Brevet FR2296754A1 — publié le 19760730

L'invention, due à Harald L0DERITZ et Horst SCHNEIDER, est relative à une liaison séparable avec un tube de forage d'outils, destinés à confectionner des trous cylindriques. Les outils de forage sont liés, à la paroi intérieure de tubes de forage, selon une liaison géométrique, ctest-à-dire faisant intervenir des formes, à l'aide de dispositifs de verrouillage, pour pouvoir transmettre les'forces verticales de forage et les couples de réaction de forage. A cet effet les pièces de serrage des dispositifs de verrouillage sont pressées contre la paroi intérieure du tube de forage de manière à s'engager dans des sièges de verrouillage. On sait ainsi, dans des tubes de forage rotatifs, lier les outils de coupe au tube extérieur à l'aide de liaisons à rainures et clavette, ce qui permet de transmettre des couples de rotation. Pour pouvoir transmettre aussi des forces de pression verticales les clavettes de l'outil de forage présentent, à leurs extrémités inférieures, des renforts qui s'engagent dans des ouvertures ménagées à l'extrémité du tube extérieur. Dans un autre dispositif connu, pour pouvoir transmettre des forces verticales et des couples de forage, un outil de forage guidé par cabale, est lié au tube de forage par des pièces de serrage cubiques qui sont pressées dans des évidements correspondants de la paroi intérieure du tube. Ces solutions, notamment dans le cas du forage à l'aide d'un équipement à éléments preneurs ou lorsqu'on passe du forage à outils rotatifs au forage à éléments preneurs, se révèlent désavantageuses par suite du temps considérable nécessaire au verrouillage de l'outil de forage sur le tube de forage. Dans be premier des dispositifs de verrouillage précités, par exemple, pour séparer ou établir la liaison, il faut relever le tube de forage et dans la seconde solution, l'établissement de la liaison est rendue difficile par le verrouillage essentiellement quasi ponctuel.Ces deux dispositifs présentent aussi l'inconvénient qu'en raison de la position fixe en hauteur du plan de verrouillage, il faut, dans le cas du forage à éléments preneurs, régler avec précision l'avancement du tube en fonction de la progression du forage pour assurer un remplissage maximal en déblais de roche de ltélément préhenseur. L'invention a donc pour but de fournir une liaison d'un outil de forage et d'un tube de forage qui convienne tout aussi bien pour des outils de forage rotatifs que pour des outils de forage preneurs et qui perpette d'établir, en très peu de temps, la liaison géométrique entre la pièce de serrage et le tube de forage. Le problème que l'invention vise à résoudre est de réaliser la paroi intérieure du tube et les pièces de serrage sous une forme telle que le verrouillage de l'outil de forage et du tube de forage puisse s'effectuer selon plusieurs plans horizontaux d'une région déterminée de la paroi intérieuredu tube et permette de transmettre des couples de réaction de forage et des forces verticales de forage. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que sur la paroi intérieure du tube de forage sont disposées des surélévations pyramidales de telle manière qu'elles puissent coopérer, pour établir une liaison géométrique, avec des dentures droites, disposées, à angle droit l'une de l'autre, sur la pièce de serrage. Les surélévations pyramidales sont, de préférence, en contact mutuel, suivant les côtés de leurs bases. L'inclinaison des flancs et l'espacement des dents des dentures droites correspondent respectivement à l'inclinaison des surfaces latérales et à l'espacement ou à un multiple de l'espacement des surélévations pyramidales. Ces surélévations pyramidales sont en outre disposées sur tout le pourtour intérieur du tube sur une étendue en hauteur qui correspond au moins à celle de l'ensemble des dentures droites à angle droit de la pièce de serrage. Les avantages de la solution conforme à l'invention consistent particulièrement en ce que le verrouillage des pièces de serrage peut s'effectuer sur la totalité du pourtour intérieur du tube et que la position en hauteur du plan de verrouillage ne dépend que de l'espacement des surélévations pyramidales et de l'étendue en hauteur suivant laquelle elles sont disposées. La liaison peut, gracie aux surfaces latérales obliques des surélévations et des flancs des dentures, être réalisée pratiquement en n'importe quelle position. La souillure des surélévations par suite de l'adhérence de matières rocheuses ne peut affecter qu'd peine la capacité de fonctionnement de la liaison, car, lorsque la liaison est établie il subsiste, entre les dentures droites et les surélévations, des cavités dans lesquelles des matières rocheuses adhérentes peuvent s'échapper. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une vue en perspective isométrique, en coupe longitudinale partielle, d'une liaison séparable conforme à l'invention et -la figure 2 est une vue en perspective de la face antérieure de la pièce de serrage de cette liaison. Comme on le voit sur la figure 1, dans une région de la paroi intérieure du tube, dont la hauteur est déterminée par les plans de verrouillage exigés par le forage, sont disposées des surélévations pyramidales 1, de telle manière que les côtés des bases de ces surélévations pyramidales forment un quadrillage. Les pièces de serrage 2 (dont une seule a été représentée sur la figure 1) qui sont disposées symetriquement par rapport à l'axe de forage et sont accouplées à l'outil de forage ou à un porteoutil de forage, présentent une denture droite horizontale et une denture droite verticales 3 (-figure 2). Pour verrouiller l'outil de forage sur le tube de forage 4, les pièces de serrage 2 sont pressées, par exemple par voie hydraulique, contre la paroi intérieure du tube de telle manière, comme le montre la figure 1, que les flancs des dents coopèrent selon une liaison géométrique, avec les surfaces latérales des surélévations pyramidales 1 et assurent ainsi une transmission des couples de réaction de forage et/ou des forces verticales de pression. Les différences entre l'avance de l'outil de forage et celle du tube de forage sont compensées par le fait que la hauteur de l'ensem- ble des surélévations pyramidales 1 est un multiple de la hauteur des dentures droites. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède,l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS 1.- Liaison séparable avec un tube de forage d'outils, destinés à confectionner des trous de forage comprenant un certain nombre de pièces de serrage élémentaires, disposées sur l'outil et susceptibles de coopérer avec le tube de forage selon une liaison géométrique, caractériséeen ce que sur la paroi intérieure du tube de forage (4) sont disposées des surélévations pyramidales (1) de telle manière qu'elles puissent coopérer, pour établir une Maison géométrique, avec des dentures droites (3),disposées, à angle droit l'une de l'autre, sur la pièce de serrage (2). 2.- Liaison séparable selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surélévations pyramidales (1) sont en contact mutuel suivant les côtés de leurs bases et que l'inclinaison des flancs et l'espacement des dents des dentures droites (3) correspondent respectivement à l'inclinaison des surfaces latérales et à l'espacement ou à un multiple de l'espacement des surélévations pyramidales (1). 3.- Liaison séparable selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les surélévations pyramidales (1) sont disposées sur tout le pourtour intérieur du tube sur une étèndue en hauteur qui correspond au moins à celle de l'ensemble des dentures droites à angle droit (3) de la pièce de serrage (2).