Brevet FR2002817A1 — publié le 19691031

0-5282 La présente invention concerne un dispositif pour forage en morts-terrains, forage de trous d'ancrage et/ou forage sous l'eau qui comporte un fleuret intérieur et un fleuret annulaire. On connaît des dispositifs du type en question dans lesquels 5 il est prévu une machine, de préférence une foreuse à marteau, qui, d'une part, provoque un mouvement de rotation et, d'autre part, effectue également des percussions. Mouvements de rotation et percussions sont transmis aux deux barres de forage à partir de la foreuse susdite par l'intermédiaire d'un élément de raccor-10 dement auquel sont reliées rigidement aussi bien la barre de forage intérieure que la barre de forage extérieure. Par suite, le nombre de percussions exercées sur le fleuret intérieur fixé à la barre de forage intérieure est égal au nombre de percussions reçues par le fleuret annulaire fixé à la barre de forage extérieu-15 re et, de plus, il n'est pas possible de modifier dans les dispositifs connus susdits le rapport entre les énergies de percussion exercées respectivement sur le fleuret intérieur et sur le fleuret annulaire. Pour ces deux raisons, les dispositifs en question présentent l'inconvénient que, par suite de la grande dimen-20 sion qui est nécessaire pour les trous de forage dans le forage en morts-terrains et dans le forage de trous d'ancrage, la machine de commande mentionnée au début doit être relativement grande et lourde pour permettre d'obtenir un rendement de forage quelque peut satisfaisant. 25 La présente invention permet d'éviter cet inconvénient et pro pose une foreuse à marteau fonçant avec laquelle il est possible de fixer d'avance avec précision le rapport entre l'énergie de percussion transmise au fleuret intérieur et l'énergie de percussion transmise au fleuret annulaire ou fleuret extérieur. Ce ré-30 sultat est obtenu suivant l'invention avec un dispositif du type décrit ci-dessus grâce au fait qu'il est prévu deux mécanismes de percussion, l'un de ceux-ci battant le fleuret intérieur et l'autre mécanisme de percussion battant-le fleuret annulaire, et grâce au fait qu'il est prévu une pièce faisant partie des barres de 35 forage, de préférence vissable, et comportant sur sa face intérieure des rainures à coin dans lesquelles s'engagent des talons prévus sur le fleuret annulaire, ce dernier étant lui-même muni sur sa face intérieure de rainures à coin dans lesquelles s'engagent des talons prévus sur un bout emmanchable, assemblé soli-40 dairement avec le fleuret intérieur de préférence par vissage. 2002817 69 05282 2 2002817 Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel ; la figure 1 représente eehématiquement en élévation le dispo-5 sitif suivant l'invention ; la figure 2 représente en coupe longitudinale et à plus grande échelle le mécanisme de percussion agissant sur le fleuret intérieur, et la figure 3 représente en coupe longitudinale suivant la mê-10 me ligne et également à plus grande échelle le mécanisme de percussion agissant sur le fleuret annulaire extérieur, ainsi que les deux fleurets. Suivant le mode de réalisation choisi et représenté, les pistons de percussion 2 et 7 des deux mécanismes de percussion 1 et 15 6 sont disposés concentriquement à l'axe de forage a - Jb et, si on regarde depuis les deux fleurets 20 et 23, le mécanisme de percussion 6 qui agit sur le fleuret annulaire 20 est placé devarfc le mécanisme de percussion 1 qui agit sur le fleuret intérieur 23. Les deux pistons de percussion 2 et 7 se déplacent dans le même 20 cylindre 5. Le piston de percussion 2 bat par sa tige 2' contre le bout emmanchable 24 assemblé directement solidairement avec le fleuret intérieur 23, de préférence par vissage» Par contre, le pisjbon de percussion 7» dans l'alésage concentrique duquel passe le bout emmanchable 24, bat directement le fleuret annulaire 20. 25 L'arrivée d'air aux deux pistons de percussion 2 et 7 s'effectue par l'intermédiaire d'une distribution à tiroirs connue dont fait partie le tiroir de distribution 13. Par suite, l'air comprimé qjL est amené en passant par le tube de forage creux 10 (tube de rallonge), la pièce intermédiaire 11 également creuse et les trous 30 12' prévus dans l'élément de distribution 12 est dirigé alternativement au moyen du tiroir 13 soit par le canal 14 dans la chambre de cylindre avant 3, 8, soit par le canal 15, 16 dans la chambre de cylindre arrière 4, 9, du mécanisme de percussion 1, 6 ; par contre, l'air évacué est dirigé par les deux canaux d'échap-35 pement 17 et 18 et par les trous 21 prévus dans le fleuret extérieur 20 jusqu'au fond du trou de forage 22 où il est utilisé comme fluide d'injection. Les deux fleurets 20 et 23 sont actionnés ensemble par un mécanisme de rotation à commande pneumatique ou hydraulique non.représenté. Le mouvement de rotation est transmis 40 par l'intermédiaire du tube de forage (tube de rallonge) 10, de" 69 05282 3 2002817 la pièce intermédiaire 11, du cylindre 5 et de la pièce vissée 1% toutes ces pièces étant vissées ensemble. La pièce vissée 19 comporte à sa face intérieure des rainures à coin X91 dans lesquelles s'engagent des talons 20* prévus sur le fleuret annulaire 20. Par 5 suite, le fleuret annulaire 20 tourne en même temps que la pièce vissée 19. Le fleuret annulaire 20 est lui aussi muni sur sa face intérieure de rainures à coin 20" dans lesquelles s'engagent des talons 24' prévus sur le bout emmanchable 24. Par suite, le bout emmanchable 24 assemblé de façon rigide (vissé) avec le fleuret intérieur 23 tourne avec le fleuret annulaire 20. On voit donc qie les deux fleurets 20 et 23 effectuent de même que dans les dispositifs précédemment décrits tin double mouvement simultané de percussion et de rotation. Le fleuret annulaire 20 est muni d'un coté, vers le milieu de sa longueur, d'un évidement longitudinal 25 15 dans lequel s'engage une cheville cylindrique 26 disposée transversalement par rapport à l'axe de forage a - b et fixée dans la pièce vissée 19, ce qui empêche le fleuret annulaire 20 de tomber de la pièce vissée 19. L'évacuation au matériau de forage ou boues de forage s'effectue exclusivement à travers l'espace annulaire 28 20 ménagé entre la barre de forage constituée de la pièce vissée 19, du cylindre 5, des pièces intermédiaires 11 et des tubes de rallonge 10 et, d'autre part, la paroi du trou de forage 27. Il y a lieu de noter que les deux mécanismes de percussion 1 et 6 agissant chacun sur l'un des deux fleurets 20 et 23 représentent des marteaux 25 de fonçage. Lorsqu'il s'agit de forage en morts-terrains et surtout de forage sous l'eau où le fleuret annulaire vient trouver la roche solide (sol naturel), il est avantageux de prévoir entre le bout emmanchable 24 et le fleuret intérieur 23 une ou plusieurs tiges de rallonge non représentées, munies de filetages à leurs 30 extrémités. Il y a lieu de noter que, dans le dispositif suivant 1' invention, on peut mettre en oeuvre des mécanismes de percussion à commande pneumatique ou hydraulique, et des mécanismes de rotation à commande pneumatique, hydraulique ou de tout autre genre. Outre le contenu des revendications, la totalité des détails 3> contenus dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus sont des éléments essentiels de l'invention. Contrairement à ce qui se passe avec les dispositifs connus pour le forage en morts-terrains, le forage de trous d'ancrage et/ ou le forage sous l'eau, il est possible avec le dispositif suivait 40 l'invention de fixer a priori le rapport entre les énergies de 69 052"2 4 2002817 percussion transmise respectivement au fleuret intérieur et au fleuret annulaire. En conséquence, par rapport aux dispositifs connus, le dispositifs suivant l'invention présente l'avantage important de permettre d'obtenir des rendements de forage nota-5 blement supérieurs avec des puissances motrices plus faibles, toutes les autres conditions étant par ailleurs égales. Un autre avantage du dispositif suivant l'invention réside dans le fait que les mécanismes de percussion qu'il nécessite pour son action-nement peuvent être beaucoup plus petits et plus légers que dans 10 les dispositifs connus dont il a été question. 69 052; 5 2002817 REVENDICATIONS 1) Dispositif pour le forage en morts-terrains, le forage de trous d'ancrage et/ou le forage sous l'eau, caractérisé en ce qu' il est prévu deux mécanismes de percussion dont l'un bat le fleuret intérieur et dont l'autre bat le fleuret annulaire, et en ce 5 qu'une pièce faisant partie de la tige de forage, se présentant de préférence sous la forme de pièce vissée, comporte sur sa face intérieure des rainures à coin dans lesquelles s'engagent des talons prévus sur le fleuret annulaire, celui-ci étant également muni sur sa face intérieure de rainures à coin dans lesquelles s'engagent 10 des talons prévus sur un bout emmanchable assemblé solidairement avec le fleuret intérieur, de préférence par vissage. 2) Dispositif suivant revendication.1, caractérisé en ce que le piston de percussion du mécanisme de percussion agissant en liaison avec le fleuret annulaire bat directement contre ce der- 15 nier. 3) Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce que les deux pistons de percussion sont disposés dans le même cylindre . 4) Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce qu1» 20 il est prévu des canaux d'échappement d'air partant d'une part de la chambre de cylindre du mécanisme de percussion agissant sur le fleuret annulaire et traversant la pièce vissée et le fleuret annulaire, et partant d'autre part de la chambre de cylindre du mécanisme de percussion agissant sur le fleuret intérieur et tr-aver-£5 sant le bout emmanchable, ces canaux d'échappement conduisant au fond du trou de forage. 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