Brevet FR2240346A1 — publié le 19750307

La présente inventionconcerne un perforateur de carottage pouvant wetre utilisé dans les appareils etprocédés-de carottage de terrain décrits dans les brevets canadiens n 773006, 779148 et 760841, de la demanderesse. Selon ces brevets, après le forage d'un avant-trou dans le sol, un outil cylindrique ou perforateur est enfoncé à travers le-terrain pour obtenir une carotte découpée en segments, et7après le passage de l'ou til, son déplacement est inversé pour qu'il réalise l'extraction de la carotte découpée vers Mais, il a été constatê-dans certains cas que la depres- sion engendrée, entre la carotte découpée et la couche d'environnement est telle, que l'on rencontre des difficultes dans cette extraction. Si la carotte est relativement friable, le perforateur ne fait que s'enfoncer dans celleci au lieu da prendre appui et de la refouler hors du trou constitué. L'invention remédie à ces inconvénients par un dispositif perforateur pouvant entre utilisé dans les appareils et procédés précités en cas de dépression élevée et de terrain relativement friable. Le perforateur de l'invention pour ce genre de carottage comprime énergiquement la carotte après l'avoir formée et découpée, en réduisant ainsi la dépression et augmentant la cohésion de la terre constitutive; ce perforateur comporte par ailleurs un dispositif pour prendre appui sur la surface de la carotte pendant l'extraction et réduit la tendance de cet outil à s'enfoncer en fonctionnement dans cette carotte. A cette fin le dispositif peut comprendre des dents alternative- rnve- meat-décalées, ménagées dans le bord arrière des lames de découpage venant au contact de la carotte pendant la poussée ou- extraction. Ce dispositif peut entre utilise avec des sols de consistance relativement poreuse et/ou à dépressions -élevéés', Enfin, ce dispositif est de construction simple- et économique, et par ailleurs bien adapté aux fins pour lesquelles il est étudié. D'autres objets- et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réaIisation, et du dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une yue- enperspective d'un dispositif perforateur selon l'invention; la figure 2 est une coupe verticalé de l'outil de la figure 1; et la figure 3 est une vue de l'arrière, selon la ligne 3-3 de la figure 2. Sur ces différentes figures, les mêmes éléments sont indiqués par les mêmes.références. L'outil représenté comprend un arbre central 10 fileté aux deux extrémités 11 et 12, afin d'entre raccordé à des tiges de forage du genre normalement utilisé dans ce mode de carottage, dont de plus amples détails sont exposes dans les brevets précités. Un bouclier ou coquille 13 entoure concentriquement l'arbre 10,étant sensiblement en forme de tronc de cône dont l'extrémité 14 de plus grand diamètre est voisine de l'extrémité ll de l'arbre 10 et une extrémité 15 de diamètre plus réduit voisine de;l'extrémité 12 de l'arbre 10 comme représenté sur les figures. Le bouclier 13 est maintenu séparé,concentri- quement a l'arbre 10, par des lames ou dispositifs de coupe désignés dans leur ensemble par 16, ces lames étant serisiblement en forme de quadrilla stère plat fixé par un bord sur l'extérieur de l'arbre 10 et par le bord opposé h la paroi intérieure 17 du bouclier également tel que représenté. Ces lames sont fixées demanière qu'un bord 19 soit voisin de l'extrémité il de. l'arbre 10 et l'autre bord 20 de l'extrémité 12 du même arbre, la ligne d'intersection de8 plans de ces lames coincidant avec l'axe longitudinal de l'arbre 10. Le8 bordes 19 sont tranchants, tel que représenté en 21, et les bords 20 comportent des dents 22 d'appui,inclinées alternativement comme représenté sur les figures 1 et 3. Le bord 15 de l'extrémité de diamètre réduit du bouclier 13 est incliné légèrement vers l'intérieur et comporte des dents rainurées 29 qui forment des stries sur la carotte découpée par l'outil. A l'utilisation, le perforateur est d'abord enfoncé, tra-vers un avant-trou foré dans la terre, dans le sens de la flèche 24 (figure 2) comme indiqué dans les brevets précités,de sorte que le bord 14 de plus grand diamètre,qui est tranchant comme représenté en 24, découpe une carotte, que les lames tranchantes 13 divisent. L'extrémité 15 de diamètre réduit,en coopération avec les dents rainurées 23,comprime cette carotte en formant des stries sur la surface extérieure.; ces opérations simultanées rédu-sent la-dépression entre la carotte et la couche environnante è la formation. Lorsque l'outil a complètement traversé la région échantillonner, son déplacement est inversé pour etre déplacé;en sens contraire de la flèche 24, de sorte que l'extrémité 15 à diamètre réduit avec les dents 22 de poussée, agencées sur le bord 20 des lames, exercent une poussée sur la carotte etl'étrsient du trou. La combinaison de diamètre réduit et de dents décalées diminue la tendance du dispositif à s'enfoncer dans la carotte et au contraire la repousse pour I'extraction. Il est évident que des modifications et variantes peuvent être apportées au dispositif décrit, gans pour cela sortir du cadre de l'invention, l'exemple de réalisation décrit n'étant donné qu'a titre explicatif et non limitatif. R E V E N D I C A T I O N S 1, Dispositif perforateur destiné au carottage de terrain, en va-et-vient, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un arbre central servant a le fixer a des tiges associées d'entraînement, un bouclier l'entourant: et des éléments de coupe s'étendant entre l'arbre et le bouclier pour maintenir celui-ci espacé concentriquement de l'arbre, le bouclier étant en forme de troncde cône dont le plus petit diamètre est-voisin d'une extrémité de l'arbre et celui de plus grand diamètre voisin de l'autre extrémité, les éléments de coupe ayant des bords tranchants sur leur côté voisin de ladite extrémité de plus grand diamètre. 2, Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bord de bouclier est tranchant, a l'extrémité de plus grand diamètre. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le bouclier comporte des dents rainurées sur l'-extrémité de plus petit diamètre. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits éléments de coupe sont des plaques planes fixées par leurs bords l'intérieur du bouclier et à l'extérieur de l'arbre, ces plaques ayant une ligne d'intersection commune, située sur l'axe de l'arbre, et leur bord libre, voisin de ladite extrémité de plus grand diamètre,étant tranchant et leur bord libre voisin de ladite extrémité de plus faible diamètre-comportant des dents décalées alternativement pour pouvoir: aider a- repousser la carotte découpée dans le terrain.