Brevet FR2152709A1 — publié le 19730427

La présente invention est relative à un dispositif de commande de la force d'avance dans une perforatrice, grave auquel le coincement de la tige de forage dans un rocher fissuré peut être facilement évité en reliant rapidement entrée de fluide sous pression du moteur d'avance à une basse pression lorsque la tige de forage est soumise à une résistance à la rotation d'une importance telle qu'il ait un risque de coincement de la tige de forage dans le rocher. Pour éviter le coincement de la tige de forage il est primordial que la force d'avance qui est appliquée à celle-ci soit rapidement interrompue. La présente invention repose sur l'observation du fait que le temps nécessaire pour abaisser d'une certaine quantité la pression dans un récipient est inférieur au temps nécessaire pour élever cette pression de la même quantité. Un dispositif de commande dés connu du type mentionné ci-dessus (voir les brevets des Etats-Unis N0s 1.689.596 et 1.690.504) utilise l'élévation de pression à l'entrée du moteur de rotation provoquée par une augmentation de la résistance à la rotation de la tige de forage pour actionner une valve, grâce à laquelle l'avance est inversée. Suivant la présente invention, au contraire, on utilise une diminution de pression dans le moteur de rotation pour actionner une valve de décharge reliée à l'entrée de fluide sous pression du moteur d'avance.L'invention possède les caractéristiques définies dans les revendications qui vont suivre. Une illustration de l'invention est donnée ci-après en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 montre un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 montre le mode de réalisation de la figure i muni d'un régulateur pneumatique ajouté dans la conduite d'entrée du moteur d'avance et la figure 3 montre une variante de la perception de pression du moteur de rotation. Dans le mode de réalisation de la figure i un moteur à palettes 1, réversible et entrainé par un gaz sous pression, est employé pour faire tourner une tige de forage non-représente. le moteur 1 est alimenté en gaz sous pression en cours de forage à partir d'un réservoir, à travers une valve de démarrage classique (non-représentée), par la conduite 2 et l'entrée 30. le moteur comprend en outre un échappement principal 31 et un échappement résiduel 32. Â l'échappement résiduel 32 est connectée une conduite de retour 3. Lorsque le moteur 1 est inversé, le gaz sous pres sion est amené au moteur dans le sens contraire.Pour l'avance de la tige de forage en direction du rocher ou en sens inverse on utilise un moteur à palettes 4 du même type que le moteur 1, le mouvement de rotation du moteur 4 étant transmis à la tige de forage par exemple par une chaine d'une façon classique. le moteur 4 peut être remplacé par un vérin à double-effet. Le moteur 4 est alimenté en gaz sous pression par la conduite 5 et l'entrée 35 lors de l'avance de la tige de forage en direction du rocher. le moteur comprend en outre un échappement principal 34 et un échappement résiduel 33. Une conduite de retour 6 est connectée à l'échappement résiduel 33. Une valve de décharge 7 est disposée dans la conduite d'entrée 5. Une conduite 15 est connectée à l'échappement résiduel 32 du moteur de rotation 1 ou bien à un orifice spécial 45 conme on le voit à la figure 3.La conduite 15 est également connectée à un orifice 36 d'une valve d'évent 9. Une conduite 16 relie un ori fice 37 de la valve d'évent 9 à une valve alternative 10. La valve d'évent 9 comprend en outre un canal 38 qui relie l'orifice 37 à un espace creux 41 dans lequel se déplace un clapet 40. L'espace creux est relié par un orifice 39 à l'atmosphère environnante. Bw conduite 14 connecte la valve alternative 10 à la valve de décharge 7. La position du clapet de la valve de décharge 7 est commandée par la pression dans la conduite 14 et la poussée d'un ressort réglable 8. Une conduite 17 relie la valve alternative 10 à une valve 11. En outre, une conduite 12 est connectée à la valve il pour l'alimenter en gaz souression . En fonction du réglage de la valve 11, du gaz sous pression est fourni à la valve alternative 10 à partir de la conduite 12 par l'intermédiaire de la valve 11 et de la conduite 17, grâce à quoi le clapet de la valve alternative 10 est amené dans une position opposée à celle représentee sur les dessins. Il en résulte que le gaz sous pression est transmis à travers la conduite 14 à la valve de décharge 7 dont le clapet est amené dans une position opposée à celle représentée sur les dessins. Ceci rend possible l'entrainement du moteur d'avance 4 indépendamment du mode de fonctionnement du moteur de rotation 1. Dans le mode de réalisation de la figure 2, un reula- teur 18 et une valve d'évent 19 ont été ajoutés à la réalisation de la figure 1, dans la conduite d'alimentation 5. Une conduite 20 est connectée en partie au régulateur 18 et en partie à la conduits 14. Grâce à cela on obtient un réglage continu de la force d'avance lorsque la résistance à la rotation de la tige de forage est infe- rieure à celle qui entraîne le réglage de la valve de décharge 7. La valve d'évent 19 a pour but de connecter la conduite 5 à l'atmosphère lorsque la tige de forage se retire du rocher. Le dispositif de commande de la figure 1 fonctionne de la façon suivante : si la résistance à la rotation de la tige de forage augmente, le nombre de tours du moteur de rotation 1 diminue et il en résulte que la pression à l'échappement résiduel 32 diminue. Il s'ensuit que le clapet 40 de la valve d'évent 9 est déplacé vers la position représentée sur la figure si la diminution de pression n'est pas trop lente. Ceci a pour conséquence que les conduites 16,14 sont connectées à l'atmosphère à travers l'orifice 37, le canal 38 et l'orifice 39. Ceci fait quelea pression dans les conduites 16,14 diminue rapidement jusqu'au niveau de pression régnant dans la conduite 15.Lorsque la pression dans la conduite 14 est descendue jusqu'à une valeur située en-dessous d'un niveau déterminé qui peut être réglé grâce au ressort réglable 8, le clapet de la valve de décharge 7 est déplacé vers la position représentée sur la figure, grâce à quoi l'entrée 35 du moteur d'avance 4 est connectée à l'atmosphère. En même temps, la conduite 5 est fermée ce qui empêche toute décharge inutile de gaz sous pression. Pour assurer une rapidité maxima, l'orifice 36 de la valve d'évent 9 pourrait etre connecté à l'échappement résiduel 32 du moteur de rotation ou à l'orifice spécial 45 par l'intermédiaire d'une conduite 15 aussi courte que possible. Dans la mesure du possible, la conduite 15 est supprimée. En outre, la valve de décharge 7 pourrait être connectée à l'entrée 35 du moteur d'avance 4 de la façon la plus proche possible. Les modes de réalisation de l'invention décrits et représentes doivent être considérés comme des exemples non limitatifs qui peuvent être modifiés dans les limites des revendications qui suivent, le moteur d'avance pouvant être par exemple entraSné par un fluide sous pression R3VmSCIC.4TIONS 1 - Dispositif de commande de la force d'avance pour l'utilis & ion d'une perforatrice du genre comprenant un moteur de rotation (1) entraîné par un gaz sous pression pour faire tourner une tige de forage et un moteur d'avance (4) entrains par un fluide sous pression pour faire avancer la tige de forage en direction du rocher ou en sens inverse et muni d'une valve de décharge (7) connectée à l'entrée (35) de fluide sous pression du moteur d'avance (4), caractérisé en ce que la valve de décharge (7) est susceptible de connecter l'entrée (35) de fluide sous pression du moteur d'avance (4) à une basse pression lorsqu'une diminution prédéterminée de pression apparat au moteur de rotation (1). 2 - Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel le moteur de rotation (1) comprend un échappement principal (31) et un échappement résiduel (32), caractérisé en ce qu'une conduite (15, 16, 14) est connectée à l'échappement résiduel (32) pour percevoir la pression du gaz sous pression pratiquement complètement détendu, ladite conduite (15, 16, 14) étant également connectée à la valve de décharge (7). 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une valve d'évent (9) est disposée dans la conduite (15, 16, 14), ladite valve d'évent (9) étant susceptible de connecter à l'atmosphère une portion (16,14) de la conduite lorsque la pressinon dans ladite portion est supérieure à celle de ltéchappewent résiduel (32) du moteur de rotation (1). 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un régulateur (18) est disposé en liaison avec entrée (35) de fluide sous pression du moteur d'avance (4), ledit régulateur étant susceptible d'être commandé par les changements de pression qui apparaissent au moteur de rotation (10.