Brevet FR2297989A1 — publié le 19760813

Lorsqu'on fore un trou vertical ou horizontal, il peut devenir nécessaire de dévier la direction du foret. Dans le cas d'un trou de forage vertical, on effectue en général cette déviation par des moyens mécaniques, par exemple au moyen d'un manche de fouet. Les dispositifs de ce genre nesont acceptables que lorsqu'il suffit d'un petit nombre de déviations pour forer le trou; cependant, lorsqu'il faut guider de façon continue le foret, il devient économiquement peu rentable d'utiliser un organe de déviation mécanique, tel qu'un manche de fouet, du fait qu'il faut retirer du trou foré le foret et l'appareillage qui lui est associé, chaque fois que l'on insère le manche de fouet. L'invention concerne un procédé de forage d'un trou horizontal, dans lequel on peut modifier l'axe du foret ou de la tête de forage un grand nombre de fois avant l'achèvement du trou. Dans la demande de brevet américain n' 246.297, déposée le 21 Avril 1972 au nom de Haworth-Edmond-Pouddstone, sous le titre de "Drill Hole Guidance Systemw (Système de guidage pour forage de trous de mine), on décrit un système de détermination de l'emplacement d'un ensemble de forage à la partie supérieure ou toit et à la partie inférieure ou mur d'une veine de charbon. Il est prévu des moyens pour guider le foret en déviant son axe de façon que l'ensemble reste toujours à une distance prédéterminée du toit ou du mur de la veine.L'invention se rapporte à un proche dé perfectionné pour dévier l'axe d'un ensemble de forage sur 360 , c'est-à-dire que non seulement l'on peut dévier l'ensemble vers le haut ou vers le bas, mais également dans n'importe quelle autre direction. Les brevets concernant le système ci-dessus se répartissent de façon générale en deux catégories. La première catégorie comprend les brevets qui permettent la déviation dans un seul plan et effectuent cette déviation par des moyens mécaniques tels qu'un piston, un bras ou un organe analogue. On peut donner pour exemple de cette catégorie le brevet américain n- 3.326.008. La seconde catégorie de brevets concerne des dispositifs destinés à changer la direction de la tête de forage sur 360', Ces inventions effectuent en général le changement de direction grâce au mouvement de pistons et organes analogues qui entrent en contact avec la paroi du trou foré. La longueur dont s'étend chacun des pistons détermine la direction que va prendre la tête de forage.Comme brevets représentatifs de ce qui précède, il y a lieu de citer les brevets américains nO 3.4.512,n0 3.677.354 et- 3.593.810. La seconde catégorie comprend également la plupart des machines de percement de tunnels ou galeries importantes qui comportent des supports ajustables pour orienter l'axe de la tête de forage des machines, par rapport à l'axe du tunnel ou galerie déjà percée. La présente invention illustre un procédé permettant de régler sur 360" l'axe de percement, avec un système de commande minimum simplifiant considérablement l'appareil, par rapport à ceux décrits dans les différents brevets antérieurs. Selon l'invention, un appareil pour dévier l'axe d'un ensemble de forage comprend a) un boitier extérieur, b) des moyens jouant le rôle de piston comportant des surfaces profilées séparées formées sur sa surface, c) des moyens de support pour monter de façon à ce qu'ils puissent coulisser, les moyens jouant le rôle de piston, d) des moyens de contacts, montés entre le boitier et les moyens jouant le rôle de piston, en contact glissant avec lesdites surfaces séparées, e) des moyens pour déplacer les moyens jouant le rôle de piston suivant la longueur de l'axe, et f) des moyens de fixation flexible pour attacher l'une des extrémités du boîtier aux moyens de support permettant aux moyens jouant le rôle de piston de coulisser, grâce à quoi le mouvement longitudinal des moyens jouant le rôle de piston suivant leur longueur transforme les variations des surfaces profi- lées en variations de la position axiale du boftier par rapport à l'axe desdits moyens de piston. L'invention sera mieux comprise par la description de certains de ses modes de realisation donnés uniquement à titre illustratif et sans caractère limitatif, qui en sera faite à l'aide des dessins annexés dont: Les figures 1, 2 et 3 représentent un ensemble de forage complet, la figure lreprésentant un système de poussée destiné à forcer un ensemble de forage horizontal pour le faire pénétrer dans le terrain ou la veine, la figure 2 la partie de l'ensemble de forage permettant de commander la direction de forage, et la figure 3 le moteur et la tête de forage de l'ensemble; la figure 4 est une vue détaillée de l'appareil de commande de direction; la figure 5 est une vue en perspective du mode de réalisation préféré de la surface de commande; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4;; la figure 7 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation de la surface de commande représentée sur la figure 5; la figure 8 représente un mode de réalisation de la surface de guidage fournissant un mouvement bidimensionnel; la figure 9 est une vue en coupe d'une partie dè la figure 4, représentant une variante de la façon de placer les surfaces de commande profilées. Sur toutes ces figures, des éléments identiques sont désignés par les mêmes références numériques. Comme on le voit sur les figures, mais plus particulièrement sur les figures 1 à 3, l'ensemble de forage comporte un groupe de poussée horizontale composé d'une première unité 10 et d'une seconde unité Il reliées entre elles au moyen de tiges de piston hydraulique 12 et 13. La tige de liaison creuse 13 est reliéeaxialement et rigidement à l'appareil de commande de direction 14. L'appareil de forage 15 est accouplé rigidement un appareil de détection de position 17, et il comprend un roret ou trépan 16 à son extrémité. Le groupe de poussée comprenant une première unité 10 et une seconde unité 11 fournit un moyen d'appliquer une pression r le foret 16. Le groupe de poussée comprend plusieurs patins presseurs 20 sur la première unité 10 et 21 sur la seconde unité 11. L'unité Il contient intérieurement un piston hydraulique (n représenté) qui est accouplé à la tige 13. I1 est également prévu plusieurs pistons hydrauliques semblables dont chacun est accouplé à l'un des patins presseurs 20 et 21. Lten semble de forage 15 comprend un moteur électrique 22 et un arbre de sortie 23 qui est accouplé à la tige de forage 24. Une source de boue 25 est reliée à des orifices de sortie 30 par un tuyau 26, qui passe par une ouverture 27 pratiquée dans les unités 10 et Il du groupe de poussée, par une ouverture 28 pratiquée dans l'appareil de déviation 14 et par une ouverture 29 pratiquée dans l'appareil détecteur 17. La boue qui sort des trous 30 passe entre le moteur 22 et le boîtier 31 pour atteindre l'ouver- ture 32 de la tige de forage. La boue est expulsée par des ouvertures non représentées prévues à l'extrémité du foret. Le groupe de poussée qui comprend les unités 10 et 11, les patins presseurs 20 et 1 et la tige de piston 13 comporte pour la commande de la poussée des tuyaux d'admission 35 et des tuyaux d'échappement 36. Ces tuyaux sont reliés au système de commande de poussée 37. Le groupe de poussée fonctionne de la façon suivante. Une pression hydraulique est appliquée aux tuyaux d'admission 35, de sorte qu'une pression hydraulique est appliquée au piston contenu dans l'unité 11, qui est fixe à la tige 13.En même temps, les patins presseurs 21 sont repoussés vers l'extérieur et s'appliquent contre la surface latérale du trou foré. Le fluide hydraulique accroit alors la pression qui agit sur le piston disposé à l'intérieur de l'unité 11, déplaçant la tige 13 à travers cette unité dans une direction où la force développée est appliquée au foret 16. Lorsque la tige 13 s'est déplacée de la distance maximale, la pression est supprimée des tuyaux d'admission 35 et appliquée aux seconds tuyaux d'admission 35. La pression régnant dans les seconds tuyaux 35 a pour effet que les patins presseurs 20 se déplacent vers l'extérieur et entrent en contact avec la paroi, fixant rigidement l'unité 10. La pression est alors simultanément appliquée sur l'autre face du piston à l'intérieur de l'unité 11. Les patins 21 sont alors à l'état rétracté, de sorte que l'unité 11 revient dans la position initiale, et la pression peut être réappliquée sur la tige creuse 13. L'appareil'de détection de position 17 est représenté comme étant fixé au boîtier de l'appareil de commande de direction 14. Aucun emplacement particulier n'est cependant absolument obligatoire pour placer l'appareil de détection de position et on peut le placer avant ou après l'appareil de commande de direction. L'appareil de détection de position 17 continent un capteur horizontal 40, un capteur vertical 41 et un capteur à rouleaux 42, en même temps que les modules de commande 43 et 44 nécessaires. L'appareillage utilisé dans l'appareil de commande de position est bien connu, et il n'y a pas lieu de le décrire avec davantage de détails. Cependant, le capteur vertical peut être une source radioactive capable de détecter la position de l'ensemble de forage dans la veine de charbon. Le mode de réalisation préféré utilise un capteur vertical qui détecte le rayonnement secondaire engendré par le schiste radioactif au-dessus et au-dessous de la veine. Des câbles électriques appropriés 45 relient l'appareil de détection de position à un panneau de lecture des instruments 46. L'appareil de forage 15 comprend, dans le mode de réalisation représenté, un moteur électrique 22 qui est relié par un arbre 23 à la tige 24 d'un foret 16. Le moteur électrique est alimenté par des câbles électriques appropriés 47 le reliant à une source de courant 48. L'appareil de commande de direction est représenté en détail sur la figure 4, et il comprend essentiellement un man drin intérieur creux 50 relié à un mandrin conique 51 qui est utilisé, quant à lui, pour relier l'appareil de commande de direction au groupe précédent qui est, dans le mode d'exécution décrit ci-dessus, le groupe de poussée. Un cylindre 52 entourant extérieurement un piston tubulaire 53 est fixé au mandrin conique 51 par n'importe quels moyens appropriés tels qu'un filetage ou des boulons, par exemple. C'estentre le cylindre 52 et le mandrin creux 50 qu'est monté le piston tubulaire 53 comportant plusieurs surfaces de commande profilées 54 formées à sa périphérie extérieure.L'appareil de commande de direction est contenu dans une enveloppe ou boîtier extérieur 55 fixé de façon élastique à l'une de ses extrémités au cylindre 52 du piston tubulaire au moyen de vis 56 qui traversent des ouvertures élargies 57 et sont bloquées au moyen de rondelles 58 de type flexible.Entre le boftier 55 et le piston tubulaire 53 sont montés des moyens de contact 60. Ceux-ci comprennent essentiellement un anneau 61 qui est fixé au boîtier 55 au moyen d'une vis 62. Plusieurs rouleaux 63 (un par surface profiléé 54) sont montés sur l'anneau 61 chacun au moyen d'un axe 64 sur lequel il peut tourner.Un ressort de rappel 70 est monté entre une bride terminale 71 qui est fixée au mandrin 50 à son extrémité et une bride auxiliaire 72 qui s'applique sur l'extrémité du piston tubulaire 53; ce ressort peut glisser sur la surface extérieure du mandrin 50. L'extrémité du boîtier tubulaire 55 est fermée par une plaque terminale 75. Un élément tubulaire 76 est fixé axialement à la plaque terminale 75 et comporte une partie 77 en constituant un prolongement. La bride 71 comporte, de même, un prolongement 78. Un tuyau de caoutchouc flexible 79 joint hermétiquement le prolongement 78 et le prolongement 77 et est maintenu sur ceuxci par des bandes respectivement 80 et 81. Le piston tubulaire 53 comporte plusieurs joints extérieurs 82 et intérieurs 83. Un tuyau d'admission de liquide hydraulique 90 est relié, par une rainure en "Vtt 91 pratiquée dans le cylindre 52 du piston tubulaire, à une conduite 92 qui aboutit à l'extrémité du piston tubulaire 53. Il y a lieu de noter que le diamètre extérieur du cylindre 52 va en diminuant depuis son point de fixation jusqu'à son extrémité 93 pour assurer la liberté de déplacement du boîtier 55 sur 3600 sans que soit modifiée la position de la périphérie extérieure du cylindre de piston tubulaire 52, et tout en permettant un déplacement axial du boîtier 55 correspondant à un angle d'environ 0,8 degré. Dans le mode de réalisation préféré, les surfaces profilées 54 sont formées en trois emplacements sur la circonférence du piston 53. Les surfaces sont réalisées de façon que le déplacement axial le long du mandrin 50 provoque une déviation du boîtier extérieur qui, à partir d'une position alignée axialement se produit progressivement au cours d'une rotation de 360B. Le mode de réalisation préféré y parvient par la génération de surfaces planes qui sont l'équivalent mathématique d'une hélice. Les tableaux 1 à 6 fournissent le développement mathématique de chacune des surfaces, suivant la longueur du mandrin du point 95 au point 96. TABLEAU 1 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 0,000 1,375 0,000 1,562 0,000 1,375 0,025 1,370 0,025 1,561 0,025 1,380 0,050 1,366 0,050 1,561 0,050 1,385 0,075 1,361 0,075 1,560 0,075 1,390 0,100 1,357 0,100 1,560 0,100 1,395 0,125 1,353 0,125 1,559 0,125 1,400 0,150 1,349 0,150 1,557 0,150 1,405 0,175 1,345 0,175 1,556 0,175 1,410 0,200 1,342 0,200 1,554 0,200 1,416 0,225 1,338 0,225 1,552 0,225 1,421 0,250 1,335 0,250 1,550 0,250 1,427 0,275 1,332 0,275 1,547 0,275 1,432 0,300 1,329 0,300 1,545 0,300 1,437 0,325 1,327 0,325 1,542 0,325 1,442 0,350 1,324 0,350 1,539 0,350 1,447 0,375 1,322 0,375 1,336 0,375 1,453 0,400 1,320 0,400 1,532 0,400 1,458 0,425 1,318 0,425 1,529 0,425 1,464 0,450 1,317 0,450 1,525 0,450 1,469 0,475 1,315 0,475 1,521 0,475 1,474 0,500 1,314 0,500 1,517 0,500 1,479 0,525 1,314 0,525 1,513 0,525 1,484 0,550 1,313 0,550 1,508 0,550 1,489 0,575 1,313 0,575 1,504 0,575 1,494 0,600 1,312 0,600 1,499 0,600 1,499 0,625 1,313 0,625 1,494 0,625 1,504 0,650 1,313 0,650 1,489 0,650 1,508 0,675 1,314 0,675 1,484 0,675 1,513 0,700 1,314 0,700 1,479 0,700 1,517 0,725 1,315 0,725 1,474 0,725 1,521 0,750 1,317 0,750 1,469 0,750 1,525 0,775 1,318 0,775 1,464 0,775 1,529 0,800 1,320 0,800 1,458 0,800 1,532 0,825 1,322 0,825 1,453 0,825 1,536 0,850 1,324 0,850 1,447 0,850 1,539 0,875 1,327 0,875 1,442 0,875 1,542 TABLEAU 2 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 0,900 1,329 0,900 1,437 0,900 1,545 0,925 1,332 0,925 1,432 0,925 1,547 0,950 1,335 0,950 1,427 0,950 1,550 0,975 1,338 0,975 1,421 0,975 1,552 1,000 1,342 1,000 1,416 1,000 1,554 1,025 1,345 1,025 1,410 1,025 1,556 1,050 1,349 1,050 1,405 1,050 1,557 1,075 1,353 1,075 1,400 1,075 1,559 1,100 1,357 1,100 1,395 1,100 1,560 1,125 1,361 1,125 1,390 1,125 1,560 1,150 1,366 1,150 1,385 1,150 1,561 1,175 1,370 1,175 1,380 1,175 1,561 1,200 1,375 1,200 1,375 1,200 1,562 1,225 1,380 1,225 1,370 1,225 1,561 1,250 1,385 1,250 1,366 1,250 1,561 1,275 1,390 1,275 1,361 1,275 1,560 1,300 1,395 1,300 1,357 1,300 1,560 1,325 1,400 1,325 1,353 1,325 1,559 1,350 1,405 1,350 1,349 1,350 1,557 1,375 1,410 1,375 1,345 1,375 1,556 1,400 1,416 1,400 1,342 1,400 1,554 1,425 1,421 1,425 1,338 1,425 1,552 1,450 1,427 1,450 1,335 1,450 1,550 1,475 1,432 1,475 1,332 1,475 1,547 1,500 1,437 1,500 1,329 1,500 1,545 1,525 1,442 1,525 1,327 1,525 1,542 1,550 1,447 1,550 1,324 1,550 1,539 1,575 1,453 1,575 1,322 1,575 1,536 1,600 1,458 1,600 1,320 1,600 1,532 1,625 1,464 1,625 1,318 1,625 1,529 1,650 1,469 1,650 1,317 1,650 1,525 1,675 1,474 1,675 1,315 1,675 1,521 1,700 1,479 1,700 1,314 1,700 1,517 1,725 1,484 1,725 1,314 1,725 1,513 1,750 1,489 1,750 1,313 1,750 1,508 1,775 1,494 1,775 1,313 1,775 1,504 TABLEAU 3 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 1,800 1,499 1,800 1,312 1,800 1,499 1,825 1,504 1,825 1,313 1,825 1,494 1,850 1,508 1,850 1,313 1,850 1,489 1,875 1,513 1,875 1,314 1,875 1,484 1,900 1,517 1,900 1,314 1,900 1,479 1.925 1,521 1,925 1,315 1,925 1,474 1,950 1,525 1,950 1,317 1,950 1,469 1,975 1,529 1,975 1,318 1,975 1,464 2,000 1,532 2,000 1,320 2,000 1,458 2,025 1,536 2,025 1,322 2,025 1,453 2,050 1,539 2,050 1,324 2,050 1,447 2,075 1,542 2,075 1,327 2,075 1,442 2,100 1,545 2,100 1,329 2,100 1,437 2,125 1,547 2,125 1,332 2,125 1,432 2,150 1,550 2,150 1,335 2,150 1,427 2,175 1,552 2,175 1,338 2,175 1,421 2,200 1,554 2,200 1,342 2,200 1,416 2,225 1,556 2,225 1,345 2,225 1,410 2,250 1,557 2,250 1,349 2,250 1,405 2,275 1,559 2,275 1,353 2,275 1,400 2,300 1,560 2,300 1,357 2,300 1,395 2,325 1,560 2,325 1,361 2,325 1,390 2,350 1,561 2,350 1,366 2,350 1,385 2,375 1,561 2,375 1,370 2,375 1,380 2,400 1,562 2,400 1,375 2,400 1,375 2,425 1,561 2,425 1,380 2,425 1,370 2,450 1,561 2,450 1,385 2,450 1,366 2,475 1,560 2,475 1,390 2,475 1,361 2,500 1,560 2,500 1,395 2,500 1,357 2,525 1,559 2,525 1,400 2,525 1,353 2,550 1,557 2,550 1,405 2,550 1,349 2,575 1,556 2,575 1,410 2,575 1,345 2,600 1,554 2,600 1,416 2,600 1,342 2,625 1,552 2,625 1,421 2,625 1,338 2,650 1,550 2,650 1,427 2,650 1,335 2,675 1,547 2,675 1,437 2,675 1,332 TABLEAU 4 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 2,700 1,545 2,700 1,437 2,700 1,329 2,725 1,542 2,725 1,442 2,725 1,327 2,750 1,539 2,750 1,447 2,750 1,324 2,775 1,536 2,775 1,453 2,775 1,322 2,800 1,532 2,800 1,458 2,800 1,320 2,825 1,529 2,825 1,464 2,825 1,318 2,850 1,525 2,850 1,469 2,850 1,317 2,875 1,521 2,875 1,474 2,875 1,315 2,900 1,517 2,900 1,479 2,900 1,314 2,925 1,513 2,925 1,484 2,925 1,314 2,950 1,508 2,950 1,489 2,950 1,313 2,975 1,504 2,975 1,494 2,975 1,313 3,000 1,499 3,000 1,499 3,000 1,312 3,025 1,494 3,025 1,504 3,025 1,313 3.050 1,489 3,050 1,508 3,050 1,313 3,075 1,484 3,075 1,513 3,075 1,314 3,100 1,479 3,100 1,517 3,100 1,314 3,125 1,474 3,125 1,521 3,125 1,315 3,150 1,469 3,150 1,525 3,150 1,317 3,175 1,464 3,175 1,529 3,175 1,318 3,200 1,458 3,200 1,532 3,200 1,320 3,225 1,453 3,225 1,536 3,225 1,322 3,250 1,447 3,250 1,539 3,250 1,324 3,275 1,442 3,275 1,542 3,275 1,327 3,300 1,437 3,300 1,545 3,300 1,329 3,325 1,432 3,325 1,547 3,325 1,332 3,350 1,427 3,350 1,550 3,350 1,335 3,375 1,421 3,375 1,552 3,375 1,338 3,400 1,416 3,400 1,554 3,400 1,342 3,425 1,410 3,425 1,556 3,425 1,345 3,450 1,405 3,450 1,557 3,450 1,349 3,475 1,400 3,475 1,559 3,475 1,353 3,500 1,395 3,500 1,560 3,500 1,357 3,525 1,390 3,525 1,560 3,525 1,361 3,550 1,385 3,550 1,561 3,550 1,366 3,575 1,380 3,575 1,561 3,575 1,370 TABLEAU 5 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 3,600 1,375 3,600 1,562 3,600 1,375 3,625 1,376 3,625 1,558 3,625 1,376 3,650 1,378 3,650 1,555 3,650 1,378 3,675 1,379 3,675 1,552 3,675 1,379 3,700 1,381 3,700 1,545 3,700 1,381 3,725 1,382 3,725 1,546 3,725 1,382 3,750 1,384 2,750 1,543 3,750 1,384 3,775 1,386 3,775 1,540 3,775 1,386 3,800 1,387 3,800 1,537 3,800 1,387 3,825 1,389 3,825 1,533 3,825 1,389 3,850 1,390 3,850 1,530 3,850 1,390 3,875 1,392 3,875 1,527 3,875 1,392 3,900 1,393 3,900 1,524 3,900 1,393 3,925 1,395 3,925 1,521 3,925 1,395 3,950 1,396 3,950 1,518 3,950 1,396 3,975 1,398 3,975 1,515 3,975 1,398 4,000 1,400 4,000 1,512 4,000 1,400 4,025 1,401 4,025 1,508 4,025 1,401 4,050 1,403 4,050 1,505 4,050 1,403 4,075 1,404 4,075 1,502 4,075 1,404 4,100 1,406 4,100 1,499 4,100 1,406 4,125 1,407 4,125 1,496 4,125 1,407 4,150 1,409 4,150 1,493 4,150 1,409 4,175 1,410 4,175 1,490 4,175 1,410 4,200 1,412 4,200 1,487 4,200 1,412 4,225 1,414 4,225 1,483 4,225 1,414 4,250 1,415 4,250 1,480 4,250 1,415 4,275 1,417 4,275 1,477 4,275 1,417 4,300 1,418 4,300 1,474 4,300 1,418 4,325 1,420 4,325 1,471 4,325 1,420 4,350 1,421 4,350 1,468 4,350 1,421 4,375 1,423 4,375 1,465 4,375 1,423 4,400 1,425 4,400 1,462 4,400 1,425 4,425 1,426 4,425 1,458 4,425 1,426 4,450 1,428 4,450 1,455 4,450 1,428 TABLEAU 6 Surface "A" Surface "B" Surface "C" X Y X Y X Y 4,475 1,429 4,475 1,452 4,475 1,429 4,500 1,431 4,500 1,449 4,500 1,431 4,525 1,432 4,525 1,446 4,525 1,432 4,550 1,434 4,550 1,443 4,550 1,434 4,575 1,435 4,575 1,400 4,575 1,435 4,600 1,437 4,600 1,437 4,600 1,437 4,625 1,437 4,625 1,437 4,625 1,437 4,650 1,437 4,650 1,437 4,650 1,437 4,675 1,437 4,675 1,437 4,675 1,437 4,700 1,437 4,700 1,437 4,700 1,437 4,725 1,437 4,725 1,437 4,725 1,437 4,750 1,437 4,750 1,437 4,750 1,437 4,775 1,437 4,775 1,437 4,775 1,437 4,800 1,437 4,800 1,437 4,800 1,437 4,825 1,437 4,825 1,437 4,825 1,437 4,850 1,437 4,850 1,437 4,850 1,437 4,875 1,437 4,875 1,437 4,875 1,437 4,900 1,437 4,900 1,437 4,900 1,437 4,925 1,437 4,925 1,437 4,925 1,437 5,950 1,437 5,950 1,437 5,950 1,437 5,975 1,437 5,975 1,437 5,975 1,437 5,000 1,437 5,000 1,437 5,000 1,437 5,025 1,437 5,025 1,437 5,025 1,437 5,050 1,437 5,050 1,437 5,050 1,437 5,075 1,437 5,075 1,437 5,075 1,437 5,100 1,437 5,100 1,437 5,100 1,437 Les tableaux ci-dessus dont les données sont en pouces de 2,54 cm sont calculés en se basant sur un rouleau 63 ayant 6,35 mm (0,25 pouce) de diamètre et sur des surfaces formées par une fraise ayant le même diamètre que les rouleaux. Si l'on utilise des rouleaux de diamètres différents ou une fraise de diamètre différent pour former les surfaces, il faut modifier les tableaux pour tenir compte des variations indiquées ci-dessui On voit sur la figure 5, les trois surfaces appelées surface A, surface B et surface C auxquelles il est fait référence sur les tableaux 1 à 6.Chacune de ces surfaces a ses coordonnées définies par "X" et "Y", ((X" étant la distance en pouces de 2,54 cm sur l'axe 98 entre les points 95 et 96. "Y" est pour une valeur X donnée, la somme de la distance 97 de la surface considérée, mesurée à partir de l'axe 98 du piston tubulaire 53 et du rayon de la fraise de 6,35 mm de diamètre,somme également exprimée en pouces. L'appareil de commande de direction représenté sur les figures 1 et 4 à 6 fonctionne de la façon suivante. La pression hydraulique appliquée par le tuyau 90 est appliquée à la rainure en V 91, à la conduite 92 et dans la chambre formée par le piston tubulaire 52 et le mandrin creux 50. La pression hydraulique provoque, lorsqu'elle est appliquée sur la face du piston 53, le déplacement de ce piston en direction du ressort. La distance qu'il parcourt est déterminée par les pertes de frottement dans le système et par la force de rappel élastique engendrée par le ressort 70. Sans pression, les rouleaux 63 seront tous à égale distance de l'axe 98, de sorte que l'axe du boîtier 55 coincide avec l'axe 98, si bien que l'ensemble 14 perce un trou rectiligne. Si l'on désire modifier la direction de forage on met le fluide hydraulique remplissant le tube 90 sous une certaine pression, ce qui provoque le déplacement du piston 53 de la distance nécessaire pour équilibrer la force élastique du ressort 70. Les rouleaux 63 suivant les surfaces profilées 54 se déplacent selon ces surfaces profilées. Pendant leur déplacement, ce mouvement est communiqué à l'anneau 61 qui, comme on l'a déjà mentionné, est fixé rigidement au boîtier 55. Ainsi, l'axe du boîtier 55 sera dévié dans une direction correspondant aux surfaces profilées. Le degré de déviation est déterminé par l'amplitude particulière des déviations des surfaces profilées. Du fait que les surfaces profilées sont mathématiquement équivalentes à une hélice, la déviation angulaire se produit pendant une rotation de 3600. La direction réelle que prend le foret à un moment donné est indiquée par le capteur horizontal 40, le capteur vertical 41 et le capteur à rouleaux 42. S'il faut effectuer des corrections supplémentaires, on peut augmenter ou diminuer la pression hydraulique dans la mesure nécessaire pour corriger l'erreur de forage.Le tuyau flexible 79 permet le mouvement du boîtier 55 et de la plaque terminale 75 en désaccouplant effectivement le mandrin du tube 76, mais tout en constituant un conduit fermé permettant le passage des fluides de forage. Les figures 7 et 8 représentent d'autres modes de réalisation de l'invention. La figure 7 représente un tuyau 100 de forme hélicoldale, comportant un anneau 61a maintenant plusieurs roulements à billes 101. L'anneau 61a est fixé au boitier 55 de façon analogue à celle de l'anneau 61 sur les figures 4 à 6, et il se comporte de façon identique. La figure 8 représente une surface conforme aux figures 4 à 7 et elle assure un mouvement bidimensionnel, au lieu d'un mouvement tridimensionnel. La figure 8 comprend un barreau 103 comportant une surface profilée supérieure 104 et une surface profilée inférieure 105. Des rouleaux 63a sont en contact avec les surfaces 104 et 105, respectivement. Des moyens de support de rouleaux 106 portant des axes sur lesquels sont montés les rouleaux 63a transmettent le mouvement à un boîtier semblable au boitier 55 décrit à propos des figures 4 et 5. La figure 9 représente une partie de la coupe transversale de la figure 4. La surface profilée 54 de la figure 4 est réalisée sous la forme de plusieurs bandes 65 et elle est fixée à la paroi intérieure 39 du boîtier 55 par une paire de vis ou rivets 66. Des moyens de contact, tels qu'un rouleau 67, sont fixés à l'extrémité du piston 53 par une surface support 68. Une cheville 69 permet de monter le rouleau 67 sur la surface support 68. Le système fonctionne pratiquement de la méme façon que le mode de réalisation représenté sur la figure 4. La surface profilée doit vérifier la même relation mathématique que celle correspondant à la figure 4; cependant, il y a lieu de noter que, lorsque lerouleau 67 se rapproche de l'extrémité 96, le déplacement angulaire de appareil 14 par rapport à l'axe du mandrin 50 devient plus faible d'une quantité qui est propor tionnelle à la distance parcourue sur la surface 54 en direction du point 96.Pour maintenir un déplacement angulaire égal, il faut donc augmenter la distance "définie sur les tableaux 1 à 6 d'une quantité proportionnelle,selon une loi linéaire, à la distance "X" le long de la surface 54. L'appareil de commande de direction incorporé à un ensemble de forage que l'on vient de décrire assure la commande axiale et la commande de déviation pendant une rotation de 360 de la tête de forage. Dans les modes de réalisation décrits ici, l1ap- pareil de commande de direction est placé entre le groupe de poussée et l'appareil de détection. Cependant on peut, bien entendu, prévoir d'autres positions pour l'appareil de commande, ainsi que d'autres procédés pour l'utiliser. Il est prévu un accouplement flexible, ayant une capacité de flexion d'au moins 0,4 , entre le groupe de poussée et le boiter d'appareillage de l'appareil de détection, ainsi que des stabilisateurs fixés à l'appareil de forage. Les stabilisateurs assurent un point d'appui lorsqu'une force est engendrée par le groupe de déviation, ce qui offre des possibilités de commande de direction supérieures. 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.- Appareil de déviation de l'axe d'un ensemble de forage, caractérisé en ce qu'il comprend a) un boitier extérieur, b) des moyens jouant le râle de piston comportant des surfaces profilées séparées formées sur sa surface; c) des moyens de support pour monter de façon à ce qu'ils puissent coulisser,les moyens jouant le rôle de piston, d) des moyens de contact, montés entre le boîtier et les moyens jouant le rôle de piston et en contact glissant avec lesdites surfaces séparées, e) des moyens pour déplacer les moyens jouant le rôle de piston suivant la longueur de l'axe, et f) des moyens de fixation flexible pour attacher l'une des extrémités du boîtier aux moyens de support permettant aux moyens jouant le rôle de piston de coulissier, gracie à quoi le mouvement longitudinal des moyens jouant le rôle de piston suivant leur longueur transforme les variations des surfaces profilées en variations de la position axiale du boîtier par rapport à l'axe desdits moyens de piston. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces séparées comprennent trois surfaces profilées réparties à intervalles mutuels égaux sur la circonférence desdits moyens jouant le r81e de piston, et ayant entre elles une relation qui est définie par les tableaux 1 à 6. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de contact comprennent un anneau comportant trois rouleaux placés pour rester en contàct avec les trois surfaces profilées, et en ce que la circonférence extérieure de l'anneau est fixée au boîtier extérieur. 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer les moyens jouant le rôle de piston suivant la longueur de leur axe comprennent un piston hydraulique formé à l'extrémité desdits moyens jouant le rôle de piston, une paroi cylindrique entourant coaxialement ces derniers moyens pour former un vérin hydraulique, des moyens d'admission d'un fluide hydraulique sur ledit piston hydraulique, et des moyens élastiques de rappel disposés à l'extrémité opposée des moyens jouant le râle de piston. 5.- Appareil de déviation de l'axe d'un ensemble de forage caractérisé en ce qu'il comprend a)un-mandrin,b) un piston tubulaire ayant un diamètre intérieur dimensionné de façon à lui assurer un ajustement glissant sur ledit mandrin, c) un cylindre de piston tubulaire dont une extrémité est fixée audit mandrin et dont l'autre extrémité s'étend au delà dudit piston tubulaire, d) des premiers moyens d'étanchéité à l'une des extrémités du piston tubulaire entre ledit piston et ledit cylindre de piston, e) des seconds moyens d'étanchéité entre le piston tubulaire et le mandrin, f) des moyens d'admission de fluide hydraulique à l'extrémité, mentionnée en premier lieu, dudit piston tubulaire, g) des moyens de rappel élastique entre le mandrin et l'autre extrémité du piston tubulaire, h) des moyens constituant un boîtier extérieur, i) des moyens de fixation flexible pour fixer les moyens constituant le boîtier extérieur au mandrin, j) des moyens profilés formés sur la surface extérieure du piston tubu laire,k)etdes moyens de contact fixés aux moyens constituant le boîtier et se déplaçant en restant en contact avec lesdits moyens profilés, grâce à quoi la pression hydraulique appliquée à l'ex- trémité dudit piston tubulaire déplace celui-ci suivant la longueur du mandrin contre la force antagoniste engendrée par les dits moyens élastiques, les moyens de contact suivant les moyens profilés en maintenant ainsi l'axe du boîtier extérieur par rapport à l'axe du mandrin dans la position qui correspond à la configuration desdits moyens profilés. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens profilés comprennent deux surfaces placées directement à l'opposé l'une de l'autre sur le piston tubulaire. 7.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens profilés comprennent trois surfaces formées sur la surface extérieure du piston tubulaire, ces surfaces étant réparties à intervalles égaux sur la circonférence extérieure dudit piston tubulaire. 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces profilées sont formées conformément à la relation mathématique définie sur les tableaux 1 à 6. 9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de contact comprennent un anneau dont la périphérie extérieure est fixée rigidement au boîtier extérieur et trois rouleaux montés, chacun sur un axe, sur la périphérie intérieure dudit vanneau et dimensionnés de façon à rester en contact avec les trois surfaces profilées. 10.- Appareil pour dévier l'axe d'un ensemble de forage, caractérisé en ce qu'il comprend a) un boîtier extérieur, b) des moyens de déviation comportant des moyens à surfaces profilées, c) des moyens de contact montés entre le boîtier et les moyens de déviation et en contact glissant avec les moyens à surfaces profilées, d)des moyens pour positionner les moyens à surfaces profilées par rapport aux moyens de contact, de façon à provoquer une déviation résultante de l'axe du boîtier par rapport auxdits moyens de déviation, et e) des moyens de fixation flexible pour attacher le boîtier extérieur aux moyens de déviation. 11.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déviation comprennent un cylindre comportant trois surfaces profilées réparties à intervalles de 120 sur la surface de ce cylindre. 12.- Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens à surfaces profilées vérifient les relations mathématiques définies sur les tableaux 1 à 6, lorsqu'elles sont formées par une fraise ayant un diamètre de 6,35 mm (0,25 pouce), et en ce que les moyens de contact comprennent plusieurs rouleaux en contact avec les surfaces profilées, le diamètre de ces rouleaux étant de 6,35 mm (0,25 pouce). 13.- Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de déviation comprennent un barreau de section transversale rectangulaire, et en ce que les surfaces profilées sont mutuellement opposées. 14.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déviation comprennent un cylindre dont le pourtour extérieur a la configuration d'une hélice. 15.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déviation comprennent plusieurs surfaces profilées, des moyens pour fixer les surfaces profilées aux moyens constituant le boîtier extérieur, et en ce que les moyens de contact sont fixés auxdits moyens de positionnement des moyens à surfaces profilées par rapport auxdits moyens de contact. 16.- Appareil de déviation de l'axe d'un ensemble de forage, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un mandrin, b) un piston tubulaire ayant un diamètre intérieur dimensionné de façon à lui assurer un ajustement glissant sur ledit mandrin, c) un cylindre de piston tubulaire dont une extrémité est fixée audit mandrin et dont l'autre extrémité s'étend au delà dudit piston tubulaire, d) des premiers moyens d'étanchéité à l'une des extrémités du piston tubulaire entre ledit piston et ledit cylin lindre de piston, e) des seconds moyens d'étanchéité entre le piston tubulaire et le mandrin, f) des moyens d'admission de fluide hydraulique à l'extrémité mentionnée en premier lieu, dudit piston tubulaire, g) des moyens de rappel élastique entre le mandrin et l'autre extrémité du piston tubulaire, h) des moyens constituant un boîtier extérieur, i) des moyens de fixation flexible pour fixer les moyens constituant le boîtier extérieur au mandrin, j) des moyens profilés fixés aux moyens constituant le boîtier, k) des moyens de contact fixés au piston tubulaire et se déplaçant en restant en contact avec les moyens profilées, grâce à quoi la pression hydraulique appliquée à ltextrémité dudit piston tubulaire déplace celui-ci suivant la longueur du mandrin contre la force antagoniste engendrée par lesdits moyens élastiques, les moyens de contact suivant les moyens profilés, en maintenant ainsi l'axe du boîtier extérieur par rapport à l'axe du mandrin, dans la position qui correspond à la configuration des moyens profilés. A 17.- Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens profilés comprennent deux surfaces placées directement à l'opposé l'une de l'autre sur les moyens constituant le boîtier extérieur. 18.- Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens profilés comprennent trois surfaces formées sur la surface intérieure des moyens constituant le boîtier extérieur, les surfaces des moyens profilés, étant séparées par des intervalles mutuels de 120 , mesurés à partir de l'axe du mandrin. 19.- Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que les surfaces profilées sont formées selon la relation mathématique définie sur les tableaux 1 à 6 par une fraise ayant un diamètre de 6,35 mm (0,25 pouce), et en ce que les moyens de contact consistent en un rouleau, en contact avec chaque surface, ayant un diamètre de 6,35 mm (0,25 pouce).