FR3026041A1 - Appareil de perforation hydraulique destine a la perforation de trous de mine - Google Patents

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Abstract

Cet appareil de perforation hydraulique (2) comportant un carter (3) comprenant une partie avant (4), un emmanchement (6) comportant un conduit d'injection de fluide (12) et destiné à être couplé à au moins une barre de forage équipée d'un outil, l'emmanchement (6), un piston de frappe (5) monté coulissant à l'intérieur du carter (3) suivant un axe de frappe (A) et configuré pour frapper l'emmanchement (6), un piston d'extraction (35) disposé autour de l'emmanchement (6) et comprenant une portion d'extraction (36) configurée pour coopérer avec l'emmanchement (6), et une cartouche (15) montée de manière amovible sur la partie avant (4) et disposée autour de l'emmanchement (6), la cartouche (15) comportant une partie d'injection (21) configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide (12) à un conduit d'amenée de fluide (25). La cartouche (15) délimite un logement de réception (34) dans lequel est monté coulissant le piston d'extraction (35).

Description

La présente invention concerne un appareil de perforation hydraulique, par exemple de type rotopercutant, destiné à la perforation de trous de mine. Des machines de forage sont utilisées dans diverses applications, telles que le forage de carrières, de tunnels ou de mines. Ces machines sont composées d'une partie porteuse, dite porteur, sur laquelle se trouve une glissière, cette dernière recevant un appareil de perforation hydraulique. Un appareil de perforation hydraulique comporte de façon connue : - un carter comprenant une partie avant, - un emmanchement destiné à être couplé à au moins une barre de forage équipée d'un outil, tel qu'un taillant, l'emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide apte à injecter un fluide, tel que de l'eau ou de l'air, dans l'au moins une barre de forage de manière à extraire du trou de mine les morceaux de roche détruits, - un piston de frappe monté coulissant à l'intérieur du carter suivant un 15 axe de frappe et configuré pour frapper l'emmanchement, - un piston d'extraction monté coulissant à l'intérieur de la partie avant du carter et disposé autour de l'emmanchement, le piston d'extraction comprenant une portion d'extraction configurée pour coopérer avec l'emmanchement, et - une cartouche montée de manière amovible sur la partie avant et 20 disposée autour de l'emmanchement, la cartouche comportant une partie d'injection destinée à être reliée à un conduit d'amenée de fluide, la partie d'injection étant configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide au conduit d'amenée de fluide. Un tel appareil de perforation hydraulique permet de retirer aisément 25 l'outil de la roche après réalisation du trou de mine, y compris lorsque le terrain perforé est instable ou faillé. En effet, lorsque l'outil est bloqué dans le trou de mine, un opérateur déplace le carter de l'appareil de perforation hydraulique à distance de l'outil jusqu'à ce que la portion d'extraction du piston d'extraction prenne appui contre l'emmanchement qui est solidaire de l'outil via la ou les barres de forage, et 30 actionne des circuits hydrauliques de commande du piston de frappe de telle sorte que ce dernier frappe l'emmanchement. Une onde de choc est alors transmise au piston d'extraction qui est projeté vers l'avant en direction d'une chambre de recul contenant un coussin élastique d'huile apte à exercer un effort de poussée sur le piston d'extraction sollicitant ce dernier vers l'arrière en provoquant un impact contre 35 l'emmanchement assurant un dégagement de l'outil hors du trou de mine.
Un inconvénient d'un tel appareil de perforation hydraulique réside dans le fait qu'un remplacement de l'emmanchement, qui est une pièce usure qu'il est nécessaire de remplacer régulièrement (environ toutes les 30 à 50 heures), nécessite un démontage de la partie avant du carter qui intègre le piston d'extraction et les circuits hydrauliques associés et qui est tenue par une pluralité de tirants d'assemblage (généralement entre 2 et 4 tirants d'assemblage). Cette partie avant du carter est très lourde, et son démontage requiert un outillage spécifique. En outre, pendant le temps d'intervention, de l'huile s'écoule des circuits hydrauliques associés au piston d'extraction, ce qui entraîne une perte d'huile et une pollution du sol.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste notamment à fournir un appareil de perforation hydraulique qui soit de structure simple et économique, tout en permettant un remplacement aisé et rapide de 15 l'emmanchement. A cet effet, la présente invention concerne un appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine, comportant : - un carter comprenant une partie avant, - un emmanchement destiné à être couplé à au moins une barre de 20 forage équipée d'un outil, l'emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide, - un piston de frappe monté coulissant à l'intérieur du carter suivant un axe de frappe et configuré pour frapper l'emmanchement, - un piston d'extraction disposé autour de l'emmanchement, le piston 25 d'extraction comprenant une portion d'extraction configurée pour coopérer avec l'emmanchement, - une cartouche montée de manière amovible sur la partie avant et disposée autour de l'emmanchement, la cartouche comportant une partie d'injection destinée à être reliée à un conduit d'amenée de fluide, la partie d'injection étant 30 configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide au conduit d'amenée de fluide, l'appareil de perforation hydraulique étant caractérisé en ce que la cartouche délimite un logement de réception dans lequel est monté coulissant le piston d'extraction. 35 Un tel montage du piston d'extraction dans la cartouche permet d'accéder aisément à l'emmanchement, et donc de le remplacer, tout simplement en démontant la cartouche de la partie avant du carter à l'aide d'un outillage simple, tel que par exemple une clé à ergot ou une tige métallique. Ainsi, l'appareil de perforation hydraulique selon l'invention ne nécessite pas, contrairement aux appareils de l'art antérieur, un démontage de la partie avant du carter, et assure de ce fait un remplacement simple et rapide de l'emmanchement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte un corps de support monté de manière amovible sur la partie avant, le corps de support délimitant au moins en partie le logement de réception Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps de support est 10 monté par vissage sur la partie avant. Par exemple, le corps de support comporte une portion de montage filetée configurée pour coopérer avec une portion de montage taraudée complémentaire prévue sur la partie avant. Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps de support comporte une première portion d'extrémité tournée vers la partie avant et délimitant 15 au moins en partie le logement de réception, et une deuxième portion d'extrémité opposée à la première portion d'extrémité et sur laquelle est montée la partie d'injection. Un tel montage de la partie d'injection assure, en cas d'usure des éléments d'étanchéité portés par la partie d'injection, un écoulement du fluide d'injection directement à l'extérieure de l'appareil de perforation sans risquer de 20 polluer les parties hydrauliques de commande de l'appareil. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie d'injection forme une buse d'injection disposée dans une partie frontale de la cartouche. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première portion d'extrémité du corps de support forme la portion de montage filetée. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie d'injection est montée de manière amovible sur le corps de support. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comprend un organe de fixation monté de manière amovible sur le corps de support, l'organe de fixation étant configuré pour fixer la partie d'injection sur le corps de support. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de fixation est monté par vissage sur le corps de support. Par exemple, l'organe de fixation comprend une portion de montage taraudée agencée pour coopérer avec une portion de montage filetée prévue sur le corps de support. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de fixation est une 35 bague de fixation.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie d'injection comporte un corps d'injection disposé autour de l'emmanchement, le corps d'injection comportant une entrée d'alimentation destinée à être reliée au conduit d'amenée de fluide et une gorge interne annulaire reliée fluidiquement à l'entrée 5 d'alimentation, l'emmanchement comportant un orifice de communication configuré pour relier fluidiquement la gorge interne annulaire et le conduit d'injection de fluide. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie d'injection comporte un organe de raccordement monté sur l'entrée d'alimentation et configuré pour être raccordé au conduit d'amenée de fluide. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps d'injection comporte, sur sa surface extérieure, une rainure annulaire, et la partie d'injection comporte un joint d'étanchéité annulaire monté dans la rainure annulaire et configuré pour être interposé entre l'organe de fixation et le corps de support. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation 15 hydraulique comprend en outre un dispositif d'entraînement configuré pour entraîner en rotation l'emmanchement autour d'un axe de rotation sensiblement confondu avec l'axe de frappe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'entraînement comporte : 20 - un moteur d'entraînement monté sur la partie avant et équipé d'un arbre de sortie, et - au moins un organe d'accouplement configuré pour coupler en rotation l'emmanchement et l'arbre de sortie. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'entraînement 25 comporte un pignon d'accouplement disposé autour de l'emmanchement et couplé en rotation avec l'emmanchement. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'emmanchement comporte une pluralité de cannelures longitudinales réparties sur sa surface extérieure, et le pignon d'accouplement comporte une pluralité de nervures longitudinales réparties 30 sur sa surface intérieure et configurées pour coopérer avec les cannelures longitudinales prévues sur l'emmanchement. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'emmanchement comprend une portion d'appui annulaire, par exemple une collerette d'appui, configurée pour coopérer avec la portion d'extraction du piston d'extraction.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte au moins un organe de retenue configuré pour retenir le piston d'extraction dans le logement de réception. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'au moins un organe de 5 retenue est configuré pour limiter la course de déplacement du piston d'extraction vers le piston de frappe. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'au moins un organe de retenue est une bague de retenue disposée autour du piston d'extraction. La bague de retenue peut être montée de manière amovible sur le corps de support, et par 10 exemple par vissage. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique comprend un conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression, et dans lequel la cartouche et le piston d'extraction délimitent au moins en partie une chambre de recul, la chambre de recul étant configurée pour être reliée au 15 conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression, par exemple durant au moins une partie de la course de déplacement du piston d'extraction dans le logement de réception. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique est configuré de telle sorte que, lorsque le piston d'extraction effectue 20 une course de déplacement à l'opposé du piston de frappe, le fluide incompressible contenu dans la chambre de recul exerce un effort de poussée sur le piston d'extraction sollicitant le piston d'extraction vers le piston de frappe. Un tel recul du piston d'extraction est apte à induire un impact de la portion d'extraction du piston d'extraction contre l'emmanchement, ce qui permet d'assurer un dégagement aisé de 25 l'outil porté par la barre de forage couplée à l'emmanchement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la chambre de recul est annulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, la chambre de recul est délimitée au moins en partie par le corps de support et le piston d'extraction. Par 30 exemple, la chambre de recul est délimitée par le corps de support, le piston d'extraction et l'au moins un organe de retenue. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte un circuit d'alimentation configuré pour relier fluidiquement le conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression à la chambre de recul. 35 Selon un mode de réalisation de l'invention, le piston d'extraction comporte, sur sa surface extérieure, une collerette annulaire configurée pour venir en appui contre l'au moins un organe de retenue. Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps de support délimite au moins en partie une première gorge externe annulaire configurée pour être reliée fluidiquement au conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression, le circuit d'alimentation étant configuré pour relié fluidiquement la première gorge externe annulaire et la chambre de recul. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique comprend au moins un organe d'obturation monté mobile sur la partie avant entre une position d'obturation du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression et une position d'ouverture du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression, la cartouche étant configurée pour solliciter, en position montée sur la partie avant, l'au moins un organe d'obturation vers sa position d'ouverture. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique comporte un élément de rappel monté sur la partie avant et agencé pour solliciter l'au moins un organe d'obturation vers sa position d'obturation. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique comprend un conduit de retour de fluide incompressible à basse pression, la chambre de recul étant configurée pour être reliée au conduit de retour de fluide incompressible à basse pression durant au moins une partie de la course de déplacement du piston d'extraction dans le logement de réception. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte un circuit de retour configuré pour relier fluidiquement le conduit de retour de fluide incompressible à basse pression à la chambre de recul. Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps de support délimite au moins en partie une deuxième gorge externe annulaire configurée pour être reliée fluidiquement au conduit de retour de fluide incompressible à basse pression, le circuit de retour étant configuré pour relié fluidiquement la deuxième gorge externe annulaire et la chambre de recul. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de perforation hydraulique comprend au moins un organe d'obturation monté mobile sur la partie avant entre une position d'obturation du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression et une position d'ouverture du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression, la cartouche étant configurée pour solliciter, en position montée sur la partie avant, l'au moins un organe d'obturation vers sa position d'ouverture. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte une bague de guidage montée sur le corps de support et disposée autour de l'emmanchement, la bague de guidage étant configurée pour coopérer par glissement avec la surface extérieure de l'emmanchement. Par exemple, l'emmanchement comporte une portion guidée configurée pour coopérer avec la bague de guidage. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartouche comporte au moins un premier et un deuxième éléments d'étanchéité annulaires montés sur le corps d'injection et configurés pour coopérer avec la surface extérieure de l'emmanchement, les premier et deuxième éléments d'étanchéité étant disposés respectivement de part et d'autre de la gorge interne annulaire. La présente invention concerne en outre une cartouche pour appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine, la cartouche étant configurée pour être montée de manière amovible sur une partie avant d'un carter de l'appareil de perforation hydraulique et pour être disposée autour d'un emmanchement comportant un conduit d'injection de fluide, la cartouche comportant une partie d'injection destinée à être reliée à un conduit d'amenée de fluide, la partie d'injection étant configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide au conduit d'amenée de fluide, la cartouche délimitant un logement de réception dans lequel est monté coulissant un piston d'extraction destiné à être disposé autour de l'emmanchement, le piston d'extraction comprenant une portion d'extraction configurée pour coopérer avec l'emmanchement. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description 25 qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil de perforation hydraulique. Figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un appareil de perforation hydraulique selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une cartouche et d'un 30 emmanchement appartenant à l'appareil de perforation hydraulique de la figure 1. Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'injection et d'une bague de fixation appartenant à la cartouche de la figure 2. Figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une partie avant de l'appareil de perforation hydraulique de la figure 1. 35 Figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale de l'appareil de perforation hydraulique de la figure 1.
Les figures 1 à 5 représentent un appareil de perforation rotopercutant hydraulique 2 destiné à la perforation de trous de mine. L'appareil de perforation 2 comporte un carter 3 comprenant une partie avant 4, et un piston de frappe 5 monté coulissant à l'intérieur du carter 3 suivant un axe de frappe A. L'appareil de perforation 2 comporte en outre un emmanchement 6 destiné à être couplé, de manière connue, à au moins une barre de forage (non représentée sur les figures) équipée d'un outil. L'emmanchement 6 s'étend longitudinalement selon l'axe de frappe A. L'emmanchement 6 comporte une première portion d'extrémité 7 tournée vers le piston de frappe 5 et pourvue d'une face d'extrémité 8 contre laquelle est destiné à frapper le piston de frappe 5, et une deuxième portion d'extrémité 9, opposée à la première portion d'extrémité 7, destinée à être couplée à l'au moins une barre de forage. L'emmanchement 6 comporte en outre une portion guidée 11 cylindrique disposée entre les première et deuxième portions d'extrémité 7, 9, et un conduit d'injection de fluide 12 s'étendant longitudinalement et débouchant dans une face d'extrémité 13 de la deuxième portion d'extrémité 9. L'emmanchement 6 comporte de plus un orifice de communication 14 débouchant radialement respectivement dans le conduit d'injection de fluide 12 et dans la surface extérieure de l'emmanchement 6. L'appareil de perforation 2 comporte également une cartouche 15 20 disposée autour de l'emmanchement 6 et montée de manière amovible, par exemple par vissage, sur la partie avant 4 du carter 3. La cartouche 15 comporte plus particulièrement un corps de support 16 délimitant un passage longitudinal pour l'emmanchement 6. Le corps de support 16 comporte une portion de montage 17 tournée vers la partie avant 4 et configurée 25 pour coopérer avec une portion de montage 18 complémentaire prévue sur la partie avant 4. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la portion de montage 17 comporte, sur sa surface intérieure, un filetage 19 agencé pour coopérer avec un taraudage 20 prévu sur la surface intérieure de la portion de montage 18. La cartouche 15 comporte en outre une partie d'injection 21 montée de 30 manière amovible sur une portion de montage 22 du corps de support 16 opposée à la portion de montage 17. Comme montré sur la figure 3, la partie d'injection 21 comporte un corps d'injection 23 tubulaire s'étendant autour de l'emmanchement 6. Le corps d'injection 23 comporte une entrée d'alimentation 24 reliée fluidiquement à un conduit d'amenée de fluide 25, et une gorge interne annulaire 26 35 dans le fond de laquelle débouche l'entrée d'alimentation 24. L'orifice de communication 14 prévu sur l'emmanchement 6 débouche dans la gorge interne annulaire 26 de telle sorte que le conduit d'injection de fluide 12 est relié fluidiquement au conduit d'amenée de fluide 25 via la gorge interne annulaire 26 et l'entrée d'alimentation 24. Le fluide amené par le conduit d'amenée de fluide 25 peut par exemple être de l'eau ou de l'air.
Comme montré sur la figure 3, la partie d'injection 21 comprend en outre un organe de raccordement 27 monté sur l'entrée sur l'entrée d'alimentation 24 et sur lequel est monté le conduit d'amenée de fluide 25. La partie d'injection 21 comprend en outre un joint d'étanchéité annulaire 28 monté dans une rainure annulaire 29 ménagée sur la surface extérieure 10 du corps d'injection 23. Le joint d'étanchéité annulaire 28 peut par exemple être réalisé en polyuréthane, et peut par exemple présenter un méplat externe annulaire. La cartouche 15 comprend de plus une bague de fixation 31 montée de manière amovible, par exemple par vissage, sur le corps de support 16. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la bague de fixation 31 comprend, sur sa 15 surface intérieure, un filetage agencé pour coopérer avec un filetage complémentaire prévu sur la surface extérieure du corps de support 16. La bague de fixation 31 est configurée fixer, en position montée sur le corps de support 16, la partie d'injection 21 sur le corps de support 16. Le joint d'étanchéité annulaire 28 est plus particulièrement configuré pour être interposé 20 entre la bague de fixation 31 et le corps de support 16 de manière à réaliser une étanchéité entre la bague de fixation 31 et le corps de support 16. La cartouche 15 comporte deux joints d'étanchéité annulaires (non représentés sur les figures) logés respectivement dans deux rainures annulaires 32 ménagées sur la surface intérieure du corps d'injection 23 de part et d'autre de la 25 gorge interne annulaire 26. Les deux joints d'étanchéité annulaires sont configurés pour coopérer avec la surface extérieure de l'emmanchement 6. La cartouche 15 comporte en outre une bague de guidage 33 montée sur le corps de support 16 et disposée autour de la portion de guidée 11 de l'emmanchement 6. La bague de guidage 33 est configurée pour coopérer par 30 glissement avec la surface extérieure de la portion de guidée 11. Comme montré notamment sur la figure 2, la portion de montage 17 du corps de support 16 délimite au moins en partie un logement de réception 34 dans lequel est monté coulissant un piston d'extraction 35 tubulaire disposé autour de l'emmanchement 6. 35 Le piston d'extraction 35 comprend, sur sa surface intérieure, une portion d'extraction annulaire 36 configurée pour coopérer avec une collerette d'appui annulaire 37 prévue sur la surface extérieure de l'emmanchement 6. La collerette d'appui annulaire 37 est plus particulièrement disposée entre la portion guidée 11 et la première portion d'extrémité 7 de l'emmanchement 6. La cartouche 15 comporte en outre une bague de retenue 38 disposée autour du piston d'extraction 35 et configurée pour retenir le piston d'extraction 35 dans le logement de réception 34. Selon un mode de réalisation représenté sur les figures, la bague de retenue 38 est montée de manière amovible sur le corps de support 16, par exemple par vissage. La bague de retenue 38 est plus particulièrement configurée pour limiter la course de déplacement du piston d'extraction 35 vers le piston de frappe 5, et comporte ainsi avantageusement une surface de butée 39 contre laquelle est apte à prendre appui une collerette d'appui 41 prévue sur la surface extérieure du piston d'extraction 35. L'appareil de perforation 2 est configuré de telle sorte, qu'en position de repos, le piston d'extraction 35 occupe la position représentée sur la figure 5, c'est- à-dire une position dans laquelle la collerette d'appui 41 prend appui contre la surface de butée 39. Comme montré plus particulièrement sur la figure 5, le corps de support 16, le piston d'extraction 35 et la bague de retenue 38 délimitent une chambre de recul 42 annulaire.
L'appareil de perforation hydraulique 2 comprend en outre un conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 et un conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 ménagés au moins en partie sur la partie avant 4 du carter 3. Le conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 et le conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 débouchent chacun dans la surface intérieure de la portion de montage 18 de la partie avant 4. La cartouche 15 comprend en outre un circuit d'alimentation configuré pour être relié fluidiquement au conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 lorsque la cartouche 15 est montée sur la partie avant 4, et un circuit de retour configuré pour être relié fluidiquement au conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 lorsque la cartouche 15 est montée sur la partie avant 4. Le circuit d'alimentation est plus particulièrement configuré pour relier fluidiquement le conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 à la chambre de recul 42 lorsque le piston d'extraction 36 n'est pas dans sa position de repos, c'est-à-dire lorsque la collerette d'appui 41 est éloignée de la surface de butée 39, tandis que le circuit de retour est plus particulièrement configuré pour relier fluidiquement le conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 à la chambre de recul 42. Le circuit d'alimentation comprend un ou plusieurs canaux de liaison 45 prévus sur le corps de support 16, et un ou plusieurs canaux de liaison 46 prévus sur la 5 bague de retenue 38. Les canaux de liaison 46 sont reliés fluidiquement aux canaux de liaisons 45 par l'intermédiaire d'une gorge interne annulaire 47 délimitée par la portion de montage 17 et la bague de retenue 38. Chaque canal de liaison 45 débouche dans une gorge externe annulaire 48 délimitée par la portion de montage 17 et la partie avant 4, et est configuré pour être relié au conduit d'alimentation en 10 fluide incompressible à haute pression 43. Chaque canal de liaison 46 débouche dans la chambre de recul 42, et est configuré pour être obturé par le piston d'extraction 35 lorsque ce dernier est en position de repos et pour être libéré lorsque la collerette d'appui 41 est éloignée de la surface de butée 39. Le circuit de retour comprend un ou plusieurs canaux de liaison 49 prévus 15 sur le corps de support 16, et au moins un canal de liaison 50 prévus sur la bague de retenue 38. Le canal de liaison 50 est relié fluidiquement aux canaux de liaisons 49 par l'intermédiaire d'une gorge interne annulaire 51 délimitée par la portion de montage 17 et la bague de retenue 38 et décalée axialement de la gorge interne annulaire 47. Chaque canal de liaison 49 est configuré pour être relié au conduit de retour de fluide 20 incompressible à basse pression 44, et débouche dans une gorge externe annulaire 52 délimitée par la portion de montage 17 et la partie avant 4 et décalée axialement par rapport à la gorge externe annulaire 48. Le canal de liaison 50 est relié fluidiquement à au moins un canal de liaison 53 prévu sur le piston d'extraction 35 et débouchant dans la chambre de recul 42. 25 Le circuit d'alimentation, le circuit de retour, la chambre de recul 42 et le piston d'extraction 35 sont configurés de telle sorte que, lorsqu'une onde de choc provenant de l'impact du piston de frappe 5 contre l'emmanchement 6 est transmise au piston d'extraction 35 via la collerette d'appui 37 de l'emmanchement 6 et que le piston d'extraction 35 est projeté à l'opposé de la bague de retenue 38, la chambre de 30 recul 42 est alimentée en fluide incompressible à haute pression et le fluide incompressible contenu dans la chambre de recul 42 exerce alors un effort de poussée sollicitant le piston d'extraction 35 vers la bague de retenue 38. Un tel rebond du piston d'extraction 35 induit un impact de la collerette d'appui 41 du piston d'extraction 35 contre la collerette d'appui 37 de l'emmanchement 6, ce qui permet 35 d'assurer un dégagement aisé de l'outil après réalisation du trou de mine.
L'appareil de perforation hydraulique 2 comprend un premier organe d'obturation 54 monté mobile sur la partie avant 4 entre une position d'obturation du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 et une position d'ouverture du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43, 5 et un deuxième organe d'obturation 55 monté mobile sur la partie avant 4 entre une position d'obturation du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 et une position d'ouverture du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44. La cartouche 15 est configurée pour solliciter, en position montée sur la partie avant 4, les premier et deuxième organes d'obturation 54, 55 vers leur position 10 d'ouverture. L'appareil de perforation hydraulique 2 comprend également un premier et un deuxième éléments de rappel 56, 57 agencés pour solliciter respectivement les premier et deuxième organes d'obturation 54, 55 vers leur position de fermeture. La configuration des premier et deuxième éléments de rappel 56, 57 et 15 de la cartouche 15 assure une fermeture automatique du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 et du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 lors du démontage de la cartouche 15 et une ouverture automatique du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression 43 et du conduit de retour de fluide incompressible à basse pression 44 lors 20 du montage de la cartouche 15. Ces dispositions permettent ainsi notamment d'éviter des fuites hydrauliques lors du démontage de la cartouche, et une pollution du sol. L'appareil de perforation hydraulique 2 comprend en outre un dispositif d'entraînement 58 configuré pour entraîner en rotation l'emmanchement 6 autour d'un axe de rotation confondu avec l'axe de frappe A. 25 Le dispositif d'entraînement 58 comporte notamment un moteur d'entraînement (non représenté sur les figures) monté sur la partie avant 4 et équipé d'un arbre de sortie. Le moteur d'entraînement est avantageusement hydraulique. Le dispositif d'entraînement 58 comporte en outre un pignon d'accouplement 59 disposé autour de l'emmanchement 6 et couplé en rotation avec 30 l'emmanchement 6. Le pignon d'accouplement 59 comporte par exemple une pluralité de nervures longitudinales réparties sur sa surface intérieure et configurées pour coopérer avec des cannelures longitudinales complémentaires prévues sur la surface extérieure de la portion d'extrémité 7 de l'emmanchement 6. Le pignon d'accouplement 59 est pourvu en outre, sur sa surface extérieure, d'une denture 35 périphérique 61 couplée en rotation directement ou indirectement avec l'arbre de sortie du moteur d'entraînement.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil de perforation hydraulique, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Appareil de perforation hydraulique (2) destiné à la perforation de trous de mine, comportant : - un carter (3) comprenant une partie avant (4), - un emmanchement (6) destiné à être couplé à au moins une barre de forage équipée d'un outil, l'emmanchement (6) comportant un conduit d'injection de fluide (12), - un piston de frappe (5) monté coulissant à l'intérieur du carter (3) 10 suivant un axe de frappe (A) et configuré pour frapper l'emmanchement (6), - un piston d'extraction (35) disposé autour de l'emmanchement (6), le piston d'extraction (35) comprenant une portion d'extraction (36) configurée pour coopérer avec l'emmanchement (6), - une cartouche (15) montée de manière amovible sur la partie avant (4) 15 et disposée autour de l'emmanchement (6), la cartouche (15) comportant une partie d'injection (21) destinée à être reliée à un conduit d'amenée de fluide (25), la partie d'injection (21) étant configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide (12) au conduit d'amenée de fluide (25), l'appareil de perforation hydraulique (2) étant caractérisé en ce que la 20 cartouche (15) délimite un logement de réception (34) dans lequel est monté coulissant le piston d'extraction (35).
  2. 2. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 1, dans lequel la cartouche (15) comporte un corps de support (16) monté de manière 25 amovible sur la partie avant (4), le corps de support délimitant au moins en partie le logement de réception (34).
  3. 3. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 2, dans lequel le corps de support (16) comporte une première portion d'extrémité (17) 30 tournée vers la partie avant (4) et délimitant au moins en partie le logement de réception (34), et une deuxième portion d'extrémité opposée à la première portion d'extrémité (17) et sur laquelle est montée la partie d'injection (21).
  4. 4. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 2 ou 3, 35 dans lequel la partie d'injection (21) est montée de manière amovible sur le corps de support (16).
  5. 5. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la cartouche (15) comprend un organe de fixation (31) monté de manière amovible sur le corps de support (16), l'organe de fixation (31) étant configuré pour fixer la partie d'injection (21) sur le corps de support (16).
  6. 6. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la partie d'injection (21) comporte un corps d'injection (23) disposé autour de l'emmanchement (6), le corps d'injection (23) comprenant une entrée d'alimentation (24) destinée à être reliée au conduit d'amenée de fluide (25) et une gorge interne annulaire (26) reliée fluidiquement à l'entrée d'alimentation (24), l'emmanchement (6) comportant un orifice de communication (14) configuré pour relier fluidiquement la gorge interne annulaire (26) et le conduit d'injection de fluide (12).
  7. 7. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, lequel comprend en outre un dispositif d'entraînement (53) configuré pour entraîner en rotation l'emmanchement (6) autour d'un axe de rotation sensiblement confondu avec l'axe de frappe (A).
  8. 8. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la cartouche (15) comporte au moins un organe de retenue (38) configuré pour retenir le piston d'extraction (35) dans le logement de réception (34).
  9. 9. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, lequel comprend un conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (43), et dans lequel la cartouche (15) et le piston d'extraction (35) délimitent au moins en partie une chambre de recul (42) configurée pour être reliée au conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (44).
  10. 10. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 9, dans lequel la cartouche (15) comporte un circuit d'alimentation configuré pour relier 35 fluidiquement le conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (43) à la chambre de recul (42).
  11. 11. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 9 ou 10, lequel comprend au moins un organe d'obturation (54) monté mobile sur la partie avant (4) entre une position d'obturation du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (43) et une position d'ouverture du conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (43), la cartouche (15) étant configurée pour solliciter, en position montée sur la partie avant (4), l'au moins un organe d'obturation (54) vers sa position d'ouverture.
  12. 12. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 11, lequel 10 comporte un élément de rappel (56) monté sur la partie avant (4) et agencé pour solliciter l'au moins un organe d'obturation (54) vers sa position d'obturation.
  13. 13. Cartouche pour appareil de perforation hydraulique (2) destiné à la perforation de trous de mine, la cartouche étant configurée pour être montée de 15 manière amovible sur une partie avant (4) d'un carter (3) de l'appareil de perforation hydraulique (2) et pour être disposée autour d'un emmanchement (6) comportant un conduit d'injection de fluide (12), la cartouche (15) comportant une partie d'injection (21) destinée à être reliée à un conduit d'amenée de fluide (25), la partie d'injection (21) étant configurée pour relier fluidiquement le conduit d'injection de fluide (12) au 20 conduit d'amenée de fluide (25), la cartouche (15) délimitant un logement de réception (34) dans lequel est monté coulissant un piston d'extraction (35) destiné à être disposé autour de l'emmanchement (6), le piston d'extraction (35) comprenant une portion d'extraction (36) configurée pour coopérer avec l'emmanchement (6).
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