latter itself being facing the access 34 of the barrel, the cylinders 102, 104 are actuated to translate the barrel to bring it to a second transfer position shown in Figure 10. In this second transfer position, the axis D of the coring tube 14 is coaxial with the drilling axis F. It is in this arrangement 25 that the gripping device 90, through the gripper 94, grasps the upper end of the coring tube 14 '. After seizing the coring tube 14 'by the gripping device 90, the barrel 30 is returned to the disengaged position of FIG. 9, thanks to the actuation of the jacks 102, 104.

En se référant à nouveau aux figures 5 et 6, on précise que la machine de forage 12 comporte en outre un dispositif de blocage 130, disposé en partie inférieure du bâti permettant de bloquer un tube de forage 130 enfoncé dans le sol S. Ce dispositif de blocage est muni de mors. Il présente une position verrouillée et une position déverrouillée. A l'aide des figures 11 à 35, on va maintenant décrire plus en détail le procédé de carottage du sol S conforme à l'invention mis en oeuvre à l'aide de l'installation de carottage 10 précédemment décrite. Par soucis de simplicité, seuls le barillet 30, la tête de forage 24, le dispositif de préhension 90, le dispositif de blocage 130 sont illustrés, de manière schématique. Le barillet 30 est représenté en vue de dessus. Dans cet exemple, le barillet 30 est initialement équipé de trente-deux tubes de forage 16, et de trente-deux tubes de carottage 14. Bien entendu, avant les opérations de carottage, les tubes de carottage 14 sont vides. Dans l'exemple de la figure 11B, un premier tube de forage 160 dans lequel est logé un premier tube de carottage 141 vide, est connecté à la tête de forage 24. Le dispositif de préhension 90 est rétracté, la pince 94 étant située au dessus de la tête de forage. Le dispositif de blocage 130 est en position déverrouillé. On introduit alors dans le sol S le premier tube de forage 160 contenant le premier tube de carottage 141 vide en déplaçant vers le bas la tête de forage 24 selon l'axe de forage F tel que cela est représenté sur la figure 12. A l'issue de l'introduction dans le sol du premier tube de forage 160 contenant le premier tube de carottage 141, ce dernier s'est rempli. Le premier tube de carottage 141 plein est illustré en noir sur la figure 12. Le dispositif de blocage 130 est ensuite actionné afin de bloquer le premier tube de forage 160 dans le sol. Cette étape, illustrée sur la figure 13, est toutefois optionnelle.Referring again to FIGS. 5 and 6, it is pointed out that the drilling machine 12 further comprises a blocking device 130 disposed at the bottom of the frame for blocking a drill pipe 130 driven into the ground S. This device blocking device is equipped with jaws. It has a locked position and an unlocked position. With the help of Figures 11 to 35, will now be described in greater detail the soil coring method S according to the invention implemented using the coring installation 10 described above. For the sake of simplicity, only the barrel 30, the drill head 24, the gripping device 90, the locking device 130 are schematically illustrated. The barrel 30 is shown in plan view. In this example, the barrel 30 is initially equipped with thirty-two drill pipes 16, and thirty-two coring tubes 14. Of course, before the coring operations, the coring tubes 14 are empty. In the example of FIG. 11B, a first drilling tube 160 in which is housed a first empty coring tube 141, is connected to the drill head 24. The gripping device 90 is retracted, the clamp 94 being located at above the drill head. The locking device 130 is in the unlocked position. The first drill pipe 160 containing the first empty coring tube 141 is then introduced into the soil S by moving the drilling head 24 downwards along the drill axis F as shown in FIG. After the introduction into the ground of the first drill pipe 160 containing the first core tube 141, the latter has filled up. The first core tube 141 solid is illustrated in black in Figure 12. The blocking device 130 is then actuated to block the first drill pipe 160 in the ground. This step, illustrated in FIG. 13, is however optional.

Ensuite, comme illustré sur la figure 14, la tête de forage 24 est remontée. Le dispositif de préhension est ensuite actionné de manière à faire descendre la pince 94 au travers du tube de forage 160 afin de venir saisir le tube de carottage 141. Cette étape est illustrée sur la figure 15.Then, as illustrated in Figure 14, the drill head 24 is raised. The gripping device is then actuated so as to lower the clamp 94 through the drill pipe 160 in order to enter the coring tube 141. This step is illustrated in FIG. 15.

Ensuite, comme illustré sur la figure 16, le dispositif de préhension est actionné de manière à relever la pince 94 fixée au tube de carottage plein 141, le premier tube de forage 160 étant maintenu dans le sol 16 par le biais du dispositif de blocage 130. Le barillet 30 est ensuite amené de sa position dégagée à sa seconde position de transfert afin que le premier tube de carottage 141 plein soit rangé dans le premier carrousel 40. On comprend donc que le premier tube de carottage 141 traverse radialement le second carrousel 60 par l'ouverture 70 pour être amené dans un premier logement vide 481 du premier carrousel.Then, as illustrated in FIG. 16, the gripping device is actuated to raise the clamp 94 attached to the solid core tube 141, the first drill tube 160 being held in the ground 16 by means of the blocking device 130 The barrel 30 is then moved from its unobstructed position to its second transfer position so that the first coring tube 141 solid is stored in the first carousel 40. It will therefore be understood that the first coring tube 141 passes radially through the second carousel 60 through the opening 70 to be brought into a first empty housing 481 of the first carousel.

Une fois le premier tube de carottage 141 plein rangé dans le premier carrousel 40, le barillet 30 est ramené en position dégagée, comme illustré sur la figure 18. Puis on fait pivoter le premier carrousel 40 d'un cran de manière à amener un deuxième tube de carottage 142 vide en regard de l'ouverture 70 (figure 19). Le barillet 30 est ensuite amené dans sa seconde position de transfert afin que le dispositif de préhension 90 saisisse le deuxième tube de carottage 142 vide (figure 20). Sur les figures 21 et 22, on a illustré l'introduction du deuxième 25 tube de carottage 142 vide dans le premier tube de forage 160 maintenu dans le sol 16. Après que le deuxième tube de carottage 142 a été introduit dans le premier tube de forage 160, on solidarise le deuxième tube de carottage 142 avec le premier tube de forage 160. La pince 94 du 30 dispositif de préhension 90 est ramenée en position rétractée (figure 23).Once the first coring tube 141 is fully packed in the first carousel 40, the barrel 30 is returned to the disengaged position, as illustrated in FIG. 18. The first carousel 40 is then pivoted one notch to bring a second one. empty core tube 142 opposite the opening 70 (FIG. 19). The barrel 30 is then moved to its second transfer position so that the gripper 90 grasps the second hollow core tube 142 (FIG. 20). In FIGS. 21 and 22, there is illustrated the introduction of the second hollow core tube 142 into the first drill pipe 160 held in the ground 16. After the second core tube 142 has been introduced into the first core tube 142, drilling 160, the second coring tube 142 is secured to the first drill pipe 160. The gripper 94 of the gripping device 90 is brought back into the retracted position (FIG. 23).

Comme illustré sur la figure 24, le second carrousel est pivoté d'un cran de manière à amener un deuxième tube de forage 161 en regard de l'accès 34 du barillet 30. Le barillet est alors amené en première position de transfert afin de connecter la tête de forage 24 au deuxième tube de forage 161 (figure 25B). Le barillet 30 est ensuite ramené en position dégagée (figure 25A). La tête de forage 24 est déplacée de manière à connecter l'extrémité inférieure du deuxième tube de forage 161 à l'extrémité supérieure du premier tube de forage 16o maintenu dans le sol (figure 10 25B). Une fois le premier tube de forage 160 connecté au deuxième tube de forage 161, le dispositif de blocage est amené en position déverrouillée. Puis la tête de forage 24 est déplacée vers le bas selon l'axe de forage de manière à introduire dans le sol le premier tube de forage, le 15 deuxième tube de forage et le deuxième tube de carottage 142. Comme on le comprend à l'aide de la figure 26, suite à l'enfoncement dans le sol du deuxième tube de forage 161, le deuxième tube de carottage 142 se remplit. Après avoir verrouillé, à l'aide du dispositif de blocage 130, le 20 deuxième tube de forage 161 dans le sol, on extrait le deuxième tube de carottage 142 plein à l'aide du dispositif de préhension 90 (figure 27). Comme illustré sur la figure 28, le second carrousel est pivoté de manière à l'amener en position neutre. Puis, comme illustré sur la figure 29, le barillet est amené en seconde position de transfert afin que le 25 deuxième tube de carottage 142 plein soit rangé dans le logement vide du premier carrousel qui était précédemment occupé par le deuxième tube de carottage 142 vide. Dans cet exemple, les étapes décrites ci-dessus sont successivement répétées jusqu'à ce que tous les tubes de carottage 14 30 pleins soient rangés dans le premier carrousel 40. L'étape suivante consiste à récupérer les tubes de forage et les ranger dans le second carrousel. Sur la figure 31 on a illustré le début de l'extraction des tubes de forage. A l'aide de la tête de forage, on extrait du sol le trente-troisième tube de forage 1632, qui est connecté aux autres tubes de forage. Une fois le trente-troisième tube de forage sorti du sol, on actionne le dispositif de blocage 130 afin de maintenir dans le sol le trente-deuxième tube de forage connecté aux autres tubes de forage. On désolidarise le trente-troisième tube de forage 1632 (figure 33). On fait tourner le second carrousel afin d'amener un logement libre du second carrousel en regard de l'accès 34 du barillet (figure 34) puis on amène le barillet 30 en première position de transfert afin de ranger le trente-troisième tube de forage 1632 dans le second carrousel. Le barillet est ensuite ramené en position dégagée (figure 35). On répète ces étapes de manière à extraire 15 et ranger successivement les tubes de forage dans le second carrousel. L'installation de carottage est ensuite remontée en surface afin de procéder au traitement des carottes.As illustrated in FIG. 24, the second carousel is pivoted one notch so as to bring a second drilling tube 161 opposite the access 34 of the barrel 30. The barrel is then brought to the first transfer position in order to connect the drilling head 24 to the second drill pipe 161 (Figure 25B). The barrel 30 is then returned to the disengaged position (FIG. 25A). The drill head 24 is moved to connect the lower end of the second drill pipe 161 to the upper end of the first drill pipe 16o held in the ground (Fig. 25B). Once the first drill pipe 160 is connected to the second drill pipe 161, the blocking device is brought into the unlocked position. Then the drill head 24 is moved down along the drill axis so as to introduce into the ground the first drill pipe, the second drill pipe and the second drill pipe 142. As can be understood from FIG. With the aid of Figure 26, following the insertion into the ground of the second drill pipe 161, the second coring pipe 142 fills. After locking the second drill pipe 161 in the ground with the aid of the blocking device 130, the second coring tube 142 is extracted with the aid of the gripping device 90 (FIG. 27). As illustrated in FIG. 28, the second carousel is pivoted so as to bring it into a neutral position. Then, as illustrated in FIG. 29, the barrel is moved to the second transfer position so that the second full coring tube 142 is stored in the empty housing of the first carousel that was previously occupied by the second empty core tube 142. In this example, the steps described above are successively repeated until all of the solid core tubes 14 are stowed in the first carousel 40. The next step is to retrieve the drill tubes and store them in the second carousel. In Figure 31 there is illustrated the beginning of the extraction of the drill pipes. Using the drill head, the thirty-third drill pipe 1632, which is connected to the other drill pipes, is extracted from the ground. Once the thirty-third drill pipe has come out of the ground, the blocking device 130 is actuated so as to keep in the ground the thirty-second drill pipe connected to the other drill pipes. The thirty-third drill pipe 1632 is disassociated (FIG. 33). The second carousel is rotated to bring a free housing of the second carousel opposite the access 34 of the barrel (Figure 34) and the barrel 30 is brought to the first transfer position to store the thirty-third drill pipe 1632 in the second carousel. The barrel is then returned to the unobstructed position (Figure 35). These steps are repeated in order to extract and store the drill tubes successively in the second carousel. The coring installation is then raised to the surface in order to proceed with the processing of the cores.

Claims (13)

REVENDICATIONS1. Machine de forage géotechnique (12) comportant : une tête de forage (24) rotative autour d'un premier axe ; des moyens pour déplacer longitudinalement la tête de forage selon un axe de forage (F), parallèle au premier axe ; un barillet (30) rotatif autour d'un second axe (B), parallèle au premier axe (A), ledit barillet comportant une pluralité de premiers logements (48a, 48b) pour recevoir une première série de tubes (14), les premiers tubes (14), et une pluralité de seconds logements (68a,68b) pour recevoir une seconde série de tubes (16), les deuxièmes tubes (16), les premiers logements étant disposés les uns à côté des autres selon une première ligne circulaire, tandis que les seconds logements sont disposés les uns à côté des autres selon une seconde ligne circulaire, les première et seconde lignes circulaires étant concentriques, le diamètre de la première ligne circulaire étant inférieur au diamètre de la seconde ligne circulaire de sorte que les seconds logements sont disposés autour des premiers logements, le barillet comportant un accès (34) permettant la sortie des tubes hors des premier et seconds logements ; des moyens de connexion (100) pour connecter la tête de forage (24) au moins avec l'un des seconds tubes (16) contenus dans le barillet (30) ; la machine de forage étant caractérisée en ce que le barillet (30) comporte un premier carrousel (40) et au moins un second carrousel (60), distinct du premier carrousel, les premier et second carrousels (40,60) étant coaxiaux et agencés pour pivoter l'un par rapport à l'autre autour du second axe (4b), le premier carrousel étant disposé à l'intérieur du second carrousel et comprenant lespremiers logements, tandis que le second carrousel comprend les seconds logements.REVENDICATIONS1. A geotechnical drilling machine (12) comprising: a drilling head (24) rotatable about a first axis; means for longitudinally moving the drill head along a drill axis (F), parallel to the first axis; a barrel (30) rotatable about a second axis (B), parallel to the first axis (A), said barrel having a plurality of first housings (48a, 48b) for receiving a first series of tubes (14), the first tubes (14), and a plurality of second housings (68a, 68b) for receiving a second series of tubes (16), the second tubes (16), the first housings being arranged next to each other in a first circular line , while the second housings are arranged next to each other along a second circular line, the first and second circular lines being concentric, the diameter of the first circular line being smaller than the diameter of the second circular line so that the second housing are arranged around the first housing, the cylinder having an access (34) for the output of the tubes out of the first and second housing; connecting means (100) for connecting the drill head (24) with at least one of the second tubes (16) contained in the barrel (30); the drilling machine being characterized in that the barrel (30) comprises a first carousel (40) and at least one second carousel (60), distinct from the first carousel, the first and second carousels (40,60) being coaxial and arranged for pivoting relative to each other about the second axis (4b), the first carousel being disposed within the second carousel and comprising the first housing, while the second carousel comprises the second housing. 2. Machine de forage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de connexion (100) comportent en outre des moyens (102,104) de déplacement pour positionner la tête de forage au-dessus du barillet.2. Drilling machine according to claim 1, characterized in that the connection means (100) further comprises displacement means (102, 104) for positioning the drill head above the barrel. 3. Machine de forage selon la revendication 2, dans laquelle les moyens de déplacement (102,104) sont configurés pour déplacer le barillet selon une direction (X) perpendiculaire au second axe (B), afin de positionner l'accès du barillet en dessous de la tête de forage.3. Drilling machine according to claim 2, wherein the displacement means (102, 104) are configured to move the barrel in a direction (X) perpendicular to the second axis (B), in order to position the access of the barrel below the drill head. 4. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de connexion (100) comportent en outre un dispositif d'extraction (110) pour soulever au moins l'un des seconds tubes vers la tête de forage.4. Drilling machine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the connection means (100) further comprises an extraction device (110) for lifting at least one of the second tubes to the drill head. 5. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le second carrousel (60) comporte au moins une ouverture (70) radialement traversante permettant aux premiers tubes d'être extraits ou introduits radialement dans le premier carrousel en passant au travers de ladite ouverture.5. drilling machine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the second carousel (60) comprises at least one opening (70) radially through allowing the first tubes to be extracted or introduced radially into the first carousel passing through said opening. 6. Machine de forage selon la revendication 5, caractérisée en ce que le second carrousel présente une position neutre dans laquelle l'ouverture (70) est positionnée en regard de l'accès (34) du barillet. 3010 72 7 256. Drilling machine according to claim 5, characterized in that the second carousel has a neutral position in which the opening (70) is positioned opposite the access (34) of the barrel. 3010 72 7 25 7. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de préhension (90) configuré pour saisir et déplacer l'un des premiers tubes. 57. Drilling machine according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a gripping device (90) configured to grasp and move one of the first tubes. 5 8. Machine de forage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de préhension (90) traverse la tête de forage (24) selon l'axe de forage (F). 108. Drilling machine according to claim 7, characterized in that the gripping device (90) passes through the drill head (24) along the drill axis (F). 10 9. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier moteur (80) pour faire tourner le premier carrousel (40) et un second moteur (82) pour faire tourner le second carrousel (60) indépendamment du premier carrousel (40). 159. Drilling machine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a first motor (80) for rotating the first carousel (40) and a second motor (82) for rotating the second carousel ( 60) independently of the first carousel (40). 15 10.Machine de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de blocage (130) pour bloquer au moins un tube enfoncé dans le sol. 2010.Drilling machine according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it further comprises a locking device (130) for locking at least one tube driven into the ground. 20 11.Installation de carottage (10) d'un sol (S) comportant : une machine de forage géotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes ; une pluralité de tubes de forage (16) aptes à être rangés dans les seconds logements ; 25 une pluralité de tubes de carottage (14) aptes à être rangés dans les premiers logements, les tubes de carottage étant configurés pour être introduits dans les tubes de forage et être solidarisés auxdits tubes de forage ; et 3010 72 7 26 la machine de forage, comportant en outre un dispositif de préhension (90) configuré pour saisir et déplacer les tubes de carottage selon l'axe de forage. 511.Installation of coring (10) of a soil (S) comprising: a geotechnical drilling machine according to any one of the preceding claims; a plurality of drill pipes (16) able to be stored in the second housing; A plurality of coring tubes (14) capable of being stored in the first housings, the coring tubes being configured to be inserted into the drill pipes and secured to said drill pipes; and the drilling machine, further comprising a gripper (90) configured to grasp and move the core tubes along the drill axis. 5 12.Procédé de carottage d'un sol (S) dans lequel : on fournit une installation de carottage (10) selon la revendication 11 ; on introduit dans le sol un premier tube de forage (16o) contenant un premier tube de carottage (141) vide; 10 on extrait le premier tube de carottage plein tout en laissant le premier tube de forage dans le sol, on range le premier tube de carottage plein dans un premier logement vide du premier carrousel, puis on fait tourner le premier carrousel; on saisit un deuxième tube de carottage vide rangé dans le 15 premier carrousel, on l'introduit dans le premier tube de forage, et on solidarise le deuxième tube de carottage avec le premier tube de forage ; on connecte la tête de forage à un deuxième tube de forage rangé dans le second carrousel, on extrait le deuxième tube de 20 forage hors du second carrousel et on fixe le deuxième tube de forage au premier tube de forage ; on déplace la tête de forage pour enfoncer dans le sol l'ensemble constitué du premier tube de forage, du deuxième tube de forage et du deuxième tube de carottage vide; 25 on extrait le deuxième tube de carottage plein, tout en laissant les premier et deuxième tubes de forage dans le sol, on range le deuxième tube de carottage plein dans un premier logement vide du premier carrousel.12. A method of coring a soil (S) in which: providing a coring installation (10) according to claim 11; a first drill pipe (16o) containing a first hollow core tube (141) is introduced into the soil; Extracting the first full core tube while leaving the first drill pipe in the soil, storing the first full core tube in a first empty housing of the first carousel, and then rotating the first carousel; a second empty coring tube stored in the first carousel is seized, introduced into the first drill pipe, and the second coring tube is secured to the first drill pipe; connecting the drill head to a second drill pipe stored in the second carousel, extracting the second drill pipe from the second carousel and attaching the second drill pipe to the first drill pipe; the drill head is moved to drive into the ground the assembly consisting of the first drill pipe, the second drill pipe and the second empty drill pipe; Extracting the second solid core tube, while leaving the first and second drill tubes in the soil, storing the second full core tube in a first empty housing of the first carousel. 13.Procédé de carottage selon la revendication 12, dans lequel le second carrousel comporte une ouverture permettant le passage radial des tubes de forage au travers du second carrousel, procédé dans lequel, avant de saisir le deuxième tube de carottage vide rangé dans le premier carrousel, on fait tourner le second carrousel afin d'amener l'ouverture en regard de l'accès du barillet, et on fait tourner le premier carrousel afin d'amener le deuxième tube de carottage vide en regard de l'ouverture.13.The coring method according to claim 12, wherein the second carousel has an opening for the radial passage of the drill pipe through the second carousel, in which process, before grasping the second empty core tube stored in the first carousel. the second carousel is rotated to bring the opening opposite the access of the barrel, and the first carousel is rotated to bring the second empty coring tube opposite the opening.
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