Brevet FR2420131A1 — publié le 19791012

La présente invention concerne lm carottier destine au prélèvement d'une carotte de sol de fond de mer ou de lac, qui est larqué de la surface, muni d'un lest assurant la descente du carottier ainsi que sa pénétration dans le sol par gravité, muni d'un dispositif de déclenchement pour larguer I lest à la fin de la pénétration et rmmi de dispositifs de flottabilité capahle d'assurer la remontée du tube contenant la carotte, une fois le lest larm@é. Les carottiers de ce type sont communément appelés carottiers libre Tlq comportent encore des dispositifs de repérage pollr permettre leur récubération à la surface, une fois qu'ils flottent après l'opération de carottage. Le taux de perte des carottiers libres est actuellement très élevé. La cause principale en est un mauvais fonctionnement du système d'extraction du tube contenant la carotte du tube de pénétration. En effet, dans les carottiers libres actuellement utilisés, le tube contenant la carotte se trouve à l'intérieur du tube de pénétration, qui sert Parlement de lest, et le tube contenant la carotte est directement relié à des flotteurs constitant les dispositifs de flottabilité.Or, quand le carottier tombe sur un sol très dur ou ?iand il rencontre une roche sllr le fond, aii moment de l'impact, au lien de se ficher dans le sol pratiquement verticalement, il se couche. La poussée dthrchimbde due aux flotteurs, qui est limitée car elle doit simplement assurer a remontée du tube contenant la carotte, mais freiner le moins possible la descente du carottier, ne suffit pas à redresser sensiblement le carottier si bien que le tube avec la carotte reste bloqué dans le tibe de pénétration. fTn objet de la présente invention consiste à prévoir un carottier libre qui ne présente pas l'inconvénient mentionnée ci-dessus et qui permette ainsi d'augmenter sensiblement leur efficacité en réduisant considérablement le taiix de serte de ces carottiers. Suivant une caractéristique de la présente invention, il est prévu un carottier libre dont le lest a la forme d'un tube contenant un tube coaxial servant de conteneur de carotte, les deux tubes étant solidarisés par un verrou , avec un support de palan monté au-dessus du lest avec des movens d'accrochae, un moufle suspendu en haut dii support et un moufle monté sur ledit conteneur, un filin passant sur les poulies des moufles avec son bout libre passant à travers ledit support et relié au dispositif de flottabilité qui initialement est relié audit support par un organe de largage à inertie, lequel, à la pénétration du carottier dans le sol,libère le dispositif de flottabilité qui tire le filin qui remonte le conteneur, hors du lest, après ouverture du verrou, puis décroche les moyens reliant le support de palan au lest. La caractéristique de l'invention mentionnée ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec la figure unique du dessin joint, lequel représente schématiquement en coupe axiale verticale un carottier libre suivant l'invention. Le carottier représenté sur le dessin se compose d'un tube de péné traction 1, d'un tube carottier 2, d'un palan comprenant deux moufles 3 et 4, d'un support de palan 5, de moyens d'accrochage 6 du support de palan 5, et d'un dispositif de flottabilité 7. Le tube de pénétration 1 est ouvert à ses deux extrémités 8 et 9, est muni d'ur lest annulaire 10. L'ouverture 8 de 1 se trouve en face de l'ouverture inférieure du tube carottier 2, laquelle est munie d'un "catcher" classique 11. A sa partie supérieure, le tube carottier 2 comporte un clapet 12 pouvant pivoter autour d'un axe 13 fixé diamétralement dans le tube 2. Le tube 2 est rendu solidaire du tube de pénétration i par un organe de verrouillage ou verrou 14. Le catcher 11 est, par exemple, un dispositif à diaphragme qui laisse la matière entrer pratiquement librement dans le tube carottier 2 quand celui-ci est enfoncé dans le sol avec le tube 1, mais qui l'empêche ensuite de retomber.Le clapet 12, quand il n'est soumis à aucune force extérieure, prend dans le tube 2 une position verticale, par exemple en prévoyant un côté plus lourd que llautre, de manière à laisser l'eau s'échapper par le haut du tube 2 au moment où la matière y entre à travers 11. Le verrou 14 peut être une simple goupille de cisaillement passée dans les parois des tubes 7 et 2 et qui est cisaillée quand on applique au tube 2 par rapport au tube 1 une traction dépassant une limite prédéterminée Dans l'exemple décrit, le lest 10 a la forme d'un anneau massif fixé sur le-tube de pénétration 1 à sa partie supérieure, mais, bien évidemment, d'autres formes sont possibles. Ainsi, toute la masse du lest pourrait être distribuée le long de tout le tube de pénétration 1. Sur la face supérieure 15 du lest 10, reposent les semelles d'ailettes 16 fixées latéralement le long de génératrices correspondantes de la base du tube constituant le support de palan 5. Le tube de 5 est ouvert à sa partie inférieure et fermé par un fond 17 à sa partie supérieure. Les diamètres des tubes 1 et 5 sont pratiquement égaux et légèrement plus grands que celui du tube 2. La longueur du tube 5 est un peu supérieure à celle du tube 2. Dans la partie haute de la paroi du tube 5, sont montés des leviers d'accrochages 18, qui peuvent être au nombre de trois espacés angulairement de 1200. Chaque levier 18 peut tourner autour d'un axe horizontal 19 fixé à la paroi de 5 et a grossièrement une forme en U à deux branches inégales faisant un angle positif faible par rapport à l'horizontale.La petite branche inférieure du U est montée pivotante autour de l'axe 19 tandis que la grande branche supérieure sert à la manipulation du levier. La base du U pénètre légèrement à travers des ouvertures appropriées 20 pratiquées dans la paroi de 5 de manière qu'en 2 la base du levier dépasse à l'intérieur de 5. Les moyens 'accrochage 6 sont constitués par des haubans qui sont respectivezent, en haut, accrochés au fond de la fente du U de chaque levier 18 et, en bas, au bout de ia tige d'un tirant de réglage 22 passant verticalement dans trou percé près du bord extérieur du lest. La partie du tirant 22 qui dépasse sous le lest 10 est filetée pour pouvoir y visser un écrou 23 permettant de régler la tension du haubant 6.Quand le haubant 6 est tendu, dans la position indiquée sur le dessin, sa direction passe entre l'axe 19 et le tube 5 de manière à appliquer la base du U de 18 contre le bord de l'ouverture où elle pénètre et donc à verrouiller le levier dans cette position, ce axi a pour résultat d'assurer la fixation du tube 5 sur la surface 15, par l'intermédiaire des ailettes 16. A l'intérieur du tube 5, le moufle 4 a sa chape accrochée en haut des parois de ^ i-ci Le moufle 3 a sa chape accrochée, à l'intérieur du tube carottier 2, en haut de celui-ci dans des encoches ménagées dans les parois de 2. La chape du moufle 3 est encore reliée au clapet 12. Les moufles 3 et 4 sont reliés par un filin 24 qui passe classiquement alternativement sur les poulies de 3 et 4. Un bout du filin 24 est relié à l'une des chapes tandis que l'autre, libre, passe à travers un trou 25 du fond 17 pour être accroché au dispositif de flottabilité 7. Le dispositif de flottabilité 7 est, par ailleurs, relié au fond 17, à l'extérieur du tube 5, par un déclencheur à inertie 26 et un lien souple 27.La longueur du filin 24 qui est laissée à l'extérieur du tube 5, entre le trou 25 et le flotteur 7 est beaucoup plus grande que la distance entre 17 et 7 définie par 26 et 27, et le mou qui en résulte est lové en 28 et maintenu dans cet état par un anneau élas- tique 29. Tant que lien 27 est tendu,le déclencheur 26 reste entier. Si un mou se produit dans le lien 27, la liaison entre 27 et 17 est coupée. Sur le dessin, le carottier est représenté dans son état initial. C'est dans cet état qu'il est immergé. Le tube 2 est solidaire du tube 1, par 14, et les haubans 6 rendent le tube 5 solidaire du tube 1, par 10. Enfin, le dispositif de flottabilité 7 exerce directement sa traction vers le haut sur l'ensemble 5-1-2 par l'intermédiaire de 27 et 26, mais ne tire pas sur le filin 24 qui est détendu. La chape du moufle 3, sous l'action de son poids, est au point bas des encoches dans lesquelles ses points d attache se logent, si bien qu'aucune traction n'est exercée sur le clapet 12 qui prend sa position ouverte, telle qu'indiquée. Le lest 10 est suffisamment lourd pour que poids apparent de l'ensemble du carottier soit négatif ce qui assure la descente du carottier vers le fond.Comme le flotteur 7 tend à tirer le carottier vers le haut, celui-ci : descend dans la position verticale indiquée, l'ouverture 8 de 1 étant dirigée vers le fond. Quand le carottier atteint effectivement le fond, les bords de l'ouver- ture 8 du tube 1 pénètre dans le sol par inertie. La matière pénètre dans le tube carottier 2, à travers le catcher 18 jusqu'à ce que l'ensemble 1-2 s'arrête fiché dans le sol. Le clapet 12 ouvert permet l'évacuation de l'eau par le haut. Par ailleurs, dès le choc à l'arrivée au fond, le lien 27 est le siège d'un certain mon ce qui, comme on l'a dit plus haut, sépare le dispositif 7 du fond 17. Le dispositif commence à monter en tirant sur le filin 24, ce qui a pour premier effet de faire sauter l'anneau élastique 29 de la partie lovée 28. Donc, avant que le flotteur 7 ne tende le filin 24, il s'écoule un certain temps pendant lequel l'ensemble 5-1-2 n'est pas sollicité vers le haut ce qui facilite l'enfoncement de 1. Quand le mou 28 a été repris, la tension du filin 24-- fait monter la chape de 3 dans ses encoches ce qui a pour effet de fermer le clapet 12. Puis le haut des encoches bloquant la chape de 3, celui-ci tend à soulever le tube carottier 2 par rapport au tube 1. Comme la force exercée sur 3 est égale à la poussée d'Archimède exercée sur le flotteur 7 multipliée par le coefficient multiplicateur du palan, cette force est largement suffisante -pour provoquer le cisaillement de la goupille 14 ou le déverrouillage d'un autre type de verrou, éventuellement. Le tube 2 se trouve alors libéré et, tiré par 3, remonte de 1 dans le tube 5 au fur et à mesure que le flqtteur remonte par rapport au carottier. On suppose évidemment que le poids apparent de l ensemble 7-5-2 est positif. Quand, en remontant dans le tube 5, le bord supérieur 30 du tube 2 rencontre les bases 21 des leviers '8 qui font saillie à l'intérieur de 5, ces bases sont poussées ce qui fait tourner les leviers 18, dans le sens des aiguilles d'une montre suivant le dessin, par rapport aux axes 19. La force exercée par chaque hauban 6 passe de l'autre côté de 19 par rapport à 5 et les leviers 18 sont détachés du tube 5. Le dispositif 7 peut alors remonter à la surface l'ensemble 5-2, plus le palan ,-+, avec la carotte contenue dans ie tube 2. Comme le clapet 12 est fermé, l'eau ne peut enLra- ner la matière de la carotte vers le bas. Le volume du flotteur 7 est évidemment choisi e marnière à laisse7 descendre le carottier quand le lest 10 y est fixé et a le faire remonter dans le cas contraire. il faut noter que, mème si le carottier se couche horizontalement sur le fond de la mer, pour une raison quelconque, premièrement la poussée ascentionnelle du dispositif, d'une valeur relativement faible, se trouve multipliée par les moufles en une force relativement importante appliquée au tube 2, et deuxièmement cette force s'exerce dans l'axe du tube 1 ce qui permet d'éviter au tube 2 de s'arc-bouter dans le tube 1. Enfin, il est bon de noter que la distance entre les bases 21 des leviers 18 et l'ouverture inférieure du tube 5 doit etre supérieure à la longueur du tube carottier 2, afin que celui-ci soit complètement sorti du tube 1 avant que les leviers 18 ne sautent. Sinon, une partie de 2 pourrait rester coincée dans 1. Les bords du trou 25 sont bordés de manière à ne pas blesser le filin 24 au cours de la traction. A titre indicatif, le poids de l'ensemble d'un carottier, suivant l'invention, peut etre de l'ordre de 120 kg, y compris un lest 10 de 100 kg environ. La longueur est par exemple de 1,20 m pour un diamètre de tube 2 de 6 cm environ. Les parties 2 et 5 sont en majorité en alliage léger. il faut comprendre qu'avec un lest rassemblé en haut du tube 1-, on peut lui donner un diamètre relativement important qui permet d'ouvrir l'angle que font les haubans 6 avec la verticale ce qui assure une meilleure stabilité au tube 5 en lui donnant une embase plus large. Par ailleurs, les écrous 23 permettent de régler les tensions des haubans afin de les équilibrer. REVENDICATIONS 1) Carottier libre pour prélever une carotte de sol de fond de mer, comportent lm lest assurant la descente i carottier ainsi que sa pénétration dans le sol par gravité, un dissositif de déclenchement pour larguer le lest en fin de pénétration dans le sol et un dispositif de flottabilité polir remonter le conteneur de la carotte, une fois le lest largué, caractérisé en ce que le lest est fixé sur un premier tube extérieur ouvert aux deux bouts, contenant un second tube coaxial comportant à son extrémité inférieure un dispositif laissant entrer la matière vers le haut, mais interdisant Sa sortie, le premier r et le second tubes étant solidarisés par tin oroane de verrouillage, -n support de palan étant monté au-dessus du premier tube et réuni à celui-ci par des moyens décrochables, un premier moufle ayant sa chape suspendue en haut dli support de palan et un second moufle ayant sa chape fixée en haut da second tube, iin filin passant classiquement sur les poulies des deux moufles avec une extrémité fixée sur une chape et l'autre passant librement à travers le haut du support de palan pour être accroché à un dispositif de flottabilité, lequel est initialement réuni au support de palan par un organe de largage à inertie, à la pénétration du carottier dans le sol, le e dispositif à largage à inertie libérant le dispositif de flottabilit qui tire le filin qui par l'intermédiaire des moufles exerce une traction sur le second tube ce qui déverrouille l'organe de verrouillage en le désolidarisant du premier tube, le tracte dans le support de palan où il décroche les moyens décrochables qui désolidarise le support de palan du premier tube, le dispositif de flottabilité assurant alors la remontée à la surface du second tube avec le support de palan. 2) Carottier libre suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'initialement la longueur de filin sitiée eu-dessus lui support de palan est plus grande que la distance entre le dispositif de flottabilité et de support de palan réuni par l'organe de largage a inertie, le mou ainsi créA étant prévu pour que la libération de l'organe de largage à inertie, le dispositif de flottabilité ne tende le filin qu'après un certain retard pendant lequel le carottier s'enfonce librement. 3) Carottier libre suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens décrochables sont des haubans fixés, d@une part, en haut da premier tube et, d'autre part, à des leviers montés sur ' support de palan @vi, en position verrouillée tendent les haubans et qui, poussés vers le haut par le second tube au cours de Sa traction par les moiles, passant t en position déverrouillée en libérant les haubans ce qui désolidarise le support de palan du premier tube. 45 carottier libre suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit second moufle a sa chape fixée en haut du second tube avec un certain @eu lui assurant tire position de repos basse où un clapet monté dans la partie supérieure di tube ? est ouvert, et une position de travail haute ou le clapet commandé par ladite chape obture la section du second tube. 5) arottier libre suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le lest est rassemblé en haut dudit premier tube et forme une embase sur laquelle repose ledit support de palan. 6) Carottier libre suivant l'une des revendications 1à 5, caractérisé en ce @ue la distance entre le point où le second tube remonté libère les movens d'a@@rochage et le bas du support de palan est supérieure à la longueur du second tube.