Brevet FR2043841A1 — publié le 19710219

La présente invention concerne un engin de forage à marteau fonceur destiné à crouser des trous dans la roche, la terre ou autre matériau, en particulier pour réaliser de. forage de remblais, de morts-terrains ou des forages de visés, qui comporte plusieurs marteaux fonceurs l'un à côté de l'autre, fixés à une tige porte-taillant et pouvant tourner autour d'un arbre commun. Dans la pratique, on éprouve souvent le besoin de creuser d'après le procédé de forage de remblais ou des morts-terrains des trous de forage qui présentent des diamètres sonsiblement supérieurs à ceux des trous de forage qui peuvent être réalisés avec les engins de forage connus utilisés pour ces procédés de forage. La présente invention propose un engin de forage à marteau fonceur qui permet, en appliquant les procédés de forage de remblais ou de morts-ter- rains, d'obtenir des trous de forage d'une dimension appropriée d'une façon particulièrement économique.Ce résultat est obtenu par l'invention avec un engin de forage à marteau fonceur dii type susdit grâce au fait que la totalité des marteaux fonceurs sont disposés à une certaine distance de l'axe de rotation et qu'il est prévu entre les marteaux fonceurs un passage central. En conséquence, il doit y avoir au moins deux marteaux fonceurs. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, tous les marteaux fonceurs, par exemple au nombre de quatre, sont, vus as bout ou par dessus, disposés sur un cercle concentrique à l'axe de rotation et sont de préférence décalés les uns par rapport aux autres suivant des angles égaux. Il y a lieu de noter à ce sujet que les marteaux fonceurs peuvent tre aussi disposés à des distances différentes de l'axe de rotation. Un domaine d'utilisation important de l'engin de forage à marteaux fonceurs suivant l'invention est représenté par les forages que l'on pourrait désigner sous le nom de forages de visée. Dans le domaine des travaux de construction on a souvent besoin de réaliser après coup des entrées de canalisation qui aboutissent à des canalisations déjà efistantes. Dans de tels cas, il serait avantageux d'effectuer tout d'abord un forage de visée avec un trou de forage de petit diamètre et de constater si celui-ci amène à l'emplacement souhaité de la canalisation intéressée.Si tel est bien le cas, il fau drait ensuite, au moyen d'un forage élargissement, agrandir le diamètre du trou de forage jusqu'à ce qu'il atteigne la dimension nécessaire. Â cet égard, l'utilisation de l'engin de forage à mar- teaux fonceurs suivant l'invention permet en toute certitude d'évi- ter le danger de perte ou de gauchissement de la tige port@@@le@ret si on ne retire pas la tige de forage de visée du trou de foiage a vant de procéder au forage d'élargissement, et qu'on l'utilise au contraire pour guider l'engin de forage à marteaux foncau l'invention.En conséquence, un mode de réalisation partiouller de cet engin de forage est caractérisé en ce qu'il est prévu face intérieure de la tige porte-fleuret des galets libres tion qui ont pour rôle de guider l'engin de forage le long ge de forage de visée cylindrique. Les caractéristiques et avantages de la présente invention @@@ sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à ple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente partie en élévation, partie longitudinale suivant la ligne A-B-C de la figure 3, un pr@ de réalisation de 1 l'engin de forage à marteaux fonceu@@ invention - la figure 2 représente une coupe longitudinale gin de forage effectuée suivant la ligne B-C de la figure @ - la figure 3 est une vue d'en haut de ce même engin de @@@@ - la figure 4 représente en coupe longitudinale @ gne C-D de la figure 5 un deuxième mode de réalisation de de forage suivant l'invention - la figure 5 représente ce même engin de forage en di@@@@@ion latérale, et en partie en coupe suivant la ligne A-B de la @@gure 4; - les figures 6 à 9 représentent en vue d' ai hait @ différents modes do réalisation de fleurets pour l'engin de forage roprésonté aux figures 1 à 3, et - la figure 10 représente en coupe longitudinale rage représenté aux figures 4 et 5 mais avec d'autres @@@@@@@. L'engin de forage représenté aux figures 1 à 3 so présente de la façon suivante : Les emmanchements 2b des quatres fleurets 2 plas@@@@ cle concentrique à l'axe de rotation X - Y du système @@ L forage (qui se compose de la partie tubulaire 12, de l'élément semblage 11, des bagues intermédiaires 10, 9 et de la bague @ le 1) se trouvent dans la bague centrale 1. Sur chaque @@mmanchement 2b frappe le piston frappeur 3 d'un marteau fonceur. Les marteaux fonceurs possèdent chacun un des dispositifs de comm@@de 7 et utilisés dans les marteaux à air comprimé.L'air (@@@@@é @@@@@ par les espaces annulaires 8f, 8d, 8b, 8 par les canaux 5o, @c, @a et les conduits 7b et 7a est, au moyen de la commande à tiroir in- téressée 7, dirigé alternativement dans la chanbre de cylindre avant 4 et dans la chambre de cylindre arrière 5, provoquant ainsi le mou veinent de percussion du piston 3. L'air sortant s'échappe par le ca- nal d'échappement 6 en direction du fond du trou de forage 2a et est utilisé pour le balayer.De plue, il et prévu dans les tiges de forage (bague centrale 1) des canaux de fluide de curage 13 dirigés dans le sens de rotation X-Y d'où partait à proximité des fleurets 2 des lumières 13a et 13b dirigées obliquement vers l'arrière qui mènent au passage 21 et à la face extérieure de la tige de forage. Les canaux de fluide de curage 13 servent à amener en plus un agent de curage, par exemple de l'eau, de l'airs ou également, suivant une idée récente, de la mousse, pour faciliter l'évacuation des boues de forage dans les conditions de forage particulièrement difficiles. Aussi bien les pistons frappeurs 3 que les organes de commande 7 se trouvent dans la bague centrale 1. Les emmanchements Q des fleurets 2 comportent des rainures dirigées dans le sens longitudinal dans lesquelles s'engagent des dents prévues sur la bague centrale 1. En outre, il est prévu dans chaque emmanchement 2b un évidement longitudinal qui est traversé par une cheville ronde 2c. De cette façon, les fleurets 2 sont calés dans la bague centrale I et ne peuvent ni tourner ni tomber. La partie tubulaire 12 de la tige ae forage est mAe par un moteur rotatif hydraulique ou pneumatique non représenté. Par suite de la disposition prévue par l'invention pour les fleurets 2, il se produit lorsqu'on procède à un forage avec l'engin décrit une carotte qui arrive dans le passage 21 et dans l'espace intérieur 17 qui lui fait suite et que l'on peut faire sauter de façon connue en soi. Lorsqu'on utilise l'engin de forage qui vient d'être décrit pour un forage de remblais dans le sens horizontal, l'évacuation des boues de forage ou de tout autre matériau de forage arrivant dans l'espace intérieur 17 s'effectue par les orifices latéraux d'uune cloche de sortie non représentée qui se trouve à l'extrémité de la tige de forage opposée aux fleurets 2. La différence essentielle entre l'engin de forage représenté aux figures 4 et 5 et celui qui vient d'être décrit est qu'il est prévu dans ce deuxième iode de réalisation quatre qualets rotatifs 15 disposés à chacune des extrémités de la bague centrale 1 et d6- calés les uns par rapport aux autres de 900 qui ont pour rôle de guider l'engin de forage le long d'une tige de forage de visée cy- lindrique 14. Pour obtenir des rendements de forage maximaux dans les différents types de terrain, on peut monter au choix dans l'engin de forage représenté aux figures 1 à 3 différents genres de fleurets 2. On peut citer par exemple en l'occurrence les fleureta à taillants croisée 2d (figure 3), à taillants à deux tranches ou à double burin 2e (figure 6), à taillant en X 2f (figure 7), les taillants à forme spéciale avec un taillant continu 2g et deux taillants plus oourts 2h dirigés obliquement par rapport à celui-ci (figure 8) et les taillants dits taillants-disques 2i (figure 9). Les fleurets à tail lants-disques 24 représentés à la figure 9 servent à forer dans des roches mi-dures ou tendres. Dans de nombreux cas il est avantageux d'utiliser en même temps des fleurets de genre différent (figure 9). De plus, il faut noter qu'il est parfois avantageux d'utiliser avec l'engin de forage suivant l'invention les fleurets en losange pour forage rotatif qui ne sont pas représentés ici ; ils comportent des taillants asymétriques et sont utilisés par exemple pour forer des couches d'argile, de terre ou do sable. Si on doit effectuer avec l'engin de forage représenté auxfi- gures 4 et 5 des forages de visé dans un terrain meuble, il est avantageux d'utiliser des fleurets possédant une inclinaison de faS ce unilatérale de telle façon que les arêtes d'attaque des fleurets 19 font avec l'axe de rotation X-Y un angle aigu, par exemple un an gLe de 850 (figure 10). L'engin de forage à martean fonceur suivant l'invention permet de réaliser de façon partioulièrement économique des trous de forage suivant n'importe quelle direction, avec des diamètres relative mont grands. Un autre avantage de cet engin de forage réside dans le fait qu'il permet d'élargir des trous de forage de diamètre relativement petits réalisés par des forages de visée, sans qu'il y ait de danger de perts ou décentrage de la tige de forage. REVENDICATIONS 1. Engin de forage à marteaux fonceurs pour forer des trous dans les roches, de la terre, ou des terrains analogues, en particulier pour effectuer des forages de remblais, de déblais, ou de visée qui comporte plusieurs marteaux fonceurs fixés à une tige de forage et tournant autour d'un axe commun, caractérisé en ce que tous les marteaux fonceurs sont disposés à une certaine distance de l'axe de rotation et en ce qu'il est prévu un passage central entre les mar- teaux fonceurs. 2. Engin de forage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, vue par dessus, tous les marteaux fonceurs, par exemple au nombre de quatre, sont disposés sur un cercle concentrique à l'axe de rotation et sont de préférence décalés réciproquement suivant des angles égaux. 3. Engin de forage suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en oe qu'il est prévu une bague centrale concentrique à lave de rotation dans laquelle se trouvent aussi bien les piatons frappeurs de tous les marteaux fonceurs que les emmanchements des fleurets battus par ces pistons. 4. Engin de forage suivant la revendication 9 caractérisé en ce que les organes de commande des marteaux fonceurs sont eux aussi logés dans la bague centrale. 5. Engin de forage suivant la revendication I ou 3 caractérisé en ce qu'il est prévu dans la tige de forage des canaux d'agent de curage dirigés dans le sens de l'axe de rotation d'où partent à pro limité des fleurets des l'umières dirigées obliquement vers l'arrière et menant au passage central et à la face extérieure de la tige de forage. 6. Engin de forage suivant la revendication j caractérisé en ce que sont montés dans cet engin des fleurets différents, par exemple des paires de fleurets à taillants croisés ou à disquss, les deux fleurets d'une paire étant opposés l'un à l'autre. 7. Engin de forage suivant la revendication 1 ou 3 caractérisé en ce qu'il est prévu sur la face intérieure de la tige de forage des galets rotatifs qui ont pour rôle de guider l'engin de forage le long d'une tige de forage visée cylindrique. 8. Engin de forage suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'il est prévu des fleurets à inclinaison de face unilatérale et en ce que les bords d'attaque des fleurets font avec l'axe de rotation un angle aigu, par exemple un angle de 850