Brevet FR2420089A1 — publié le 19791012

La présente invention concerne, pour le forage thermique, une lance perfectionnée, mais qui cependant peut être souvent de prix de revient négligeable. On sait que le forage thermique permet d'exécuter, dans le béton, les roches, voire les métaux, des trous profonds sans dislocation de la structure perforée. À cette fin on utilise des lances tubulaires en métal fer reux préalablement portées à incandescence à leur extrémité, lances à travers lesquelles est envoyé un puissant courant d'ory- gazez La réaction de combustion du fer, fortement exothermique, fond la matibre attaquée et celle-ci se combinant avec les oxydes de fer, forme des laitiers qui sont expulsés du forage par la pression de l'oxygène éventuellement associé, si le trou est profond, à de la vapeur d'eau. Les lances connues sont usuellement des tubes d'acier rigides qui sont parfois garnis intérieurement de faisceaux de fils de fer de petit diambtreO Or, un tube à paroi mince sans garnissage intérieur n'assure pas ane bonne fusion de la partie centrale du forage. Il risque en outre d'outre détérioré avant d'atteindre le fond du forage par l'incandescence de la paroi du trou. Pour un tube épais le rapport de la section de métal à brtler par rapport à sa surface (interne, externe et d'extrémité) peut outre défavorable pour une combustion rapide et complète.L'adjonction d'un faisceau de fils à l'intérieur de la lance n'est qu'un palliatif qui, s'il accroit la surface de la section de métal à brlier, entraîné une perte de charge considérable pour La circulation de 1 'oxy- gène dans le tube. Rnfin, dans tous les cas, avec de telles lances rigides, 11 exécution de trous profonds est compliquée par la nécessité du raccordement, bout à bout, par soudure ou manchonnage de la lance suivante à la lance précédente, chacune des lances successives utilisées étant d'autant plus courte que 11 espace disponible pour l'exécution du forage est plus réduit. L'invention remédie à tous ces inconvénients. Selon l'invention, la structure de la lance est essentiellement constituée par une pluralité de fils ferreux toronés autour d'un canal axial permettant le passage du gaz comburant. Le canal axial peut être matérialisé par un tube à paroi mince t il peut Outre aussi le vide ménagé lors du toronage par un noyau fixe autour duquel est effectué ce toronage. I1 peut enfin être laissé par l'enlèvement, dune manière quelconque, du noyau (fil ou faisceau de fils) formant l'âne d'un cible usuel toron expérience montre en effet qu'un cible toroné à une ou plusieurs couches dont l'tee axiale a été enlevée cons titube en l'absence d'efforts axiaux importants une structure stable. On peut accroître la stabilité de cette structure et, en asile temps, rendre sa paroi étanche au courant d'oxygène, par un revêtement extérieur de préférence souple pour conserver à la structure sa possibilité de pliage, d'incurvation et de mise en rouleaux ou couronnes. Ce revêtement peut également être un tube rigide, ou être constitué par l'enroulement en hélice autour du toron, simple ou complexe, d'un ruban de matière quelconque et de préférence d'un feuillard en métal ferreux éventuellement associé à un enduit adhésif ou visqueux, ou bien encore muni le long d'un de ses bords d'un pli d'accrochage. Dans ce cas la gaine ainsi formée ajoute sa masse de métal ferreux à celle du toron. Si, en raison de sa minceur, cette gaine bible prématurément au fond du forage, contrairement aux inconvénients des lances en tube mince usuelles, cette combustion est sans inconvénient puis que le toron creux continue à conduire l'oxygène jusqu'au fond du trou et que la robustesse des fils de ce toron empêche leur déformation. Un enduit de revêtement ou une telle gaine permettent, sans déformation permanente, l'incurvation de la structure toronée sous un rayon qui ne dépasse pas deux mètres même si le toron est constitué de fils d'acier à haute résistance, ce qui permet la mise en couronne de cette structure, soit pour le transport, soit pour l'exécution à partir d'un espace réduit de trous de grands longueur, sans raccordement bout à bout de lances successives. La lance est alimentée par une extrémité en oxygène tandis que 11 autre extrémité attaque, après avoir été portée à incandescence, la structure à forer. Un bouclier muni d'un guide protège les opérateurs. La structure en toron peut être fabriquée spécialement pour l'usage de lance de forage thermique avec les qualités de métal les plus appropriées tant pour le prix de revient, la combustion, que la facilité de toronage. Cependant les torons du commerce utilisés dans les techni- ques de la précontrainte se révèlent particulièrenent appropries. Ces torons sont constitués par six fils d'acier à haute résistance enroulés jointivement en hélices de même pas autour d'un fil central. Nême si, comme d'usage pour les torons de précontrain- te , ce fil central est de diamètre un peu plus fort que celui des fils périphériques et, de ce fait, étreint par ceux-ci, il est possible, après l'avoir dégagé à une extrémité du toron, de l'extraire par une traction latérale en le faisant sortir entre deux fils périphériques jointifs, lesquels reprennent leur place dans la structure au fur et à mesure de cette extraction. L'invention permet notaient la récupération et l'utilisa- tion des chutes d'armatures toronées mises en oeuvre dans la technique du béton précontraint. On sait en effet que les câbles utilisés dans cette technique sont le plus souvent constitués par une pluralité de torons en acier à haute résistance dont les extrémités émergent de l'ouvrage en béton pour permettre la fixation de ce cftble sur le vérin de mise en tension. Après cette mise en tension et le blocage des ancrages, les parties de torons qui en dépassent sont coupées (à la meule ou au chalumeau) donnant des chutes de un à deux mètres avantageusement utilisables, après extraction du fil axial, comme lance de forage thermique. Si des lances de grande longueur sont nécessaires, ces chutes, relativement courtes, peuvent être mises bout à bout dans un tube-enveloppe quelconque en les y enfilant ou bien, dans le cas d'un tube formé d'un feuillard enroulé, en les engageant bout à bout dans la machine qui enroule ce feuillard. La figure unique du dessin annexé montre la réalisation d'une lance pour forage thermique selon l'invention. Les fils 1 tordus au contact l'un de l'autre en hélice de même pas sont au nombre de six répartis, dans chaque section du toron qu'ils constituent, suivant un hexagone, de sorte outils ménagent entre eux un canal 2 de section en hexagone curviligne capable d'envelopper un fil de section égale à celle des fils 1. Un nombre différent de fils.i (plus petit ou plus grand) peut avec un pas d'enroulesent convenable être aussi organisé en un toron creux stable (le toron creux peut aussi comporter plusieurs couches de fil enroulées en hélice de sens alternés). L'ensemble est entouré par une gaine formée par l'enroulement d'un feuil lard 3, gaine qui peut être rendue étanche (ou pratiquement étanche) par un enduit extérieur, par agrafage des spires successives de feuillard, ou encore par un enduit souple appliqué sur le toron et entersd par le feuillard. Dans tous les cas le canal 2 laisse un libre passage au courant d'oxygène. L'invention s 'applique au forage dans le béton et plus généralement dans tous les matériaux capables de fournir des laitiers par combinaison avec des oxydes de fer. R X V 3 N D T I O X S 1.- Lance pour forage thermique constituée par une structure tubulaire en métal ferreux, caractérisée par le fait que cette structure est constituée par une pluralité de fils ferreux toronés autour d'un canal axial permettant le passage du gaz comburant. 2.- Lance selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le canal axial est formé par les surfaces en regard des fils toronés au contact les uns des autres. 3.- Lance selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la structure de fils torons comporte- un revêtement extérieur. 4.- Lance selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le revêtement extérieur est souple et étanche afin de pouvoir constituer une lance souple permettant le forage continu. 5.- lance selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le revêtement est constitué par l'enroulement en hélice d'un ruban autour de la structure toronée. 6.- Lance selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la structure toronce est obtenue à partir d'un cible toroné du commerce par extraction de son noyau central. 7.- Lance selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la structure toronée est constituée par les chutes de cibles toronés mis en oeuvre dans les techniques de la précon- trainte. 8.- Procédé d'obtention d'une structure toronée pour une lance selon l'une des revendications 1 à 7 à partir d'un toron comportant un fil central et une couche de fils enroulés en hélice au contact les uns des autres autour de ce fil central, caractérisé par le fait qu'il consiste, après avoir dégagé à une extrémité du toron ce fil central, à l'extraire par une traction latérale, le toron reprenant,par l'élasticité de ses fils, sa forme d'origine après cette extraction.