Brevet FR2092792A1 — publié le 19720128

L'invention concerne un carottier latéral hydraulique perfectionné, utilisable notamment dans les sondages. En hydrologie, en prospection minière, il est parfois nécessaire d'obtenir un échantillon, représentatif par petits niveaux de l'ordre du décimètre, de formations sableuses non consolidées, par exemple, en hydrologie pour la mise en bonne place de crépines appropriées ou pour la reconnaissance de réservoirs aquifères, ou en prospection minière par exemple pour la reconnaissance de gisements de phosphate. Dans l'état actuel de la technique connue, on ne peut que, soit creuser le puits à main, d'où des risques, des délais, des frais, soit forer : à l'air comprimé ou à l'eau, ce qui enlève une grande partie des fractions fines, - à la boue de forage, ce qui apporte d'autres fractions fines, - au ciment ce qui agglomère des fractions naturelles séparables. Il est donc impossible d'obtenir convenablement des échantillons dont la granu lomtrie exacte soit respectée, en particulier pour certains sables dont les constituants (grains de colophanite de 0,1 à inn et surtout débris de coprolithes de 5 à 10mm) sont très fragiles, alors que cela est indispensable pour déterminer le meilleur niveau à exploiter dans un gisement, le localiser, et en évaluer la hauteur, la teneur et le rendement. L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients, en réalisant la prise de carottes sans broyage et sans perte ni apport de fractions fines. D'autre part, il est fréquent que de tels sites soient situés entre un toit et un mur de plus grande dureté, par exemple contenant des niveaux silicifiés, qui forment obstacle à la récupération du carottier. L'invention a encore pour but de résoudre cette difficulté. Succintement, l'in- vention concerne un carottier latéral hydraulique, comprenant plusieurs, par exemple trois vérins hydrauliques, télescopiques, parallèles à axes sensiblement horizonteux, à double effet, à piston creux ; chaque piston est garni, avant le carottage d'un sac en matière plastique contenant de l'eau ou un fluide approprié, tenu en place par une bague métallique munis de pointes di rigées vers l'intérieur lorsque le vérin se déploie, le piston creux pénètre dans le sol, qui repousse la bague, dont les pointes crèvent le sc-, et le fluide qui s'en échappe imprègne la carotte, qui reste exactement dans le piston creux sans broyage. Selon un mode prfr d mise en oeuvre de l'invention, on utilise une série de plusieurs carottiers reliés entre eux par des cibles ou chaines, et suspendue à un cible ou chaine de levage. Dans un tel eds, il est avantegoux suivant un p@rf@@t @@@@@@@@ @@ @@@@@@@@@@@e, de doubler la liaison entre les caratt@r@au @@yen d'un @@c@@@ @@ le @ c@ai@@ de moindre résistance mécanique ayant s@element pour @fiet de @@@@ l@@ @@rottiers les une aux autres avec l'e pac@@@nt retung pour leur muse @@ pi@@ dans le puits, et que l'on désique@a ci-après par le t@@me câble cu chaine @@ maintien.De catte manière, lorsqu'il se proruit dans le série des car@ttie r@ des contraintes exc@@sives résuitant de l'ancrage de certains d'@ntre eux, cas contraintes ne risquent pas de provoquer la détérioration des caruttiers par effet de flambage, mais provoquent seulement la rupture du câble au chaine de plus faible résistance mécanique, donnant ainsi aux carottiers corpris dans l'intervalle antre deux carottiers autrés, une latitude de déplacement relatif évitant la transmission de fortes contraintes d'un carottier à L'invention, et un de ses mndes d'exécution, seront décrits en se réfèrant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une coupe verticale d'un carottier à trois vérins selon l'invention, les vérins tant déployés - la figure 2 est une coupe transversale d plus orande échelle d'un vérin, selon la ligne II-II de la figure 1, le vérin étant rétracté et garni - la figure 3 schématise an élévation la mise en place de la série de carottiers selon l'invention; - la figure 4 illustre des postions pouvant être prises par différents carottiers de la série lors de la mise en fonctionnement des vérins se traduisant par des contraintes provoquant la rupture des câbles ou chaines de maintien. Avec référence aux figures I et 2 : le carottier selon l'invention comprend un corps 1 , cylindrique, dfaxe vertical X - X, dans lequel sont logés par exemple trois vérins 2 d'axes horizontaux et parallèles, qui sont représentés déployés sur la figure 1, l'un d'eux étant représenté -étracté sur la figure 2 ; le cylindre de chacun de ces vérins 2 est constitué par un alésage 3 du corps 1, alé- sage raccordé à un conduit vertical général 4 de fluide de commande de déplciement (figure 2).Dans l'alésage 3, entre deux butées de fin de course 6 et 7, coulisse un cylindre intermédiaire 8 dans ce cylindre, entre une butée dc fin de course 11 et une rondelle de fin de course 12, coulisse le pisten creux 13, dont le bord libre 14 est taillé en biseau ; la chambre annulaire 16 at- tour du piston creux 13 communique avec un canal 17 pratiqué dans l'épaisseur du tube 8 et communiouant avec la chambre annulaire R de l'alésage 3 et avec un conduit vertical général 19 de fluide de commende de rétraction, ces diffé- rents organes étant bien entendu munis de joints d'étanchéité. @vant de @@r@ent le car@ttier, @ que pist@@ craux 15 est gar@i d'un sec on @lastique 2'. cont@oent un fluide, par exemple de l'eau, @@nu per une bague ou une grille @@ à r@ff@@ 23 ou pointes dirigé@@ vors l'intérieur. @insi, lors@@ , aorès @'évantuelles diagraphi@s, le caruttier 1 est d@@candu au aiveau ch@ si, le mis@ sous pr@@@ien du fleide dans le conduit 4 fait @e déployer chaque piston @raux, son bor@ 1@ s'enfonce dins le terrain, celui-ci repousse la lague 22 dont les grifi@s 23 crèvant le sac 21 : le fluide (par exemple l'eau) @maibe la car@tte de tarrain prélavés juequ'è satination de celle-ci, lkccés de fluide étant chassé dans le terrain en fin de course.On obtient ainsi un compactage humide de la carctte, réglable en réglant la pression dans le conduit 4. La rétraction des vérins s'obtient on mettant l@ conduit 4 à la bâche et mettant sous pression le fluide du conduit 19 ; on remarquere que le piston creux 13 en rétraction exerce une aspiration avec effet de venteuse sur la car@tte compactée humide. Avec référense à la figure 3 : l'invention parmet bien entendu d'utiliser un seul carottier 1 ru une série de plusieurs car@titiers. Pour des reisons de simplification on en a représenté trois sur cette figure. selon l'invention, le câble ou la chaîne 4 i ce levage scutient toute la série des carottiers, attachés les uns aux autres à la f@is par des chaînes ou câbles lâches (@2, @2a) et par des chaînes ou câbles de moindre résistance mécanique (43, 43a) anqus scus l'effet du poids des carottiers et parmettant d'assurer leur mise en place initiale aux endroits prévus.Lorsque les pistons des vé rins se dépl@ient lors de la commande hydraulique, il peut se trouver que, par suite de duretés inégales des terrains ou d'irrégularités de la paroi du puits: certains carottiers se mettent de travers à l'intérieur du trou de sonde et dons les @lus mauvais cas, on peut concevoir qu'ils prennent des inclinaisons opposées à celles prises par les carottiers adjacents, ce qui donnerait une configuration générale de la série des carottiers en "simusoïde" comme l'illustre la flore 4. Dans ce cas et plus gé@éralement chaque fois que les ancrages de différents carottiers @ngendremt des contraintes élevées sur les éléments de jonction entre ceux-ci, les câbles ou chaînes de main@ien de @uindre résistance (4@, 43a) se rospent (figure @), ce qui, comote tenu du @@@ laissé initialement aux câbles st chaînes @@ l@ais@@ (@2m, @2a), laisse aux car@itiers une latitude suffisente de position@@@ant sans transmission de contraintes d'un carottier à l'autre. Les câ@es @t chaînes de @@ @@rviront ensuite, après prélèvement des carottes dans le tubes carotti@@s et rétraction de ceux-ci dans lours cylindres, à rement@r à la surface l'ensemble de la série d@@ @ ro@t @@@. Finalement, les carottes prélevées dans les tubes @a@@ttiers @@ront al@rs dégagées de ceux-ci par tout moyen appr@arié. REVENDICATIONS 1 - Carottier latéral hydraulique utilisable notamment dans les sondeges, carac térisé en ce qu'il comprend plusieurs tubes carottiers télescopiques, è. axes horizontaux parallèles, actionnés par des vérins hydrauliques a double effEt, deux au moins de ces tubes carottiers étant actionnes dans des directions op- posées. 2 - Carottier selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tube carot tier est garni, avent carottage, d'un sac en matière plastique contenant un fluide, tenu en place par une bague ou grille munie de pointes dirigées vers l'intérieur. 3 - Carottier latéral selon la revendication 1, comportant trois tubes portecarotte montés telescopiquement dans des cylindres correspondants du carottier, caractérisé en ce que les deux tubes porte-carotte extérieurs sont adaptés à etre déployés dans une me.'-':- première direction et le tube porte-carotte intermédiaire est adapté à entre déployé dans la direction opposée à cette première direction. 4 - Ensemble de plusieurs carottiers montés en série et suspendu à un câble ou chaine de levage, caractérisé en ce que les carottiers successifs sont reliés les uns aux autres à la fois par des portions de chaines ou câbles laches de résistance mécanique suffisante pour permettre le relèvement de ltensemble des carottiers après carottage, compte tenu des frottements éventuels sur les parois du sondage, et par des portions de chaines ou câbles tendues de moindre résistance ; de longueur choisie pour correspondre aux espacements désirés des carottiers, pouvant se rompre sous l'effet de contraintes élevées engendrées lors de l'ancrage d'au moins deux carottiers de l'ensemble dans les formations avoisinant le sondage.