WO2016042234A1 - Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine - Google Patents

Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine Download PDF

Info

Publication number
WO2016042234A1
WO2016042234A1 PCT/FR2015/052349 FR2015052349W WO2016042234A1 WO 2016042234 A1 WO2016042234 A1 WO 2016042234A1 FR 2015052349 W FR2015052349 W FR 2015052349W WO 2016042234 A1 WO2016042234 A1 WO 2016042234A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fitting
cartridge
injection
duct
extraction
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/052349
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Sylvain Comarmond
Original Assignee
Montabert
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Montabert filed Critical Montabert
Priority to KR1020177008641A priority Critical patent/KR20170053653A/ko
Priority to AU2015316695A priority patent/AU2015316695B2/en
Priority to EP15767224.7A priority patent/EP3194122A1/fr
Priority to CA2960226A priority patent/CA2960226A1/fr
Priority to US15/512,381 priority patent/US10676997B2/en
Priority to CN201580050260.2A priority patent/CN107109897B/zh
Publication of WO2016042234A1 publication Critical patent/WO2016042234A1/fr
Priority to ZA2017/01457A priority patent/ZA201701457B/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/18—Pipes provided with plural fluid passages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06—Means for driving the impulse member
    • B25D9/12—Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/02—Core bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/01—Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02—Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/205—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/121—Housing details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/171—Percussive pulling action of tools for extraction of elements

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic perforating apparatus, for example of rotary percussion type, for the perforation of boreholes.
  • Drilling machines are used in various applications, such as drilling quarries, tunnels or mines. These machines are composed of a carrier part, said carrier, on which is a slide, the latter receiving a hydraulic perforating device.
  • a hydraulic perforating apparatus comprises in known manner: a housing comprising a front part,
  • a fitting intended to be coupled to at least one drill bar equipped with a tool, such as a cutter, the fitting comprising a fluid injection duct capable of injecting a fluid, such as water or air, in the at least one drill bar so as to extract from the borehole the pieces of rock destroyed,
  • a striking piston slidably mounted inside the casing along a strike axis and configured to strike the fitting
  • an extraction piston slidably mounted inside the front part of the casing and arranged around the fitting, the extraction piston comprising an extraction portion configured to cooperate with the fitting, and
  • a cartridge removably mounted on the front part and arranged around the fitting, the cartridge comprising an injection part intended to be connected to a fluid supply duct, the injection part being configured to connect fluidically the fluid injection duct to the fluid supply duct.
  • Such a hydraulic perforating apparatus makes it possible to easily remove the tool from the rock after making the drill hole, even when the perforated ground is unstable or faulty. Indeed, when the tool is locked in the borehole, an operator moves the housing of the hydraulic perforating device away from the tool until the extraction portion of the extraction piston takes support against the fitting which is secured to the tool via the or the drill bars, and actuates hydraulic control circuits of the striking piston so that the latter strikes the fitting. A shock wave is then transmitted to the extraction piston which is projected forward towards a recoil chamber containing an elastic oil cushion capable of exerting a thrust force on the extraction piston urging the latter back by causing an impact against the fitting ensuring clearance of the tool out of the borehole.
  • a disadvantage of such a hydraulic perforating apparatus lies in the fact that a replacement of the fitting, which is a wear part which it is necessary to replace regularly (approximately every 30 to 50 hours), requires a dismantling of the front part of the casing which integrates the extraction piston and the associated hydraulic circuits and which is held by a plurality of tie rods (generally between 2 and 4 tie rods).
  • This front part of the housing is very heavy, and disassembly requires specific tools.
  • oil flows from the hydraulic circuits associated with the extraction piston resulting in oil loss and soil pollution.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.
  • the technical problem underlying the invention consists in particular in providing a hydraulic perforating apparatus which is of simple and economical structure, while allowing an easy and quick replacement of the fitting.
  • the present invention relates to a hydraulic perforating apparatus for the perforation of boreholes, comprising:
  • a housing comprising a front part
  • a fitting intended to be coupled to at least one drill bar equipped with a tool, the fitting comprising a fluid injection duct,
  • a striking piston slidably mounted inside the casing along a strike axis and configured to strike the fitting
  • an extraction piston disposed around the fitting, the extraction piston comprising an extraction portion configured to cooperate with the fitting,
  • an injection part intended to be connected to a fluid supply duct, the injection part being configured to fluidically connect the fluid injection duct to the fluid supply duct, and a support body removably mounted on the front part, the support body comprising a first end portion facing towards the front part and at least partly delimiting the receiving housing, and a second end portion opposite to the first end portion and on which is removably mounted the injection portion, the first end portion of the support body forming a threaded mounting portion configured to cooperate with a complementary threaded mounting portion provided on the portion before.
  • the hydraulic perforating apparatus does not require, unlike the devices of the prior art, a disassembly of the front part of the housing, and thus ensures a simple and quick replacement of the fitting.
  • such an assembly of the injection part ensures, in case of wear of the sealing elements carried by the injection part, a flow of the injection fluid directly to the outside of the perforating apparatus. without risk of polluting the hydraulic control parts of the device.
  • such an assembly of the injection part on the support body allows a quick and independent change of the injection part.
  • the injection part forms an injection nozzle disposed in a front part of the cartridge.
  • the cartridge comprises a fixing member removably mounted on the support body, the fixing member being configured to fix the injection part on the support body.
  • the fastener is screwed onto the support body.
  • the fastener comprises a threaded mounting portion arranged to cooperate with a threaded mounting portion provided on the support body.
  • the fixing member is a fixing ring.
  • the injection part comprises an injection body arranged around the fitting, the body injection nozzle comprising a supply inlet intended to be connected to the fluid supply duct and an annular internal groove fluidly connected to the supply inlet, the fitting having a communication orifice configured to fluidically connect the internal groove ring and the fluid injection duct.
  • the injection part comprises a connection member mounted on the supply inlet and configured to be connected to the fluid supply duct.
  • the injection body comprises, on its outer surface, an annular groove, and the injection part comprises an annular seal mounted in the annular groove and configured to be interposed between the fastener and the support body.
  • the hydraulic perforation apparatus further comprises a drive device configured to rotate the fitting about an axis of rotation substantially coincident with the strike axis.
  • the training device comprises:
  • a drive motor mounted on the front part and equipped with an output shaft
  • At least one coupling member configured to couple in rotation the fitting and the output shaft.
  • the drive device comprises a coupling pinion disposed around the fitting and coupled in rotation with the fitting.
  • the fitting comprises a plurality of longitudinal splines distributed on its outer surface
  • the coupling pinion comprises a plurality of longitudinal ribs distributed over its inner surface and configured to cooperate with the longitudinal splines. provided on the fitting.
  • the fitting comprises an annular support portion, for example a support flange, configured to cooperate with the extraction portion of the extraction piston.
  • the cartridge comprises at least one retaining member configured to retain the extraction piston in the receiving housing.
  • the at least one retaining member is configured to limit the displacement stroke of the extraction piston towards the striking piston.
  • the at least one retaining member is a retaining ring disposed around the extraction piston.
  • the retaining ring can be removably mounted on the support body, and for example by screwing.
  • the hydraulic perforation apparatus comprises a high-pressure incompressible fluid supply duct, and in which the cartridge and the extraction piston delimit, at least in part, a recoil chamber, the recoil chamber being configured to be connected to the incompressible fluid supply duct at high pressure, for example during at least a portion of the displacement stroke of the extraction piston in the receiving housing.
  • the hydraulic perforating apparatus is configured such that, when the extraction piston makes a displacement stroke opposite the striking piston, the incompressible fluid contained in the chamber recoil exerts a thrust force on the extraction piston urging the extraction piston to the striking piston.
  • a retreat of the extraction piston is able to induce an impact of the extracting portion of the extraction piston against the fitting, which makes it possible to easily release the tool carried by the coupled drill bar. to the fitting.
  • the recoil chamber is annular.
  • the recoil chamber is delimited at least in part by the support body and the extraction piston.
  • the backing chamber is delimited by the support body, the extraction piston and the at least one retaining member.
  • the cartridge comprises a supply circuit configured to fluidly connect the incompressible fluid supply duct at high pressure to the recoil chamber.
  • the extraction piston comprises, on its outer surface, an annular flange configured to bear against the at least one retaining member.
  • the support body delimits at least in part a first annular outer groove configured to be fluidly connected to the incompressible fluid supply duct at high pressure, the supply circuit being configured for connected fluidically the first annular outer groove and the recoil chamber.
  • the hydraulic perforation device comprises at least one shutter member movably mounted on the front part between a closed position of the incompressible fluid feed duct at high pressure and a position opening of the incompressible fluid feed duct at high pressure, the cartridge being configured to urge, in the mounted position on the front part, the at least one closure member towards its open position.
  • the hydraulic perforating apparatus comprises a return element mounted on the front part and arranged to bias the at least one closure member towards its closed position.
  • the hydraulic perforation apparatus comprises a low-pressure incompressible fluid return conduit, the recoil chamber being configured to be connected to the incompressible fluid return conduit at low pressure for at least a portion of the displacement stroke of the extraction piston in the receiving housing.
  • the cartridge comprises a return circuit configured to fluidically connect the incompressible fluid return duct at low pressure to the recoil chamber.
  • the support body delimits at least in part a second annular outer groove configured to be fluidly connected to the incompressible fluid return conduit at low pressure, the return circuit being configured to fluidly connect the second annular external groove and the recoil chamber.
  • the hydraulic perforation device comprises at least one closure member movably mounted on the front part between a closed position of the incompressible fluid return duct at low pressure and a position of opening of the incompressible fluid return duct at low pressure, the cartridge being configured to urge, in the mounted position on the front part, the at least one closure member towards its open position.
  • the cartridge comprises a guide ring mounted on the support body and arranged around the fitting, the guide ring being configured to cooperate by sliding with the outer surface of the fitting.
  • the fitting comprises a guided portion configured to cooperate with the guide ring.
  • the cartridge comprises at least a first and a second annular sealing element mounted on the injection body and configured to cooperate with the outer surface of the fitting, the first and second elements Sealing being disposed respectively on either side of the annular internal groove.
  • the present invention further relates to a cartridge for hydraulic perforating apparatus for perforating boreholes, the cartridge being configured to be removably mounted on a front portion of a housing of the hydraulic perforating apparatus and to be arranged around a fitting comprising a fluid injection duct, the cartridge comprising an injection part intended to be connected to a fluid supply duct, the injection part being configured to fluidically connect the duct to the duct; injecting fluid into the fluid supply duct, the cartridge delimiting a receiving housing in which is slidably mounted an extraction piston intended to be arranged around the fitting, the extraction piston comprising a configured extraction portion to cooperate with the fitting.
  • Figure 1 is a partial view in longitudinal section of a hydraulic perforating apparatus according to the invention.
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view of a cartridge and a fitting belonging to the hydraulic perforating apparatus of Figure 1.
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of an injection part and a fixing ring belonging to the cartridge of Figure 2.
  • Figure 4 is a partial view in longitudinal section of a front portion of the hydraulic perforating apparatus of Figure 1.
  • FIG. 5 is a partial view in longitudinal section of the hydraulic perforating apparatus of Figure 1.
  • FIGS 1 to 5 show a hydraulic rotopercutant perforation apparatus 2 for the perforation of boreholes.
  • the perforation apparatus 2 comprises a housing 3 comprising a front portion 4, and a striking piston 5 slidably mounted inside the housing 3 along a strike axis A.
  • the perforating apparatus 2 further comprises a fitting 6 intended to be coupled, in known manner, to at least one drilling bar (not shown in the figures) equipped with a tool.
  • the fitting 6 extends longitudinally along the strike axis A.
  • the fitting 6 comprises a first end portion 7 facing the striking piston 5 and provided with an end face 8 against which is intended to hit the striking piston 5, and a second end portion 9, opposite the first end portion 7, to be coupled to the at least one drill bar.
  • the fitting 6 further comprises a cylindrical guided portion 11 disposed between the first and second end portions 7, 9, and a fluid injection duct 12 extending longitudinally and opening into an end face 13 of the second end portion 9.
  • the fitting 6 further comprises a communication orifice 14 opening radially respectively in the fluid injection duct 12 and in the outer surface of the fitting 6.
  • the perforating apparatus 2 also comprises a cartridge 15 arranged around the fitting 6 and removably mounted, for example by screwing, on the front portion 4 of the casing 3.
  • the cartridge 15 more particularly comprises a support body 16 defining a longitudinal passage for the fitting 6.
  • the support body 16 comprises a mounting portion 17 facing the front portion 4 and configured to cooperate with a complementary mounting portion 18 provided on the front part 4.
  • the mounting portion 17 comprises, on its inner surface, a thread 19 arranged to cooperate with a thread 20 provided on the inner surface of the mounting portion 18.
  • the cartridge 15 further includes an injection portion 21 removably mounted on a mounting portion 22 of the support body 16 opposite the mounting portion 17. As shown in FIG. 3, the injection portion 21 includes a tubular injection body 23 extending around the fitting 6.
  • the injection body 23 comprises a feed inlet 24 fluidly connected to a fluid supply conduit 25, and an annular internal groove 26 in the bottom of which opens the feed inlet 24.
  • the communication orifice 14 provided on the fitting 6 opens into the annular internal groove 26 so that the fluid injection duct 12 is fluidly connected to the fluid supply duct 25 via the annular internal groove 26 and the supply inlet 24.
  • the fluid supplied by the fluid supply conduit 25 may for example be water or air.
  • the injection part 21 further comprises a connecting member 27 mounted on the inlet on the supply inlet 24 and on which the fluid supply duct 25 is mounted.
  • the injection portion 21 further comprises an annular seal 28 mounted in an annular groove 29 formed on the outer surface of the injection body 23.
  • the annular seal 28 may for example be made of polyurethane, and may for example have an annular outer flat.
  • the cartridge 15 further comprises a fixing ring 31 removably mounted, for example by screwing, on the support body 16.
  • the fixing ring 31 comprises, on its inner surface, a thread arranged to cooperate with a complementary threading provided on the outer surface of the support body 16.
  • the fixing ring 31 is configured to fix, in the mounted position on the support body 16, the injection part 21 on the support body 16.
  • the annular seal 28 is more particularly configured to be interposed between the sealing ring. fixing 31 and the support body 16 so as to provide a seal between the fixing ring 31 and the support body 16.
  • the cartridge 15 comprises two annular seals (not shown in the figures) respectively housed in two annular grooves 32 formed on the inner surface of the injection body 23 on either side of the annular internal groove 26. Both annular seals are configured to cooperate with the outer surface of the fitting 6.
  • the cartridge 15 further comprises a guide ring 33 mounted on the support body 16 and arranged around the guide portion 11 of the fitting 6.
  • the guide ring 33 is configured to slide together with the outer surface of the guided portion 11.
  • the mounting portion 17 of the support body 16 at least partially defines a receiving housing 34 in which is slidably mounted a tubular extraction piston 35 disposed around the fitting 6.
  • the extraction piston 35 comprises, on its inner surface, an annular extraction portion 36 configured to cooperate with an annular support flange 37 provided on the outer surface of the fitting 6.
  • the annular support flange 37 is more particularly disposed between the guided portion 11 and the first end portion 7 of the fitting 6.
  • the cartridge 15 further comprises a retaining ring 38 disposed around the extraction piston 35 and configured to retain the extraction piston 35 in the receiving housing 34.
  • the retaining ring 38 is removably mounted on the support body 16, for example by screwing.
  • the retaining ring 38 is more particularly configured to limit the displacement stroke of the extraction piston 35 to the striking piston 5, and thus advantageously comprises an abutment surface 39 against which is able to bear a support flange 41 provided on the outer surface of the extraction piston 35.
  • the perforation apparatus 2 is configured such that, in the rest position, the extraction piston 35 occupies the position shown in FIG. that is to say a position in which the support collar 41 bears against the abutment surface 39.
  • the support body 16, the extraction piston 35 and the retaining ring 38 define an annular recoil chamber 42.
  • the hydraulic perforating apparatus 2 further comprises a high-pressure incompressible fluid supply duct 43 and a low-pressure incompressible fluid return duct 44 formed at least partly on the front portion 4 of the casing 3.
  • the duct the high-pressure incompressible fluid supply pipe 43 and the low-pressure incompressible fluid return pipe 44 each open into the inner surface of the mounting portion 18 of the front part 4.
  • the cartridge 15 further comprises a supply circuit configured to be fluidly connected to the high-pressure incompressible fluid supply pipe 43 when the cartridge 15 is mounted on the front part 4, and a return circuit configured to be fluidly connected. to the low-pressure incompressible fluid return duct 44 when the cartridge 15 is mounted on the front part 4.
  • the supply circuit is more particularly configured to fluidically connect the incompressible high-pressure fluid supply duct 43 to the chamber 42 when the extraction piston 36 is not in its rest position, that is to say when the support flange 41 is remote from the abutment surface 39, while the return circuit is more specifically configured to connect fluidically the incompressible fluid return conduit at low pressure 44 to the recoil chamber 42.
  • the supply circuit comprises one or more connecting channels 45 provided on the support body 16, and one or more connecting channels 46 provided on the retaining ring 38.
  • the connecting channels 46 are fluidly connected to the connection channels 45 via an annular internal groove 47 delimited by the mounting portion 17 and the retaining ring 38.
  • Each connecting channel 45 opens into an annular external groove 48 delimited by the mounting portion 17 and the front portion 4, and is configured to be connected to the high-pressure incompressible fluid supply conduit 43.
  • Each connecting channel 46 opens into the recoil chamber 42, and is configured to be closed by the extraction piston 35 when the latter is in position. rest position and to be released when the support flange 41 is moved away from the abutment surface 39.
  • the return circuit comprises one or more connecting channels 49 provided on the support body 16, and at least one connecting channel 50 provided on the retaining ring 38.
  • the connecting channel 50 is fluidly connected to the connection channels 49 through via an annular internal groove 51 delimited by the mounting portion 17 and the retaining ring 38 and axially offset from the annular internal groove 47.
  • Each connecting channel 49 is configured to be connected to the incompressible fluid return duct at low pressure 44, and opens into an annular external groove 52 defined by the mounting portion 17 and the front portion 4 and axially offset relative to the annular outer groove 48.
  • the connecting channel 50 is fluidly connected to at least one channel link 53 provided on the extraction piston 35 and opening into the recoil chamber 42.
  • the supply circuit, the return circuit, the recoil chamber 42 and the extraction piston 35 are configured so that, when a shock wave from the impact of the striking piston 5 against the press fit 6 is transmitted to the extraction piston 35 via the support flange 37 of the fitting 6 and that the extraction piston 35 is projected opposite the retaining ring 38, the recoil chamber 42 is supplied with incompressible fluid at high pressure and the incompressible fluid contained in the recoil chamber 42 then exerts a thrust force urging the extraction piston 35 towards the retaining ring 38.
  • Such a rebound of the extraction piston 35 induces an impact of the support flange 41 of the extraction piston 35 against the support collar 37 of the fitting 6, which allows easy release of the tool after completion of the blasthole.
  • the hydraulic perforating apparatus 2 comprises a first closure member 54 movably mounted on the front portion 4 between a closed position of the incompressible high pressure fluid supply duct 43 and an open position of the duct. supply of incompressible fluid at high pressure 43, and a second closure member 55 mounted to move on the front portion 4 between a closed position of the incompressible fluid return duct at low pressure 44 and an open position of the duct. return of incompressible fluid at low pressure 44.
  • the cartridge 15 is configured to urge, in the mounted position on the front portion 4, the first and second closure members 54, 55 to their open position.
  • the hydraulic perforating apparatus 2 also comprises a first and a second return element 56, 57 arranged to respectively urge the first and second closure members 54, 55 towards their closed position.
  • the configuration of the first and second return elements 56, 57 and the cartridge 15 ensures an automatic closure of the incompressible high pressure fluid supply conduit 43 and the low pressure incompressible fluid return conduit 44 during disassembly of the cartridge 15 and an automatic opening of the high-pressure incompressible fluid supply duct 43 and the incompressible low-pressure fluid return duct 44 during the mounting of the cartridge 15.
  • the hydraulic perforating apparatus 2 further comprises a drive device 58 configured to rotate the fitting 6 about an axis of rotation coinciding with the strike axis A.
  • the drive device 58 comprises in particular a drive motor (not shown in the figures) mounted on the front portion 4 and equipped with an output shaft.
  • the drive motor is advantageously hydraulic.
  • the drive device 58 further comprises a coupling pinion 59 arranged around the fitting 6 and coupled in rotation with the fitting 6.
  • the coupling pinion 59 comprises for example a plurality of longitudinal ribs distributed over its surface.
  • the coupling portion 59 is further provided on its outer surface with a peripheral toothing 61 coupled in rotation directly or indirectly with the output shaft of the drive motor.
  • the invention is not limited to the sole embodiment of this hydraulic perforating apparatus, described above as an example, it encompasses all the variants.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

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

Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine
La présente invention concerne un appareil de perforation hydraulique, par exemple de type roto percutant, 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 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 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 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 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 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 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 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 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 délimitant un logement de réception dans lequel est monté coulissant le piston d'extraction, 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, et - un corps de support monté de manière amovible sur la partie avant, le corps de support comportant une première portion d'extrémité tournée vers la partie avant et délimitant 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 de manière amovible la partie d'injection, la première portion d'extrémité du corps de support formant une portion de montage filetée configurée pour coopérer avec une portion de montage taraudée complémentaire prévue sur la partie avant.
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.
De plus, un tel montage du corps de support sur la partie avant permet d'accéder rapidement et aisément à l'emmanchement.
En outre, 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 polluer les parties hydrauliques de commande de l'appareil. De plus, un tel montage de la partie d'injection sur le corps de support permet un changement rapide et indépendant de la partie d'injection.
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 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.
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 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 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.
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 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 :
- 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 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 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 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 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 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 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 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 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.
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 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 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.
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 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 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 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 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 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 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 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 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 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.
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 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 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 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 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.
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 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 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, 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 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 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 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.
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 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 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

REVENDICATIONS
1. 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) 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) et disposée autour de l'emmanchement (6), la cartouche (15) délimitant un logement de réception (34) dans lequel est monté coulissant le piston d'extraction (35), 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), et
- un corps de support (16) monté de manière amovible sur la partie avant (4), le corps de support (16) comportant une première portion d'extrémité (17) 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 de manière amovible la partie d'injection (21), la première portion d'extrémité (17) du corps de support (16) formant une portion de montage filetée configurée pour coopérer avec une portion de montage taraudée (18) complémentaire prévue sur la partie avant (4).
2. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 1, 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).
3. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 1 ou 2, 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).
4. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 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).
5. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 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).
6. Appareil de perforation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 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).
7. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 6, dans lequel la cartouche (15) comporte un circuit d'alimentation configuré pour relier fluidiquement le conduit d'alimentation en fluide incompressible à haute pression (43) à la chambre de recul (42).
8. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 6 ou 7, 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.
9. Appareil de perforation hydraulique selon la revendication 8, lequel 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.
10. Cartouche pour appareil de perforation hydraulique (2) destiné à la perforation de trous de mine, la cartouche étant configurée pour être montée de 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) 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), 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), et
- un corps de support (16) monté de manière amovible sur la partie avant
(4), le corps de support (16) comportant une première portion d'extrémité (17) 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 de manière amovible la partie d'injection (21), la première portion d'extrémité (17) du corps de support (16) formant une portion de montage filetée configurée pour coopérer avec une portion de montage taraudée (18) complémentaire prévue sur la partie avant (4).
PCT/FR2015/052349 2014-09-18 2015-09-04 Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine WO2016042234A1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020177008641A KR20170053653A (ko) 2014-09-18 2015-09-04 시추공을 뚫기 위한 유압 드릴링 장치
AU2015316695A AU2015316695B2 (en) 2014-09-18 2015-09-04 Hydraulic drilling apparatus intended for drilling blast holes
EP15767224.7A EP3194122A1 (fr) 2014-09-18 2015-09-04 Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine
CA2960226A CA2960226A1 (fr) 2014-09-18 2015-09-04 Appareil de perforation hydraulique destine a la perforation de trous de mine
US15/512,381 US10676997B2 (en) 2014-09-18 2015-09-04 Hydraulic drilling apparatus intended to drill boreholes
CN201580050260.2A CN107109897B (zh) 2014-09-18 2015-09-04 用于钻孔的液压钻孔设备
ZA2017/01457A ZA201701457B (en) 2014-09-18 2017-02-27 Hydraulic drilling apparatus intended for drilling blast holes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1458798A FR3026041B1 (fr) 2014-09-18 2014-09-18 Appareil de perforation hydraulique destine a la perforation de trous de mine
FR14/58798 2014-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016042234A1 true WO2016042234A1 (fr) 2016-03-24

Family

ID=52273240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2015/052349 WO2016042234A1 (fr) 2014-09-18 2015-09-04 Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10676997B2 (fr)
EP (1) EP3194122A1 (fr)
KR (1) KR20170053653A (fr)
CN (1) CN107109897B (fr)
AU (1) AU2015316695B2 (fr)
CA (1) CA2960226A1 (fr)
FR (1) FR3026041B1 (fr)
WO (1) WO2016042234A1 (fr)
ZA (1) ZA201701457B (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3122207B1 (fr) * 2021-04-21 2023-04-28 Montabert Roger Perforateur hydraulique roto-percutant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514820A1 (fr) * 1981-10-19 1983-04-22 Komatsu Mfg Co Ltd Perforatrice hydraulique a percussion
EP0113654A2 (fr) * 1983-01-07 1984-07-18 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Dispositif de forage avec rotation et/ou percussion
EP0168382A1 (fr) * 1984-07-06 1986-01-15 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Dispositif pour le forage à percussion et/ou rotation
FR2761112A1 (fr) * 1997-03-21 1998-09-25 Tamrock Oy Configuration utilisee dans une foreuse de roche et procede de commande de forage de roche

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE440873B (sv) * 1981-02-11 1985-08-26 Atlas Copco Ab Hydrauliskt slagverk med reflexdempare innefattande leckspalter i serie med strypmunstycke
CN2033855U (zh) * 1988-03-31 1989-03-08 长沙市郊东方机电厂 内回转液压凿岩机
DE4113323A1 (de) * 1991-04-24 1992-10-29 Krupp Maschinentechnik Schlagwerk fuer ein bohrgestaenge
US5413186A (en) * 1994-05-13 1995-05-09 Reedrill, Inc. Reverse percussion device
SE528035C2 (sv) * 2004-03-12 2006-08-15 Atlas Copco Constr Tools Ab Hydraulisk brythammare med smord verktygshylsa
CN2761802Y (zh) * 2005-01-19 2006-03-01 方莹 内回转液压凿岩枪
EP2313602A4 (fr) * 2008-06-03 2015-11-11 Atlas Copco Rock Drills Ab Dispositif et procédé comprenant une tête de rinçage pour une perforatrice, et perforatrice comprenant le dispositif
US20140144660A1 (en) * 2010-09-10 2014-05-29 Rockdrill Services Australia Pty Ltd. Rock drill

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514820A1 (fr) * 1981-10-19 1983-04-22 Komatsu Mfg Co Ltd Perforatrice hydraulique a percussion
EP0113654A2 (fr) * 1983-01-07 1984-07-18 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Dispositif de forage avec rotation et/ou percussion
EP0168382A1 (fr) * 1984-07-06 1986-01-15 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Dispositif pour le forage à percussion et/ou rotation
FR2761112A1 (fr) * 1997-03-21 1998-09-25 Tamrock Oy Configuration utilisee dans une foreuse de roche et procede de commande de forage de roche

Also Published As

Publication number Publication date
EP3194122A1 (fr) 2017-07-26
US20170275958A1 (en) 2017-09-28
US10676997B2 (en) 2020-06-09
FR3026041A1 (fr) 2016-03-25
CN107109897A (zh) 2017-08-29
CA2960226A1 (fr) 2016-03-24
AU2015316695A1 (en) 2017-03-30
CN107109897B (zh) 2019-11-08
AU2015316695B2 (en) 2020-05-21
ZA201701457B (en) 2021-04-28
FR3026041B1 (fr) 2017-03-31
KR20170053653A (ko) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1934426B1 (fr) Outil d elargissement et de stabilisation a mettre en service dans un trou de forage et procede pour sa mise en oeuvre
EP1747344A1 (fr) Outil d'elargissement et de stabilisation a mettre en service dans un trou de forage et procede pour sa mise en oeuvre
CN102782253B (zh) 用于截矿机截齿的取出系统
FR2647870A1 (fr) Appareil de percussion hydraulique avec dispositif d'amortissement des ondes de choc en retour
EP3752325B1 (fr) Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'une chambre de commande reliée en permanence à un accumulateur basse pression
BE1009965A3 (fr) Carottier.
CA2479055C (fr) Marteau perforateur hydraulique roto-percutant
FR2639279A1 (fr) Appareil de percussion hydraulique avec dispositif de frappe en retrait amortie
EP3194122A1 (fr) Appareil de perforation hydraulique destiné à la perforation de trous de mine
FR3027543A1 (fr) Appareil a percussions
EP4052854A1 (fr) Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'un piston de butée
EP4080011A1 (fr) Perforateur hydraulique roto-percutant
CA3149908A1 (fr) Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d'un piston de butee et d'une chambre de freinage
CA2808992C (fr) Appareil rotopercutant hydraulique destine a la perforation de trous de mine
EP0232268B1 (fr) Dispositif de controle du verrouillage d'un tube carottier
FR3108931A1 (fr) Perforateur hydraulique roto-percutant pourvu d’un emmanchement équipé de cannelures d’accouplement
EP1559516B1 (fr) Dispositif de forage notamment a pointe diamant avec refroidissement integré
BE1014476A6 (fr) Outil pour le forage de puits.
DE19741347C1 (de) Drehantrieb für ein Bohrgestänge
BE833220A (fr) Machine hydraulique a percussion
FR3004232A1 (fr) Robinet integre dans un reseau de distribution de fluide, reseau et installation de conversion d'energie comprenant un tel robinet
BE536794A (fr)
FR2539072A1 (fr) Outil d'alesage pour la production de contre-depouilles dans des avant-trous, notamment dans les roches
BE472489A (fr)
BE392484A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15767224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2960226

Country of ref document: CA

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015767224

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015767224

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15512381

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177008641

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015316695

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20150904

Kind code of ref document: A