Brevet FR2295215A1 — publié le 19760716

La présente invention concerne les dispositifs d'accouplement pour les machines a forer par percussion, pour accoupler un équipement de prolongement à cette machine, cet équipement comprenant plusieurs tiges montées bout- -bout et plusieurs tubes connectés bout- -bout autour des tiges. L'équipement en acier d'un prolongement de fleuret pour une machine å forer du type à percussion comporte normalement un adaptateur de queue de tige, des manchons d'accouplement, des tiges de prolongement et un trépan. Ces éléments sont unis les uns aux autres par des parties filetées. Cependant, un tel équipement de forage adapté pour transmettre a la fois des forces de percussion et des forces de rotation présente certains inconvénients. Par exemple, des essais ont montré qu'avec ces manchons d'accouplement il y a une perte considérable d'énergie dans la transmission d'une force de percussion à travers cette tige de forage par percussion. Du fait de ces manchons d'accouplement le train de tiges de forage a un diamètre irrégulier sur sa longueur, ce qui réduit sa capacité de transmission de l'onde de choc, cette structure de la tige de forage étant défavorable aussi pour le soufflage efficace des débris de forage en arrière le long de b surface extérieure des tiges. Comme les filetages doivent transmettre' les ondes de choc de la tige de forage de l'adaptateur au trépan ils sont soumis à de fortes contraintes et imposent des conditions sévères pour leur résistance, leur résistance à l'usure et leur capacité de transmission. I1 est nécessaire aussi que les joints puissent entre facilement établis et démontés. La présente invention a pour objet un nouveau dispositif d'accouplement rendant possible la connexion à une machine à forer d'un équipement de prolongement du type considéré ci-dessus, les tiges centrales de cet équipement formant un train adapté pour la transmission des forces de percussion de la machine à forer située à une extrémité du train au trépan fixé à l'extrémité opposée du train de tiges, et les éléments tubulaires étant adaptés pour la transmission de la force de rotation à partir de la machine à forer au trépan. Dans ce but, l'invention concerne un dispositif d'accouplement comportant un adaptateur tubulaire au moyen duquel l'équipement de prolongement peut etre accouplé élastiquement à la machine à forer, la partie inférieure de cet adaptateur tubulaire étant reliée aux tubes de 1'équipement et sa partie d'extrémité supérieure com- portant un dispositif d'accouplement polygonal, de préférence à cannelures, s'adaptant à un élément d'accouplement correspondant de la machine à forer. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels Fig. 1 est une coupe d'un dispositif d'accouplement selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et Fig. 2 et 3 sont des coupes de dispositifs d'accouplement selon deux autres modes de mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif d'accouplement représenté sur la fig. 1 comporte un adaptateur tubulaire 31 dont l'extrémité inférieure comporte un filetage extérieur pour le raccordement à un tube 11 d'un équipement de prolongement dont la première tige intérieure est désignée par la référence 10. La partie d'extrémité supérieu- re de l'adaptateur 31 est cannelée à l'extérieur en 32 pour être accouplée à un élément d'accouplement 33 cannelé de façon complémentaire de la machine à forer pour la transmission du mouvement de rotation. Cependant, il doit être compris que des dispositifs d'accouplement ayant d'autres formes polygonales, par exemple une forme hexagonale, peuvent être utilisés pour la transmission de ce mouvement de rotation.Une bague d'étanchéité 35 est logée dans une rainure circulaire intérieure 34 pour entourer concentriquement l'élément de transmission des forces de percussion ayant la forme d'une tige 36, cette tige 36 ayant convenablement une forme similaire à celle de la tige de percussion 10. L'utilisation de la bague d'étanchéité 35 empêche le passage du liquide d'évacuation des déblais vers la machine de forage, en permettant d'obtenir en même temps un guidage axial de la tige 36. Une douille 37 est accouplée à un pignon d'entraînement de l'élément d'accouplement 33. Le pignon d'entraînement peut être entraI- né par un mécanisme connu pour la transmission du mouvement de rotation aux tubes de forage 11 et à un trépan (non représenté) fixé à l'extrémité opposée de ce train de tubes.Le col 38 de la tige de transmission de percussion 36 est situé centralement à l'intérieur de la douille 37, un collet 39 dépassant radialement de cette tige venant porter contre une surface de butée complémentaire 40 d'une douille 41 logée dans le manchon 37- pour la transmission de la pression d'avance de la machine à forer à la tige de forage. La force de percussion est transmise par le piston de marteau 42 à la tige 36. Des bagues 43 et 44, en caoutchouc ou en une matière similaire, peuvent être utilisées sur les deux cas de l'accouplement à cannelures afin que l'équipement de prolongement soit couplé élastiquement à la machine de forage tout en assurant en même temps un certain amortissement du bruit.Suivant le mode de réalisation de la fig. 1 une tête séparée 45 pour la circulation du liquide d'évacuation des déblais assure la transmission de ce fluide vers l'espace 25, situé entre les tiges et les tubes de l'équipement prolongateur à travers un canal annulaire 46 et des passages radiaux 47 de l'adaptateur tubulaire 31. La figure 2/présente un dispositif d'accouplement selon présente un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, les parties correspondant à celles du premier mode de réalisation étant désignées par les mêmes références. Ainsi qu'il apparait sur la fig. 2, le pignon d'entraînement de l'élément 33 est couplé directement à l'élément tubulaire 31 par un accouplement à cannelures 32. Le liquide d'évacuation des déblais est transmis directement à l'intérieur de l'ensemble adaptateur à travers un élément 48. Pour empêcher l'élément 31 d'échapper, cet élément comporte un épaulement 49 se trouvant directement en face d'un épaulement correspondant du carter 50 de la machine. Pour le reste, le dispositif selon la fig. 2 est d'une contruction similaire à celle de la fig. 1. La g. 3 représente un dispositif selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel l'adaptateur tubulaire 31 est couplé à la machine à forer de façon un peu différente. L'adaptateur 31 est ainsi formé en deux parties, la partie inférieure 51 comportant un filetage extérieur et fixée au tube de forage 11 comme dans le cas précédent, tandis que sa partie supérieure est fixée à la seconde partie 52, de l'adaptateur par des parties filetées et le second élément de l'adaptateur comportant des cannelures 32, accouplées aux cannelures d'un élément cannelé correspondant 53. Ce dernier élément comporte un alésage central 54 pour recevoir la partie supérieure d'une tige 55 de transmission des forces de percussion. La tige 55 vient buter axialement contre la première tige ou tige supérieure 10. L'élément 53 pénètre dans la machine à forer par une partie de plus petit diamètre 56 qui est montée pour venir contre un piston de marteau non repré senté.Des bagues vulcanisées 43 et 44 en caoutchouc sont placées sur les côtés opposés de l'accouplement à cannelures 32 comme dans le cas de la fig. 1. Le dispositif d'accouplement représenté sur la fig. 3 est avantageux parce qu'il permet l'accouplement de l'équipement prolongateur du type considéré ci-dessus à des machines à forer de type classique, sans modification de ces machines. La seule mesure nécessaire est le changement de l'adaptateur de queue classique par l'élément 53 de transmission des forces de percussion dont l'extrémité supérieure est engagée dans la machine à forer et dont l'extrémité inférieure est engagée dans un ensemble adaptateur supplémentaire dans lequel la force de percussion et le mouvement de rotation sont transmis à l'équipement prolongateur de la façon représentée sur la fig. 3. Suivant tous les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'équipement prolongateur est accouplé élastiquement à la machine à forer en raison de l'accouplement par cannelures. Cela permet à l'équipement de prendre des positions angulaires par rapport à la machine à forer. Les pièces rapportées en caoutchouc ou en matière similaire situées sur les côtés opposés du dispositif d'accouplement contribuent aussi à permettre ce mouvement. Cet accouplement élastique est avantageux pour le forage des trous profonds et dans le cas d'utilisation d'un équipement de grandes dimensions, parce qu'autrement la rigidité des déments influerait défavorablement sur la résistance à l'usure de l'accouplement. L'amortissement du bruit esthussi amélioré parce que l'accouplement à cannelures donne lieu à des frottements et par suite à une certaine perte d'énergie. Bien entendu, la descriptbn qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDCAT IONS 1. Dispositif d'accouplement pour une machine à forer par percussion pour accoupler un équipement prolongateur à cette machine, cet équipement comportant plusieurs tiges montées bout à bout pour former un train de tiges pour la transmission des forces de percussion, et plusieurs tubes pour la tansmission de forces de rotation, ces tubes étant reliés les uns aux autres bout à bout concentriquement autour des tiges, caractérisé par un adaptateur tubulaire dont l'extrémité inférieure est reliée au premier tube de l'équipement et dont la partie d'extrémité supérieure comporte un élément d'accouplement polygonal accouplé à un élément correspondant d'un élément d'accouplement de la machine à forer. 2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, carac térisé en ce que l'adaptateur tubulaire est relié au premier des tubes de l'équipement prolongateur par un filetage à son extrémité inférieure, la partie d'extrémité supérieure comportant des cannelures pour l'accouplement aux cannelures correspondantes de l'é lément d'accouplement de la machine à forer. 3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé par des pièces rapportées telles que des bagues en matière élastique, telle que du caoutchouc, placées sur les côtés opposés de l'accouplement polygonal de transmission de la force de rotation. 4. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'adaptateur tubulaire et l'élément d'accouplement couplé à l'adaptateur entourent un élément transmetteur de force de percussion en forme de tige qui comporte un collet dépassant radialement et adapté pour venir buter sur une surface de butée de forme correspondante de l'élément d'accouplement pour la transmission de la pression d'avance à partir de la machine à forer.