Brevet FR2088103A1 — publié le 19720107

a présente invention a our objet une installation de forage perfectionnée et du type destitE å actionner un tube de forage entouré par un collier de manoeuvre commande' par des vérins hydrauliques permettant de lui faire subir un mouvement vertical et/ou alterné de rotation, et ce dans le but de réaliser un forage dans les meilleures conditions. L'invention converne plus particulièrement la commande des vérins hydrauliques qui entraînent en rotation le collier précité et par conséquent le tube de forage. L'utilisation d'un copier de serrage pour faire effectuer à un tube de forage un mouvement alterne de rotation ou de louvoiement stest déjà révélée indispensable et particulièrement efficace pour effectuer des forages tubés dans certains sols. C'est ainsi que dans un premier certificat d'addition à la demande de brevet français NO 6951009, le demandeur a décrit un collier de serrage particulièrement adapté à la manoeuvre d'un tube de forage. Ce certificat d'addition a été déposé le 28 Janvier 1970 (NO 7002958) au nom du demandeur et a pour titre "Dispositif de serrage-et de manoeuvre d'un tube de forage, pieu de fondation ou analogue". L'invention concerne donc plus particulièrement la commande d'un tel collier de serrage faisant partie d'une installation de forage perfectionnée et permettant d'assurer facilement et efficacement l'actionnement d'un tube de forage. A cet effet, l'installation de forage selon l'invention, du type comprenant un châssis formant socle sur lequel est monté articulé un bâti orientable servant à maintenir un tube de forage dans une position sensiblement verticale ou inclinée, lequel tube est enserré par un collier de manoeuvre commandé par des vérins hydrauliques permettant de lui faire subir un mouvement vertical et/ou alterné de rotation dans ledit bâti,eet caractérisée en ce qu'au moins une barre montée entre un point du châssis et le collier est entraînée par le mouvement de rotation du collier pour agir sur des moyens commandant automatiquement l'inversion dudit mouvement alterné de rotation sans pour cela entraver les mouvements verticaux de montée ou de descente du collier. Suivant une autre caractéristique de l'invention, Te moyens commandant l'inversion du mouvement de rotation du collier comprennent une tige mobile portant une came susceptible de commander une valve d'inversion des vérins hydrauliques assurant la rotation du collier. Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre précitée passe entre deux tiges formant chape fixées sur la tige mobile précitée, ladite barre pouvant alors entraîner la tige mobile tout en étant susceptible de se débattre verticalement dans la chape lors des mouvements verticaux du collier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tige mobile précitée est montée coulissante dans deux paliers solidaires d'une corniere soudée au châssis, la valve d'inversion precitée étant également fixée sur un support solidaire de la corniere. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité de la barre montée sur un point du châssis passe dans un anneau, en bronze par exemple, fixé sur ledit châssis, tandis que l'autre extrémité de la barre montée sur le collier comporte un ergot s'engageant dans un oeil solidaire dudit collier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des tirants réglables et montés entre le châssis et le bâti orientable assurent le positionnement stable de ce dernier sur le châssis. On comprend donc que le mouvement alterné de rotation ou de louvoiement du tube de forage est commandé automatiquement, et ce suivant une amplitude déterminée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élév,ation d'une installation de forage suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du bâti orientable monté sur le châssis et maintenant le tube de forage, les organes de la commande automatique de l'inversion du mouvement de louvoiement du collier et du tube n'ayant été que partiellement représentés; et - la figure 3 est une vue en perspective représentant en détail les organes de commande précités et tels qu'ils apparaissent en partie dans l'encadré III de la figure 2. Suivant un exemple de réalisation, et comme il apparaît notamment sur les figures 1 et 2, une installation de forage suivant l'invention comprend un châssis 1 sur lequel est monté articulé en 3 un bâti orientable 2. le bâti orientable 2 comprend deux montants 4 ainsi que deux colliers 5 respectivement montés aux extrémités des montants 4. les colliers 5 comportent chacun un évidement sensiblement circulaire 6. Comme il apparaît sur la figure 2, les évidements 6 sont alignés pour recevoir et maintenir un tube de forage 7. le bâti orientable 2, et par conséquent le tube de forage 7 sont maintenus dans une position verticale ou inclinée par rapport au châssis 1 grâce à des tirants réglables 8 montés articulés entre le châssis 1 et les extrémités des montants 4 du bâti. Comme il apparaît sur la figure 1, le tube 7 est entouré par un collier de serrage 9 grâce auquel on peut faire subir au tube 7 un mouvement vertical et/ou de louvoiement. Le collier 9 a été décrit en détail dans le premier certificat d'addition à la demande de brevet français NO 6931009, déposé au nom du même demandeur et dont il a été question plus haut. Ce collier est constitué par un premier tronçon de chaîne 10 et un deuxième tronçon de chaîne 11, les deux tronçons étant réunis par l'intermédiaire de chapes ou analogues 12; les extrémités du premier tronçon 10 sont directement fixées en 13 aux extrémités des deux chapes 12, tandis que les extrémités du deuxième tronçon de chaîne 11 sont fixées en 14 à une tige de vérin hydraulique 15 monté dans chacune des chapes 12. En exerçant une traction par les vérins 1 5 sur les deux extrémités du tronçon de chaîne Il, on réalise un serrage homogène du collier sur le contour du tube de forage 7.Pour de plus amples détails concernant le collier 9, on se reportera au certificat d'addition sus-mentionné. les chapes 12 du collier 9 comportent chacune des points d'attache pour y fixer un vérin vertical ou de fonçage 16 et un vérin sensiblement horizontal ou de louvoiement 17. les vérins de louvoiement sont fixés au châssis 1, tandis que les vérins de fonçage sont fixés à la partie supérieure du bâti 2. Comme on le voit sur la figure 2, on a matérialisé en 16'les axes des deux vérins verticaux montés entre le bâti orientable 2 et le collier 9, et en 17' les axes des vérins de louvoiement montés entre le châssis 1 et le collier 9. On comprend donc qu'en actionnant les vérins 16, le collier 9 et le tube 7 solidaire dudit collier peuvent être animés d'un mouvement vertical, tandis qu'en actionnant alternativement les vérins de louvoiement 17, le collier 9 et le tube 7 peuvent être animés d'un mouvement alterné de rotation. Pour commander automatiquement ce mouvement alterné de rotation, on a prévu, selon l'invention, une barre de commande 20 montée entre le châssis 1 et le collier 9. Comme il apparaît plus clairement sur la figure 3, 1' extrémité de la barre 20 montée sur le châssis 1 passe dans un anneau en bronze 21 fixé sur un pied 22 solidaire de la plaque la du châssis 1, tandis que l'autre extrémité de la barre montée sur le collier comporte un ergot 23 s'engageant dans un oeil 24 solidaire dudit collier 9. Un tel montage de la barre 20 permet donc à cette dernière de se débattre, notamment lors des mouvements verticaux du collier 9 et du tube de forage 7, tout en étant constamment entraînée par ledit collier. La barre 20-passe entre deux bras 25 solidement fixés par des vis 26 sur une tige mobile 27. La tige mobile 27 coulisse dans des paliers 28 montés sur des pieds renforcés 29 qui sont eux-mêmes soudés sur une cornière formant support 30. le support 30 est bien entendu fixé, par exemple soudé, sur le châssis 1 comme il apparaît plus clairement sur la figure 2. Ense reportant à nouveau à la figure 3, on voit qu'une came 31 est montée sur la tige coulissante 27, laquelle came coopère avec une valve d'inversion 32 fixée sur un fer 33 solidaire du support 30. Plus précisément, la valve 32 est munie d'un galet 34 monté dans une chape 35 solidaire d'une tige 36 qui peut coulisser dans le corps de valve par appui de la came 31 sur le galet 34. On voit sur la figure 3 que la barre de commande 20 peut admettre un certain mouvement de débattement vertical entre les bras 25, tandis que la rotation de la barre 20 dans un sens ou dans l'autre entraîne un coulissement correspondant de la tige 27 dans les paliers 28. La came 31 est donc entraînée dans un mouvement de va-et-vient et commande par conséquent automatiquement le mouvement alterné de rotation des vérins de louvoiement 17 (figure 1) en venant s'appuyer ou non sur le galet 34 de la valve d'inversion 32 reliée au circuit hydraulique des vérins 17. En se reportant à nouveau aux figures 1 et 2, on voit que le châssis 1 comporte des plaques repliables de stabilisation 19 qui sont montées articulées sur ledit châssis pour immobiliser l'installation sur le terrain. En outre, un moteur 40, par exemple électrique, ainsi qu'un ensemble de commande hydraulique tnGn représenté) des vérins, sont montés sur le châssis 1. On a également prévu un vérin hydraulique 41 muni d'un patin 42 et solidaire du bâti orientable 2, ledit vérin permettant d'immobiliser momentanément le tube de forage 7 dans le bâti 2. le fonctionnement d'une installation de forage conforme à l'invention se déduit très aisément à partir de la description qui vient d'en être faite. On se bornera donc à le décrire très brièvement ci-après. On ouvre le collier supérieur 5 du bâti orientable 2 pour y introduire plus aisément un tube de forage 7. Lorsque le tube 7 est en place dans le bâti 2, on serre le collier 9 sur le tube 7. le collier 9 étant alors relié à la paire de vérins de fonçage 16 etàla paire de vérins de louvoiement 17, il suffit de commander ces vérins pour que le tube s'enfonce dans le sol suivant un mouvement vertical et/ou alterné de rotation. En ce qui concerne le mouvement alterné de rotation, c'est la barre de commande 20 qui commande automatiquement l'inversion du mouvement de rotation du tube en suivant les mouvement de rotation du collier et sans pour cela entraver les mouvements verticaux de montée ou de descente dudit collier. il est à noter qu'on peut faire travailler une benne automatique de forage à l'intérieur du tube 7. Enfin, l'installation qui vient dVêtre décrite peut être montée sur roues pour le transport, tandis que des moyens sont prévus sur le châssis 1 pour tracter l'installation au moyen d'un engin quelconque 50 (figure 1). Bien entendu, ltinstallation qui vient d'être décrite peut être déplacée sur un chantier au moyen d'une grue. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents-techniques des-moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si. celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REYEND ICAT TONS 1.- Installation de forage perfectionnéeu type comprenant un châssis formant socle sur lequel est monté articulé un bâti orientable servant à maintenir un tube de forage dans une position sensiblement verticale ou inclinée, lequel tube est enserré par un collier de manoeuvre commandé par des vérins hydrauliques permettant de lui faire subir un mouvement vertical et/ou alterné de rotation dans ledit bâti, ladite installation étant caractérisée en ce qu'au moins une barre montée entre un point du châssis et le collier est entraînée par le mouvement de rotation du collier pour agir sur des moyens commandant automatiquement l'inversion dudit mouvement de rotation sans pour cela entraver les mouvements verticaux de montée ou de descente du collier. 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens commandant l'inversion du mouvement de rotation du collier comprennent une tige mobile portant une came susceptible de commander une valve d'inversion des vérins hydrauliques assurant la rotation du collier. 3.- Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la barre précitée passe entre deux tiges formant chape fixées sur la tige mobile précitée, ladite barre pouvant alors entraîner la tige mobile tout en étant susceptible de se débattre verticalement dans la chape lors des mouvements verticaux du collier. 4.- Installation suivant l'une des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que la tige mobile précitée est montée coulissante dans deux paliers solidaires d'une cornière soudée au châssis, la valve d'inversion précitée étant également fixée sur un support solidaire de ladite cornière. 5.- Installation suivant l'une des revendication 2 à 4, caractérisée en ce que la valve d'inversion comporte un galet coopérant avec la came de la tige mobile, lequel galet-est monté sur un axe qui commande l'inversion du mouvement de rotation du collier. 6.- Installation suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ee que l'extrémité de la barre montée sur un point du châssis, passe dans un anneau, en bronze par exemple, sur le châssis, tandis que l'autre extrémité de la barre mutée sur le collier comporte un ergot s'engageant dans un oeil solidaire dudit collier. 7.- Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractéiisée en ce que le collier précité est constitué par un premier et un deuxième tronçons de chaîne réunis par l'íntermé- diaire de deux chapes, les extrémités du premier tronçon étant directement fixées auxdites chapes, tandis que les extrémités du deuxième tronçon sont fixées respectivement à une tige de vérin hydraulique monté dans chacune desdites chapes pour réaliser le serrage du collier contre le tube de forage en effectuant une traction sur les extrémités du deuxième tronçon de chaîne. 8.- Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les chapes du collier comportent respectivement des points de fixation pour les vérins hydrauliques commandant le mouvement de rotation du collier et reliés au châssis, et pour les vérins commandant lemouvement vertical du collier et reliés à la partie apérieure du bâti orientable. 9.- Installation suivant l'uné des revendications précédentes- caractérisée en ce que des tirants réglables et montés entre le châssis et le bâti orientable assurent le positionnement stable de ce dernier par rapport au châssis. 10.- Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un vérin hydraulique muni d'un patin et solidaire du bâti orientable, permet d'immobiliser momentanément le tube de forage dans le bâti. 11.- Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des plaques de stabilisation sont montées articulées sur ledit châssis pour immobiliser l'installation sur le terrain. 12.- Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un moteur,par exemple électrique,ainsi qu'un ensemble de commande hydraulique des vérins, sont montés sur ledit châssis.