Brevet FR2480850A1 — publié le 19811023

La présente invention concerne une fermeture destinée en particulier a des trous de sondage à remplir sous pression, en vue de consolider les roches au cours de l'exploitation de char- bon au fond. Pour l'obtention d'une consolidation des roches lors d'une exploitation de charbon au fond, des trous sont forés dans les roches selon un mode opératoire connu et ces trous sont ensuite remplis d'une mousse sous pression. On utilise à cet effet des fermetures métalliques en forme de chevilles qui sont introduites dans le trou de sondage comme une pièce de raccordement pour un conduit de remplissage ou un système de remplissage et qui, après le durcissement de la mousse forcée dans le trou de sondage, sont extraites de celui-ci autant que possible. Les fermetures métalliques connues en forme de chevilles sont réalisées à la manière de chevilles à écarter. La cheville est introduite tout d'abord à l'état non écarté dans le trou de sondage, puis est écartée par pression au cours d'une seconde opération, par exemple, en vissant un dispositif à écarter, afin d'obturer le trou de sondage à l'état étanche. Ces fermetures de trou de sondage sont fabriquées d'une manière relativement coO- teuse et leur maniement exige également un travail relativement long. Par conséquent, le but de la présente invention consiste à réaliser une fermeture de trou de sondage qui est maniable et qui peut être fabriquée à un prix favorable tout en offrant au moins une même efficacité. Ce but est atteint, conformément à la présente invention, en ce sens qu'une pièce de fermeture creuse et élastique est mu- nie d'une tête de soupape à chacune des deux extrémités opposées l'une à l'autre, que chaque tête de soupape comprend une soupape de retenue, que les sens d'écoulement des deux soupapes de rete- nue sont redressés et aue la soupape située en aval dans le sens de l'écoulement est soumise à une précontrainte limitant la pres- sion intérieure de la pièce de fermeture. Une fermeture de trou de sondage de ce type est relative- ment simple et peu coûteuse à fabriquer, aucune opération spécia- le n'étant plus nécessaire, après l'introduction de la fermeture dans le trou de sondage, pour écarter cette fermeture dans ledit -2 - trou de sondage. Exclusivement, le conduit de remplissage ou le système de remplissage est raccordé et la mousse sous pression est introduite. Dès lors, la pièce de fermeture creuse et élas- tique s'écarte tout d'abord pour rendre étanche le trou de son- dage, puis la soupape située en aval s'ouvre lorsqu'une pression prédéterminée est dépassée et la mousse peut affluer dans le trou de sondage rendu étanche à présent. Dans les fermetures de trou de sondage connues, il n'est pas désiré, uniquement pour des raisons de coût, d'extraire au- 1O tant que possible la fermeture insérée dans le trou de sondage après le durcissement de la mousse forcée-dans ce même trou de sondage. Comme ces fermetures de trou de sondage connues se com- posent de métal, le risque existe notamment de voir la tête de sonde de l'outil d'exploitation se détériorer, voire même se dé- truire, au cours de l'exploitation de charbon ultérieure, par l'impact de l'outil d'exploitation sur la fermeture restée dans le trou de sondage. Bien qu'il soit donc souhaitable d'extraire la fermeture du trou de sondage, ce qui est lié à un autre tra- vail, cette opération ne réussit pas toujours, si bien que la mi- se en danger des outils d'exploitation est présente. La fermeture de trou de forage conforme à l'invention per- met de résoudre aussi ce problème avantageusement et ainsi d'ap- porter également une autre amélioration en ce qui concerne la ré- duction recherchée- du travail. Une solution avantageuse de l'invention consiste notamment en ce qu'au moins un corps de base du type enveloppe des têtes de soupape se compose d'une matière synthétique. Par conséquent, la fermeture du trou de sondage peut rester dans celui-ci sans mettre en danger les outils d'exploitation car aucune mise en danger des têtes de sonde n'est présente grâce à la matière synthétique. Pareillement, le travail nécessaire à l'extraction des fermetures à partir du trou de sondage est en conséquence évité. D'autres particularités avantageuses de l'invention sont données ci-après. L'invention est expliquée en détail dans le texte qui suit, à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation représenté aux dessine ci-annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale en coupe partielle d'une fermeture de trou de sondage conforme à l'invention avant son introduction dans ledit trou de sondage et la figure 2 eat une rprrenteton o corespondentà celle de la fig3ure 2 de la eretur de trou de sondage après son in trductóon et après l ecaFrtesent de la piace de fermeture elasti- que. La Oarimeture de trou de sondage dósignée par 20 dans oen- seoble cooprend une piece de 'erieture 15 insérée entre deux ' Zeo de soupape 22 et 24 e,; conçue co.a:e un tuyau de caoutchouc r O {i O t t! n - une h. ute, O n a et dont le d ia tea ie est u n peu plus pe-t b l tat nr. 7 chargé0 que celui dQ u trou de sondags - if e er3!;r-b; cie ce og dernier out s @!evae pao r e faxemp e 10 à 3&5 Le1, deue tctes de soupspa 2 et,4 se Composenten eubsetan'c ce dS corp s rró be ZS s0e syr o 2triqean circulaires par 5ap'p !i,!uJ'; * du tuyu t prrou u par un c nduit cenlt rat 22 et' bo,m.. r2ent6 ets la pièce de 'er, J ure 26 les co rps de bsss 28,i _3 0 copreb ' 19i cOacuOru une f;tfion tu ulusire 26 et 28 2( Fue3 d0uQ ilet 2nt&éru 0r 30 t 32 d.-ons!equelt etV Visse!;t3 trói;id fl pourrue D un '2lt et erieur corresponde n " et 36) a- e p i aoe d. c rteqe? tul!air: 35 qui ser"t à ainntenir les dieuf tIe 7od coupape 3, 24 &, u]e diancu pr Dd:a terin@e sur 3lqule, s jsend laae Pc de fa rastura 216 de sorte qu elle peut 0tre introdu!,f3e aiesen S, dans le trou de seondage au moyen d0un tuyau ou d un tube de chargeeento Sur lea surfaces extérieuree 4et 4;! djaes sections tubulsir:e? 26 et 28 on a fixé des sectionE finlea 4 et 46 de la; pièce de fermeture i6 en forme de tu yau lesquelles sont recouvetrtes par les douilles de serrage 48 et 50 0 formée sur les corps de base %S et 20. Les deux trtes de soupape 22 et 14 sont conçues différem- ment en ce qul concerne la disposition des soupapes, en fonction du sens prévu de l'écoulement Lorsque la fermeture 10 est mise en place dans le trou de sondage à fermer, la mousse à introdui- ci par l'intermédiaire de la fermeture 10o A cet effet, un tubç de remplissage 52 est raccordé à la tate de soupape 12 voisine de l'orifice du trou de sondage. Le corps de base 18 est muni dans ce but, a son extrémité finale éloignée de la tete de ferme- ture 16, d'un filet intérieur 54, à l'extrémité intérieure duquel est formé un épaulement 56 qui entoure une ouverture de soupape 59. Un joint d'étanchéité 58 est disposé sur l'épaulement 56. En aval du sens de l'écoulement, c'est-à-dire dans la direction de autre tête de soupape!4, on a formé, de l'autre ctté de l'ou- verture de soupape 58, un siège conique 60 auquel est adjointe une bille 62 pressée par un ressort de pression 64 contre le siè- ge de sou.ape F0S Le ressort de pression 64 s'appuie sur l'extré- mité de la pièce d'écartement 38 ise en place dans le corps de base 18. UnrC ouver_'.-re de soupaps G6 est prévue également dans la -ète de siCupape e, sitsee en ava,; pareillement, du côté situé e. aval de cette ce.,v?' ure de soupape 66, c'est-à-dire du côté glosocn, de la piece d'ecartement 38, on a formé un siège 68 au- uel est Adjointe une bille 70 pressée par un ressort de pression 72 In.tre-.î de t'cuFaps Le ressort de pression 72 s'ap- pu is u.n a v 74 r..cordd par vissage au filet inté- rieur.7,-, >r 6-n2 - ci on fi1ale du corps de base 20, éloi- cnée de l, d- r;e:ue ^. En déplaçant le raccord à vis 74, on règle l'Ection du resr- 72 dont la force est chaque fois plus grande _us calle du ressot 64 de la tête de soupape 12, anin qu'au coûre ^De la prhase... ale de l'introduction de la mousse sous preSsJn, la pièc, de fermeture 16 soit tout d'abord écartée avaint que la mousse pui.se sortir du trou de sondage. Le raccord A vis 74 est pcurvu d'une ouverture 78 pour le passage de la mousse dans le trou de sondage Afin que la matière pénézrznt par l'intermédiaire de la tr- te de soupape 12 et de son ouverture 58 dans la fermeture 10 de trou de sondage, puis à partir de celle-ci tout d'abord dans la pièce d'écartement 38, puisse Écarter la pièce de fermeture 16, cette pièce d'écartement 38 est dotée de plusieurs perforations 80. La fermeture 10 de trou de sondage prédécrite se distingue par une construction relativement simple qui peut 8tre réalisée à un coOt favorable. Le maniement est à priori simple parce que la fermeture de trou de sondage doit être introduite auparavant dans ce dernier exclusivement par le côté précis, c'est-à-dire - 4 - celui muni de la tête de soupape 14, puis le conduit pour l'ame- née de la tête sous pression doit être raccordé et éliminé ensui- te après le remplissage du trou de sondage. A l'exception des ressorts 64 et 72 et des billes 62 et 70, la fermeture 10 de trou de sondage se compose exclusivement d'une matière qui n'oppose aucune résistance appréciable à l'outil d'ex- ploitation, si bien qu'une mise en danger des outils d'exploita- tion par cette fermeture de trou de sondage n'est plus présente. Revendications 1. Fermeture destinée en particulier à des trous de sonda- ge à remplir sous pression, en vue de consolider les roches au cours de l'exploitation de charbon au fond, caractérisée en ce qu'une pièce de fermeture (16) creuse et élastique est munie d'u- ne tête de soupape (12, 14) à chacune des deux extrémités oppo- sées l'une à l'autre; en ce que chaque tête de soupape (12, 14) comprend une soupape de retenue (60, 62, 68, 70); en ce que les sens d'écoulement des deux soupapes de retenue (60, 62, 68, 70) sont redressés; et en ce que la soupape (68, 70) située en aval dans le sens de l'écoulement est soumise à une précontrainte li- mitant la pression intérieure de la pièce de fermeture (16). 2. Fermeture de trou de sondage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de fermeture (16) a la forme d'un tuyau. 3. Fermeture de trou de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les deux têtes de soupape (12, 14) sont reliées par une pièce d'écartement rigide (38) qui traverse la pièce de fermeture (16). 4. Fermeture de trou de sondage selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pièce d'écartement (38) est réalisée comme une pièce tubulaire reliant les têtes de soupape (12, 14) et dont la paroi est munie de perforations (80). 5. Fermeture de trou de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux soupapes (60, 62, 68, 70) sont précontraintes dans le sens de la fermeture et en ce que la tension de fermeture de la soupape (60, 62) si- tuée en amont dans le sens de l'écoulement est plus petite que la tension de fermeture de la soupape (68, 70) située en aval. 6. Fermeture de trou de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la tension de ferme- ture de la soupape (68, 70) située en aval dans le sens de l'é- coulement est réglable. 7. Fermeture de trou de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la tête de soupape (12) située en amont dans le sens de l'écoulement est munie d'un raccord (54) pour un conduit d'agent sous pression. 8. Fermeture de trou de sondage selon l'une Quelconque des - 6 - revendications 1 à 7, caracterisée en ce nue les soupapes (6(0 62, &8o 70) sont r'alis às comie des soupapes à billeo 9o Ferïesture de treu de sondaee selon l'une quelconque des re ndi3tinr! tB2 8 a eatrisee n ce qu au oinsz un cor ps d1e oae î:1-, 20 du Vp evmcaoppe dee stte de soupape (i20 S4) se t pse d'une,Qe gere synO"thiqUeo 0o Frsure de.:o de sendape selon l'une quelconque doc ree.onc. edPe,o ne que 1l p28caed r-csa li75b i3i J ret EtliO if Qi)12 r!E _ytSh03(-iq;le O I