Brevet FR2372955A1 — publié le 19780630

La présente invention concerne les outils carottages permettant un changement rapide de ceux-ci. Il y a actuellement,un système "Ward line ":On extrait la carotte par l'intérieur du train de tiges,avec un grappin relié à un tambpur de treuil par une cablette.le tube intérieur remonte la carotte maissl'outil de forage reste vissé sur le train de tige. Il faut sortir lue train de tiges pour atteindre cette couronne et la changer.Descendre ensuite ce train de tiges pour reprendre le carottage.Cela prend un temps d'autant plus important que le forage est profond. Le dispositif suivant l'invention comporte un manchon aléseur vissé sur le train de tige.Il a quatre dents servant de bloquage et d'entrainement à l'outil de forage.Celui-ci est en huit éléments semblables quatre à quatre,et suivant leur usure on peut remplacer les plus atteints. Quatre de ces éléments sont maintenus à un manchon intérieur,porte extracteursau moyen d'une biellette par élément.Celles-ci sont retenues dans un segment creux,logé dans une gorge du manchonslaissant celui-ci libre de tourner.Les autres éléments sont arrêtés par un chanfrein servant de buté de fin de course,et par des arrêtoirs dans les glissières en queue d'aronde des quatre premiers éléments. Les biellettes,par une course dans une glissière en forme de T permettent de casser la carotte à ltextracteur;de dégager le manchon et éventuellement ,le bout de carotte pouvant dépasser.En fin de course elles entrainent par les arrEtoirssle6 quatre premiers éléments,qui en glissant vers le hautZsur les quatre autres qui restent un instant accrochés aux dents du manchon aléseur,referment le cylindre formé par ces huit éléments Ce nouveau cylindre plus petit et plus long passe à l'intérieur du train de tiges.Ce qui permet par le manchon porte extracteur vissé sur le tube intérieur de remonter le tout. Le mouvement inverse,s'obtient en appuyant légèrement sur le fond du forage train de tiges (tubes intérieurs en place)et en tournant le tout doucement. Le manchon extracteur s'engage dans les quatre premiers éléments par un chanfrein,permet à ces éléments de s'écarter et de prendre leur place t; slisenvers le bas Le manchon extracteurXpelat-être replacé par un élément plein pour éviter le carottage,dans le cas où il n'y a pas lieu d'obtenir de prélévement de terrain. Ceci fait l'object d'une autre étude. Les plans annexes illustrent les différentes parties de cette couron ne de forage; La planche I représente par la figure 1, la couronne vue de dessus en position ouverte,sans les manchons intérieurs et extérieurs. La figure 2:présente l'un des quatre éléments mAle 1,vue en perspec tiveXen 2 glissière en forme de T recevant la biellette 13,en 7 butée haute de cette biellette.En 3 queue d'aronde mâle de chaque côté,8bissglissi- ère de l'arrêtoir 8,en 9 chanfrein de butée haute des quatre éléments 1 en position fermée. Les éléments mâles 1 sont de plus chanfreinés sur la partie haute intérieure,longitudinalement au-dessus des arrêtoirs 7,pour permettre le passage du manchon extracteur lors de la mise en ouverture de la couronne. Le chanfrein n'est pas déssiné sur les figures 1 et 2;voir Pl.III fig.7 coupe flein 22. La figure 3 présente l'un des éléments femelles 6 ;en 4 queue d'aron de femelle reçoit la partie 3 de l'élément mile 1;en 5 vis bloquant l'ar retour 8; en 10 chanfrein de butée basse des éléments 6. Les parties basses de ces huit éléments reçoivent les diamants servant au forage. Ces parties peuvent être indifféremment planessarrondiesr concat. ou convexe,ou encore en escaliersreprésentées fig 4,5 et 7 coupe AA;suivant les besoins du travail de forage. La planche II figure 4 illustre en 11 le manchon aléseur à pastilles diamantées 12,en 18 les dents arrêtoir et d'entrainement. La figure 5 présente une vue de dessous de la couronne 21 les trous de circulation d'eau,évitent à la glissière 2 de s'ensabler. La Planche III présente à la figure 6 le segment creux 16,en forte de U sur la coupe AA figure 7 en L arrondi figure 9youpe-DD ;il y a une troisième solution citée plus loin, la biellette 13 passe par une ouverture cEté extérieur de ces segmentsselle est maintenue en place par l'axe 14,courbée suivant le profil creux du segment. L'axe 15 est droit pour lui permettre de coulisser dans la gorge 2,et venir starrêter sous les butées 7,pour la fermeture et la remontée de l'outil. La figure 8 montre le segment plat 17 qui maintient les biellettes 13 dans le segment 16.0n peut éviter ces deux pièces 16 et 17 en employant un segment en forme de U couché;l'ouverture du U venant prendre contact sur le manchon dans le logement,qui peut titre alors plus large ,permettant au manchon de descendre plus bas et de dégager,en position de remontée,un espace plus grand entre la couronne et celui-ci. Avec 16 et 17 le logement de ces deux pièces,sur le manchon doit O- tre ajusté,pour que le segment 17 ne soulève pas et laisse passer les biel lettes 13. La figure 7 coupe AA montre en B le manchon porte extracteur 19 en position de travail:couronne ouverte. En C position de remontée couronne fermée. En position B la biellette 13 vient buter au fond de la glissière 2. En 20 la butée du ressort extracteur légérement conique vers le bassqui casse la carotte et la maintient pendant la remontée. En 21 trou de passage d'eau pour éviter l'ensablement de 2. Le chanfrein 22 permet la descente du manchon 19 qui écarte les éléments 1 amorçant le mouvement d'ouverture de la couronne Figure 9 coupe DD segment 16 en L arrondi Figure 10 une biellette 13 grandeur normalesà plat,en 14 axe courbe, 15 axe droit. La présente invention peut servir dans tous les cars1 où il y a lieu de forer,ou prélever par carottage,le sous sol de notre planète. Ce procédé peut-être appliqué à tous les diamètres de forage. REVENDICATIONS I- Dispositif permettant de changer en cours de forage tout ou partie de la couronne, sans avoir à sortir le train de tiges de forage. Caractérisé par le fait que le train de tiges à un manchon aleseur vissé en bout du tube carottier extérieur. Ce manchon A quatre dents qui suivant leurs angles d'attaque et d'inclinaisons permettent de bloquer et entraSner la couronne en position ouverte. 2-Dispositif permettant le fonctionnement de la couronne ouverture ou fermeture. De sortir ou de mettre en place celle-ci. Caractérisé par le fait que les huit éléments de cette couronne ont des glissières en queue d'aronde mâle pour les éléments mâles, ou femelles pour les éléments femelles des arrêtoirs et des butées en fin de course. 3- Dispositif selon la revendication 2. Caractérisé par le fait que les glissières en queue d'aronde ont une inclinsl80n dans le plan vertical et un angle dans le plan horizontal leur permettant, en coulissant quatre à quatre de fermer ou d'ouvrir le cylindre et ainsi de pouvoir au moyen du porte extracteur vissé au tube intérieur de sortir ou mettre en place la couronne0 4- Dispositif permettant le bloquage et l'entatnement de la couronne. Caractérisé par le fat que les éléments femelles ont la plus grande partie femelles pointe basse dans l'axe de l'élément. Des redents ou viennerf se logés les dents du manchon aléseur. 5- Dispositif suivant la révendication 4. Caractérisé par le fait que les éléments males ont la plus petite partie mules pointe haute dans l'axe de l'élément, des redents qui viennent se logés dans le creux des dents du manchon aléseur. 6- Dispositif permettant la fermeture de l'outil de forage. Caractérisé par le fait qu'après un choc retransmi par le porte extracteur sur la couronne celle-ci se libére légèrement des dents du manchon permettant aux éléments ales de pouvoir glisser vere le haut, suivant la traction du porte extracteur vissé sur le tube intérieur. 7- Dispositif selon la revendication 6. Caractérisé par le fait que les éléments mâles sont reliés au porte extracteur par une biéllette retenue dans cet élément mâle par une glissière en forme de T avec butée en fin de course. 8- Dispositif seon revendication 7. Caractérisé par le fait que le porte extracteur retient par un segment creux les quatre biellettes des éléments mâles. 9- Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que le logement du segment creux retenant les quatre biellettes sur le porte extracteur peut- 8replus ou moins large pour permettre à ce segment de coulisser verticalement, libérant ainsi un espace plus grand entre la couronne fermée et le porte extracteur. Ce logement permet au segment creux de tourner autour du porte extracteur. IO- Dispositif selon la revendication 9. Caractérisé par le fait que la partie basse du porte extracteur peut être muni de quatre redents ou multiple de quatre; pour permettre å celui-ci d'entratner dans un mouvement tournant lors de la mise en rotation du train de tige; les biellettes qui feront tourner la couronne pour la mise en ouverture par la force centrifuge. Le bas de ce porte extracteur peut-être plein et lorsque la couronne est ouverte, ces redents s'enclencheraient dans des dents identiques sur l'intérieur de la couronne pour le forage sans carottage. Il faut utiliser à ce moment là, un tube intérieur non mobile sur la tête de retenue haute. II- Dispositif facilitant la mise en place du tube intérieur. Caractérisé par la fait que les éléments mâles de la couronne ont dans leur partie haute un chanfrein inverse à celui du porte extracteur pour faciliter sa mise en place en poussant et écartant les éléments mâles. I2- Dispositif de verrouillage de la couronne. Caractérisé par le fait que la couronne se place dans les dents du manchon aléseur; en appuyant légèrement le train de tige sur le fond du forage propre et en tournant doucement, les tubes intérieur en place. I3- Dispositif selon revendication IO et 12. Caractérisé par le fait que la couronne peut-être mise en place dans les forages où il y a des vides importants; on faisant tourner à grande vitesse et sur place le train de tiges tubes intérieur en place. En prenant sa place à l'intérieur de la couronne, le porte extracteur maintient celle-ci ouverte. Les dents du manchon aléseur verrouille la couronne, et le forage peut reprendre.