Brevet FR2495216A1 — publié le 19820604

La présente invention se rapporte à des trépans de forage tournants, et elle atrait plus particulièrement à un trépan dé forage de terrain à doigts multiples comportant des nervures de stabilisation et des rainures intermédiaires disposées en spirale et espacées angulairement, des éléments de coupe com- pacts et composites qui sont fixés sur des doigts en spirale courts, robustes et renforcés, ainsi qu'un élément rapporté intérieur dur servant à découper la carotte et placé à l'entrée d'un conduit incliné d'éjection de carotte. En conséquence, le trépan spirale découpe et enlève la matière plus rapidement, avec moins de vibration et moins de déviation de trou que les trépans de forage à doigts multiples de types connus et, en outre, il présente une plus grande robustesse, une plus longue durée de service et il est moins sujet à une flexion ou à une rupture. Jusqu'à maintenant, les trépans de forage tournants à doigts multiples ont eu une durée de service limitée principa- lement par la flexion et la rupture des doigts étroits, recti- lignes et relativement longs sous l'effet d'une abrasion de la surface extérieure initiale relativement petite et de la réduc- tion résultante de la section droite de la zone correspondante. Egalement, la petite étendue initiale de la surface de travail et l'étroitesse des doigts rectilignes placés en saillie ont très fortement limité la stabilisation du trépan dans le trou à forer. En conséquence, le trépan insuffisamment stabi- lisé entre en vibration et se déplace latéralement dans le trou, ce qui se traduit par une déviation du trépan et ce qui provoque un écaillage des surfaces dures de l'élément de coupe lorsqu'elles entrent brutalement en contact avec des formations de terrain dur. Des trépans pour forage à doigts multiples découpent une carotte centrale et, lorsqu'ils rencontrent des formations dures, la vitesse de coupe ou de pénétration est grandement réduite ou même arrêtée s'ils sont incapables de racler rapidement, de découper ou de briser puis d'éjecter la matière de carotte. De nombreux trépans de forage de types connus sont unique- ment dépendants de la composition et de la surface interne in- clinée du corps de trépan en ce qui concerne le découpage et l'éjection de la carotte produite. On connalt d'autres trépans qui comportent un élément rapporté de rupture de carotte, résistant à l'usure, n'exerçant pas une action de coupe et comportant une surface inclinée pour empêcher une abrasion du corps du trépan. On connait également un certain nombre de trépans de forage composites à cannelures en spirale ou en hélice qui sont pourvus d'éléments rapportés de coupe en matériau résistant à l'usure et plus dur que le corps porteur. On a réalisé différents élé- ments rapportés de coupe à partir de différents carbures, borures, nitrures, oxydes métalliques, à partir de nitrure de bore cubique, à partir dediamants naturels et synthétiques et également de mélanges ou alliages desdites substances. Ainsi, on a utilisé dans la fabrication de différents types de trépans de forage pétrolier, des éléments de coupe compacts, composites, abrasifs, à base de diamant et de nitrure, de bore, tels que ceux fabriqués et vendus par la Société "General Electric" sous les désignations commerciales de "Stratapax" et "Compax". Le trépan de forage selon l'invention diffère des trépans connus en ce qu'il comporte un corps usiné ou moulé comportant des doigts courts, robustes, incurvés en hélice ou en spirale, de grande section droite, et soutenus par des voiles de renfor- cement supportant des éléments rapportés de coupe compacts et composites, de larges nervures stabilisatrices en hélice ou en spirale qui sont placées en recouvrement et qui s'étendent à partir des doigts essentiellement sur toute la longueur du trépan, des rainures en hélice ou en spirale qui sont situées entre les nervures en vue de canaliser et d'évacuer rapidement des débris de coupe vers le haut à partir du trou et un élément rapporté dur de découpage-cassage de carotte qui comporte une arête de coupe inclinée servant à découper et casser rapidement des parties de carotte relativement dures. La présente invention concerne un trépan de forage rotatif à doigts multiples comprenant un corps moulé qui est pourvu de doigts robustes, courts, espacés angulairement, incurvés en hélice et supportant des éléments rapportés de coupe compacts, composites, abrasifs (de préférence en diamant), préformés et fixés à son extrémité de coupe. 3 24952 16 Des nervures stabilisatrices en recouvrement, larges, pro- filées en hélice ou en spirale, s'étendent à partir des doigts essentiellement sur la longueur axiale du corps. Entre les nervures stabilisatrices, il est prévu des rainures en spirale ou en hélice servant à canaliser rapidement les débris de coupe et le fluide d'éjection qui est pompé vers le haut par l'action des nervures stabilisatrices en spirale. Un passage incliné d'éjection de carotte est prévu entre les doigts et dans une zone adjacente à une poche contenant un élément rapporté dur de découpage et cassage de carotte qui est fixé en place et qui est de préférence formé de carbure de tungstène cémenté. Le corps comporte également un trou ou boîtier central agencé pour la fixation de moyens d'entraînement et comportant un passage fluidique aboutissant à son extrémité d'entraînement opposée ainsi que des passages s'étendant du trou jusqu'à des orifices de sortie situés entre des doigts et des éléments de coupe adjacents afin de canaliser et de diriger du fluide d'éjection et/ou de coupe vers les éléments de coupe et les rainures en spirale. La partie extrême inférieure avant de chaque doigt héli- coIdal comporte une poche pourvue d'une surface évidée et d'un épaulement adjacent usiné dans celle-ci et dans laquelle un élément de coupe compact, composite, abrasif et préformé est inséré, fixé (de préférence par brasage) et supporté par la surface évidée et l'épaulement. Un bord incliné de l'élément de découpage-cassage de carotte dure est positionné de façon à découper rapidement les carottes relativement dures pendant que les surfaces adjacentes et inclinées vers le haut du passage d'éjection de carotte qui sont ensuite sollicitées par la carotte agissent de façon à dévier et diriger à la fois les débris de coupe et les morceaux de carotte pour les faire sortir par le pas- sage d'éjection. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins an- nexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation de face ou latérale du trépan de forage à doigts multiples en spirale selon l'inven- tion; la Fig. 2 est une vue en plan, correspondant à l'extré- mité d'entraînement, du trépan de forage de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue de dessous, correspondant à l'extré- mité de coupe, du trépan de forage de la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en coupe partielle de la partie in- férieure de coupe du trépan, faite suivant la ligne 4-4 des Fig. 2 et 3; et la Fig. 5 est une vue en coupe de l'ensemble du trépan, faite suivant la ligne 5-5 des Fig. 2 et 3. Sur les dessins, on a représenté un trépan de forage 10 du type stabilisé et à doigts multiples et servant à forer des trous ayant un diamètred'environ 5 cm. Le trépan 10 comprend de préférence un corps ou fût 12 réalisé par moulage et ayant un diamètre d'environ 4,75 cm, une longueur axiale d'au moins 10 cm, mais une distance de préférence d'environ 11,4 cm entre ses extrémités opposées de coupe et d'entraînement, ledit trépan étant formé d'un métal résistant approprié, tel que de l'acier inoxydable 17-4PH ou 440. Le corps 12 est solidaire des trois larges nervures sta- bilisatrices 14 en spirale ou en hélice et à recouvrement cir- conférentiel, lesdites nervures comportant des bords spiraux avant et arrière et des surfaces latérales ayant une profon- deur radiale d'environ 6,4 mm et adjacentes à des rainures ou cannelures intermédiaires 16 ayant la même profondeur; en outre, il est prévu des doigts spiraux 18, relativement courts, trapus et fortement incurvés, ces doigts ayant une longueur d'environ 5,8 mm et une épaisseur d'environ 12, 7 mm dans la direction radiale. Comme le montre l'extrémité d'entraînement du trépan qui a été représentée sur la Fig. 2, la surface latérale spirale arrière de chaque nervure s'étend circonférentiellement jusqu'à un bord extrême arrière qui est situé à l'extrémité d'entra ne- ment du trépan et elle s'étend sur une distance angulaire pré- déterminée au delà du bord extrême avant de la surface latérale spirale avant de la nervure adjacente à l'extrémité de coupe 24952 16 opposée. En conséquence, les extrémités arrière des nervures en spirale peuvent recouvrir ou chevaucher les extrémités avant de la nervure spirale adjacente d'un degré pouvant at- teindre le 1/3 de la distance circonférentielle ou angulaire séparant les extrémités avant des nervures adjacentes. Les doigts 18 situés à l'extrémité de coupe du corps par- tent des nervures et sont répartis à intervalles angulaires égaux autour d'un court trou central intérieur de réception de carotte b, d'un diamètre d'environ 22 mm et d'une profon- deur d'environ 15,8 mm, et de l'axe longitudinal du corps. Chacune des trois nervures spirales également espacées et à recouvrement comporte une largeur circonférentielle de surface extérieure incurvée d'environ 19 mm et elle a le profil d'une hélice s'étendant dans une direction opposée au sens de rotation avec un angle d'inclinaison de 60 à 70 , de préférence d'environ 660, par rapport à un plan normal à l'axe et d'environ 20 à 30 , de préférence de 24 , par rapport au plan passant par l'axe, en s'étendant essentiellement sur toute la longueur axiale du corps de façon à former une ner- vure stabilisatrice ayant une surface totale d'au moins 58 cm2. De préférence, les doigts spiraux 18 font saillie vers le bas et vers l'avant des parties 12a, formant les voiles de renfor- cement des doigts, du corps 12. Le voile 12a s'étend à la fois circonférentiellement et vers le haut à partir des extrémités de coupe des côtés arrière des doigts spiraux 18. Entre les doigts 18, il est prévu, dans la partie centrale inférieure du corps, un passage ou conduit d'éjection de ca- rotte P qui est incliné vers le haut. Le conduit P s'étend de- puis une surface extrême d'entrée intérieure, de profil in- curvé et hémisphérique, dudit conduit, dans une zone adjacente à la surface intérieure d'une partie de doigt spirale et ra- dialement vers l'extérieur entre les deux autres doigts ad- jacents, jusqu'à un orifice de sortie placé sur le côté oppose. La partie axiale et supérieure de la surface demi-cir- culaire intérieure de déviation de carottecorrespondant au sommet R du conduit ou passage P, est inclinée de 20 à 40 , mais de préférence d'environ 30 , par rapport à l'horizontale, 6 -495216 et s'étend entre des points de tangence avec la surface con- cave intérieure à l'extrémité d'entrée, et la surface convexe extérieure à l'extrémité de sortie opposée du passage d'éjec- tion P. Le sommet et les surfaces inclinées du passage d'éjec- tion entrent en contact avec la carotte découpée par le trépan et assurent sa déviation latérale et sa désagrégation. De préférence, le passage d'éjection P est formé-par moulage mais il peut aussi être usiné dans le corps à l'aide d'une fraise en bout ou d'une meule profilée de rectification de façon à obtenir un diamètre de 22 mm, cet outil étant présenté et entraîné suivant un angle d'environ 30 à partir et en di- rection d'un plan horizontal perpendiculaire à l'axe et cir- conférentiellement d'un angle d'environ 1200 par rapport à un plan vertical VP passant par l'axe du trépan et un point du bord avant d'un doigt adjacent 18 situé sur celui-ci. Un élément rapporté ou lame 20 de découpage et cassage de carotte dure est inséré et fixé par brasage dans une poche étroite de forme rectangulaire qui est réalisée par moulage ou par usinage dans la paroi du doigt adjacent à la surface extrême intérieure d'entrée concave du passage d'éjection P et le trou de réception de carotte. L'élément de découpage et de cassage de carotte 20 est de préférence constitué par une pièce rectangulaire de carbure de tungstène fritté ayant une épaisseur d'environ 3,6 mm, une largeur d'environ 6,4 mm et une longueur d'environ 12,5 mm, cette pièce comportant une arête de coupe rectiligne qui dé- passe de la surface d'entrée concave intérieure adjacente. Le bord rectiligne de découpage de carotte et la surface extrême adjacente de la lame de coupe 20 sont orientés d'un angle d'inclinaison Y compris entre 45 et 570, et de préférence d'environ 51 , depuis un point I situé dans le plan vertical VP passant par l'axe longitudinal jusqu'à un doigt spiral. De préférence, le point supérieur de l'arête de coupe est situé essentiellement sur ou à proximité d'un point d'inter- section I avec le plan vertical ou avec le plan incliné cor- respondant à la partie centrale supérieure la plus inclinée de la surface demi-circulaire intérieure au sommet R du pas- sage d'éjection P. Le bord supérieur étroit et la surface inférieure adjacente à l'arête de coupe sont orientés radialement 7 2495216 d'un angle d'inclinaison pouvant atteindre jusqu'à 100, et de préférence d'environ 8 , par rapport au plan vertical VP pas- sant par l'axe. Egalement, le bord opposé et le côté opposé adjacent de la lame de coupe 20 sont inclinés, dans un plan radial passant par l'axe, d'un angle X compris entre 74 et 900, et de préférence d'environ 82 , par rapport au plan vertical VP passant par l'axe du trépan... La distance verticale D entre le point supérieur de l'arête de coupe, situé sur et à proximité du point d'inter- section I, et l'extrémité inférieure du doigt, est une dimen- sion critique qui est de préférence égale à environ 1,5 fois le diamètre de la carotte découpée ou bien le diamètre intérieur du trou de réception de carotte. En conséquence, dans le cas du trépan 10 agencé pour découper une carotte d'un diamètre d'environ 22 mm, la distance verticale D serait égale à en- viron 3,3 cm. Le diamètre de la carotte découpée est déterminé en soustrayant de la dimension normalisée AX d'un trépan de forage une valeur correspondant à deux fois le diamètre de l'élément de coupe 30. Un moyen d'entraînement, tel qu'un logement de barre EW, est de préférence prévu pour-assurer l'entraînement en rotation du trépan de forage 10. Le moyen d'entraînement peut comprendre un trou ou logement central 22, lisse ou fileté, d'un diamètre de 26 mm, d'une profondeur axiale prédéterminée d'environ 6,35 cm à partir de l'extrémité opposée ou d'entraînement du- dit trépan en vue de permettre la fixation d'une barre d'en- trainement EW, de dimension correspondante, lisse ou filetée, et faisant partie d'une tige de forage, de la manière bien connue. Plusieurs, par exemple trois, passages de fluide 24, répartis à intervalles angulaires égaux s'étendent au travers d'une partie de base du corps qui est située à côté de et entre la base du trou central 22 et les doigts 18. Les passages 24 sont légèrement inclinés vers l'extérieur depuis des ori- fices d'entrée placés à la base du trou 22 jusqu'à des orifices de sortie en vue de diriger des courants de fluide d'éjection vers l'extérieur entre les doigts, et en particulier à proximité du côté avant de chacun des doigts 18 et de la face de coupe de chacun des éléments de coupe 30 fixés sur ceux-ci. 8 2495216 En conséquence, le fluide d'éjection qui est refoulé au travers d'un passage ménagé dans les barres EW classiques de la tige de forage, le trou 22 et les passages 24, assure, sous l'effet de l'action de pompage engendrée par rotation des nervures en spirale 14, un transport de la matière découpée par le trépan pour l'entraîner vers le haut au travers des rainures spirales 16 entre les nervures stabilisatrices 14. Chaque élément de coupe 30 est constitué de préférence, mais nonobligatoirement, par un disque compact, composite et circulaire qui est formé de particules abrasives de diamant et qui est inséré dans une poche en étant fixé sur une surface évidée inclinée 18a, usinée dans la partie extrême portante avant inférieure de chaque doigt spiral 18. Au-dessus de chaque poche, il est prévu un épaulement supérieur 18b comportant une surface incurvée ou partiellement circulaire qui s'étend normalement jusqu'à et à partir de la surface évidée inclinée 18a et parallèlement à l'axe central de l'élément de coupe 30. De préférence, chaque surface évidée inclinée 18a sup- portant un élément de coupe 30, et par conséquent la face avant de coupe des éléments de coupe 30 qui est orientée parallèlement à celle-ci, sont inclinées vers l'arrière et vers le bas dans une direction opposée au sens de rotation et au centre de la surface incurvée adjacente de l'épaulement 18b et du point central supérieur avant de l'arête de coupe autour de l'élément de coupe 30. La face avant de coupe de chaque élément 30 est de préfé- rence située dans un plan radial incliné s'étendant radialement à partir de l'axe du trépan et incliné vers l'arrière en direc- tion de l'extrémité de coupe d'un angle négatif de dépouille. pouvant atteindre -25 par rapport au plan vertical passant par l'axe longitudinal du trépan. En conséquence, l'arête inférieure de coupe de forme circulaire et à inclinaison négative ou vers l'arrière assure, à peu près dans la moitié inférieure de la face de coupe de chaque élément 30, le découpage du terrain, le calibrage du trou foré et le trans- fert de la carotte qui est ultérieurement sollicitée et désin- tégrée par la lame de découpage et cassage de carotte 20. Inversement, le bord supérieur demi-circulaire incliné vers l'avant n'exerce pratiquement aucun effet de coupe sur la demi-face supérieure de chaque élément de coupe 30 pendant que l'épaulement et la surface incurvée correspondante entrent en contact porteur avec une partie de la surface périphérique demi-circulaire dans la zone correspondant à la moitié supé- rieure de chaque élément de coupe 30. En fonction de la dureté du terrain rencontré, chaque élément 30 peut comprendre un disque formé de matériaux liés choisis dans le groupe se composant d'oxydes, carbures, borures, nitruresmétalliques,de carbure de tungstène cémenté, de nitrure de bore cubique, de diamant, ainsi que de mélanges et produits composites formés à parZtir desdites substances. De préférence, chaque élément de coupe 30 est constitué par un disque compact et composite qui comprend une couche dure formant substrat 30a, sur laquelle -st fixée une couche de particules abrasives dures de coupe 30b de manière à cons- tituer l'arête de coupe et la face de coupe dudit élément. La couche ou disque de support formant substrat 30a peut être réalisée à partir de carbure de titane, de zirconium ou de tungstène cémenté ou lié métalliquement, de carbure de silicium, de carbure de bore, de mélanges desdites substances et d'autres matériaux à l'aide desquelles les particules de coupe 30b peuvent être liées ou fixées d'une autre manière sur les surfaces évidées 18a des doigts 18. Il existe une diversité d'éléments composites de coupe qui sont disponibles dans le commerce, en provenance de dif- férentes sources, et qui conviennent pour être fixés sur les doigts 18 du corps 12. De tels éléments ou disques de coupe, compacts, composites et appropriés pour être utilisés dans la présente invention ont été revendiqués dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 4 098 362, 4 156 329, 4 186 628 et 4 225 322 et, également, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 3 743 489, 3 745 623 et 3767 371, et ils sont fabriqués et vendus par la Société "General Electric" sous les désignations commerciales de "Stratapax" et "Compax". D'autres éléments de coupe semblables sont fabriqués et vendus par la Société "DeBeers Diamond Tool" sous la désignation commerciale de "Syndite". 249S216 Fondamentalement, les éléments "Stratapax" et "Compax" constituent des éléments de coupe compacts, composites et pré- formés qui comprennent chacun un disque ou couche mince et plan se composant d'une masse de particules abrasives polycristal- lines liées entre elles, telles que des particules de nitrure de bore cubiques ou hexagonales et de diamant naturel ou syn- thétique, qui sont directement liées avec une couche ou disque de carbure métallique cémenté ou lié métalliquement, qui est revêtu d'une couche de métal d'apport, formée d'une brasure d'argent, en vue de la fixation sur les surfaces évidées 18a des doigts 18. Cependant le trépan 10 est de préférence pourvu d'éléments de coupe 30 compacts, composites, en diamant synthétique du. type "Stratapax", qui ont chacun un diamètre d'environ 13,2 mm et une épaisseur d'environ 3,3 mm, se composant d'une couche d'environ 0,5 mm d'épaisseur formée de particules d'un diamètre moyen de 0,035 mm et d'une couche de carbure de tungstène cémenté d'environ 2,8 mm d'épaisseur. Les éléments composites de coupe 30 sont montés et fixés par brasage sur les surfaces évidées 18a de chaque doigt, de telle sorte que la face de coupe en diamant de la couche 30b ait un angle négatif de dépouille d'environ 20 par rapport à la direction de rotation et par rapport à un plan vertical passant par l'axe. En conséquence, au cours de la rotation du trépan, la partie de terrain découpée par la moitié supérieure de l'arête de coupe de l'élément 30 est dirigée vers le haut le long de la face d'inclinaison négative en matière abrasive à base de diamant dans le sens de rotation dutrépan et le long d'une rainure spirale adjacente 16. Lorsque la moitié inférieure demi-circulaire du disque de coupe 30 est émoussée ou usée, le disque peut être enlevé et remonté sur le même corps ou sur un autre corps de la même manière, en tournant de 1800 l'arête de coupe usée par rapport à l'extrémité de coupe des doigts et du trépan de forage. En service, l'extrémité d'entraînement du trépan de forage est fixée sur un premier tronçon de barre d'entraîne- ment d'une tige de forage reliée à et entraînée en rotation par la 24952 16 une machine de forage classique, par exemple une machine "Track" ou "Tricycle". En cours de forage, la machine transmet à la fois des forces axiales et des couples par l'intermédiaire de la tige de forage au corps 12, aux surfaces 18a et aux épaulements 18b des doigts, et par conséquent.à l'élément de coupe 30. En conséquence, pendant l'opération de forage, les éléments sont placés en compression diamétralement entre les éléments porteurs 18b et la partie de terrain entrant en contact avec leurs surfaces périphériques opposées, de sorte qu'il se produit une compression axiale entre la partie de terrain et les surfaces portantes 18b entraînées en rotation vers le terrain. Quand le trépan tourne, la moitié inférieure de chaque élément incliné 30 découpe la formation de terrain et elle fait en sorte que les débris de coupe se déplacent vers.l'a7zant et vers le haut le long des faces inclinées avant de coupe puis dans des rainures spirales adjacentes, en même temps que les courants de fluide d'éjection passant dans celles-ci. De la même manière, l'élément incliné de découpage et cassage de carotte dure 20 est également placé en compression entre le corps porteur 12 du trépan et la partie correspondante de carotte au cours du mouvement axial et ondulaire du trépan de forage. En conséquence, les éléments de coupe 30 et l'élément de découpage-cassage de carotte 20, qui sont nor- malement plus fragiles lorsqu'ils sont placés en tension, sont soumis, en cours de forage, à une compression plus forte et sont ainsi supportés de façon appropriée par les doigts spiraux courts, robustes et trapus 12, cette action étant renforcée par les voiles porteurs additionnels 12a qui empêchent une rupture sous l'action de charges exceptionnel- lement fortes résultant des forces s'exerçant axialement et angulairement. La carotte de terrain dur ou mou est rapidement découpée et/ou brisée par l'élément de découpage-cassage incliné 20 et les morceaux ainsi déviés sont dirigés par le sommet incliné R du passage d'éjection vers la sortie dans un courant de fluide d'éjection de façon à passer dans la rainure spirale adjacente. 12 249S216 Ainsi le fluide d'éjection sous pression assure le trans- port des débris de coupe vers le haut dans les rainures spirales du trépan en rotation et il les fait sortirdu trou de forage. La rotation des nervures hélicoïdales et des bords avant ad- jacents ainsi que des surfaces latérales qui ont un profil en spiral ayant un angle d'inclinaison d'environ 660 par rap- port à un plan normal à l'axe et d'environ 24 par rapport au plan passant par l'axe dans une direction opposée au sens de rotation du trépan engendre une action de pompage et accélère le mouvement du fluide d'éjection et des débris de coupe en- traînés par celui-ci pour les faire sortir du trou de forage. La profondeur désirée du trou foré est atteinte en fixant des tronçons supplémentaires sur la tige de forage, de la manière classique et bien connue. On a soumis a des essais des trépans de forage construits conformément à la présente invention et ayant les dimensions et caractéristiques définies ci-dessus. Les essais ont été effectués dans les conditions effec- tives d'exploitation en réalisant un certain nombre de forages à l'aide d'un équipement dont les caractéristiques, de même que les résultats obtenus, sont indiqués dans les TabLeaux let Il ci-après. TABLEAU I FORAGE DE DEUX TROUS AU MEME ENDROIT AVEC UN TREPAN, UN EQUIPEMENT ET DES CONDITIONS IDENTIQUES. * 1er Trou Trépan A: Nouveau trépan à 3 doigts en spirale selon l'invention. Emplacement: Aux 3/4 supérieurs de la culée de droite d'un bar- rage dans de la roche verte de dureté modérée. Equipement:: 5,6 à 7 bars H20, Gravité seulement Pression vers le bas de 90,7 à 181,4 bars 0-500 Tr/min - la majorité du temps à une vitesse supérieure Machine Track à éléments de tige de 3,048 m. RESULTATS DE FORAGE: ler élément de tige (3,048 m) 3 minutes 2 73 2 4 10 5 6 8 7 " 5 " Total............. 21,335 m 40 minutes RESULTATS MOYENS: 0,533 m/min = 32 m/heure. * 2ème Trou Trépan A: Identique à celui du ler trou. Emplacement: Trou prochedu premier trou, formation de terrain semblable. Equipement: Identique au premier trou. RESUL1ATS DE FORAGE: 1er élément de tige (3,048 m) 2 minutes *2 3 3 " 2 4 " 4 " 7 6 11 7 " 5 Total............. 21,335 m 34 minutes RESULTATS MOYENS: 0,64 m/min = 39,672 m/heure. PROFONDEUR TOTALE POUR TREPAN A: 42,67 m/1 heure 14 minutes VITESSES MOYENNES: 1. 0,576 m/min 2.34,593 m/heure. TABLEAU II FORAGE DE TROUS SUPPLEMENTAIRES AVEC UN EQUIPEMENT DIFFERENT. 13ème Trou Trépan B: Emplacement: Equipement: Nouveau trépan à 3 doigts en spirale selon l'invention. En haut de la culée de gauche du barrage. 14 barres & pompe assistée par eau Pression vers le bas 90,7-181,4 kg - 0-500 tr/min- la majorité du temps à une vitesse supérieure. Machine Tricycle avec treuil et éléments de tige de 1,524 m. RESULTATS DE FORAGE: 1er élément de " 22 - tige (1,524 m) secondes " " " 1 minute 20 1 " 35 1 " 30 1 " 20 1 15 2 " 30 2 0 1 " 45 1 " 30 1 " 30 27 minutes 10 secondes 1,585 m/min = 94,18 m/heure. secondes Total.............. 42,67 m RESULTATS: * 4ème Trou Aucun trou n'a été enregistré jusqu'à la terminaison du forage à 42,67 m. Les techniciens de forage ont indiqué des résultats semblables à ceux du 3ème trou. * 5ème Trou Profondeur totale de 42,67 m, presque mais non atteinte avant qu'il ait été nécessaire d'arrêter. Cependant, on a estimé que le même trépan B était capable de forer cinq trous supplémen- taires, correspondant à une longueur totale de 341,365 m avant le transfert des éléments de coupe "Stratapax" du corps usé sur un corps 12 neuf. Le TabLeau I montre que le trépan A selon l'invention a permis en moyenne de forer deux trous à une vitesse de 34,593 m/h, pour une profondeur totale de 42,67 m en 1 heure et 14 minutes en opérant sous une pression de 90,7 à 181,4 kg, à une vitesse de 500 tr/min, avec une machine Track et avec des éléments de tige de 3,048 m. Le Tableau II montre qu'un autre trépan B conforme à l'in- vention, comportant des doigts en spirale s'étendant sur toute sa longueur et exerçant un effet stabilisateur, a permis, en étant entralné par une machine Tricycle avec treuil et éléments de tige de 1,524 m, ainsi qu'avec une plus grande pompe assis- tée par pression fluidique, d'effectuer le forage à une vitesse moyenne de 94,18 m/h, c'est-à-dire approximativement 3 fois plus rapidement que le trépan A. On a également estimé que le trépan B était capable de forer une longueur totale de 341,365 m avant que les mêmes éléments de coupe "Stratapax" aient besoin d'être enlevés du corps usé, tournés de 1800 et fixés sur les doigts d'un nouveau corps 12 pour placer la moitié supérieure initialement non- usée des arêtes de coupe dans la position de travail. En conséquence, les résultats de forage ont montré que les trépans de forage A et B, agencés conformément à la pré- sente invention et comportant des doigts en spirale s'étendant sur toute leur longueur, sont résistants à la rupture ou à l'usure et donnent des performances semblables à celles des trépans connus à doigts rectilignes comportant de courtes parties stabilisatrices. 16 2495216 Bien entendu, la présente invention n'est nullement limi- tée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications-envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Trépan de forage rotatif comprenant un corps d'une longueur axiale et d'un diamètre maximal prédéterminés, pourvu d'extrémités opposées de coupe et d'entraînement et pouvant tourner autour d'un axe longitudinal central, trépan caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs parties (18) en forme de doigts relativement robustes, courtes, tra- pues et en spirale et comportant des côtés avant et arrière qui sont espacés angulairement autour de l'axe longitudinal central ainsi qu'un trou de réception de carotte (b) ayant une profondeur axiale relativement courte et placé dans une position adjacente à l'extrémité de coupe du corps et des parties en forme de doigts, plusieurs voiles de renforcement (12a) s'étendant circonférentiellement et à partir des extré- mités de coupe sur les côtés arrière des parties en forme de doigts en spirale (18), plusieurs nervures extérieures sta- bilisatrices en spirale (14) espacées angulairement, placées en condition de recouvrement et comportant des bords latéraux spiraux avant et arrière et des surfaces s'étendant vers l'ex- térieur et en hélice dans un sens opposé à la direction de rotation du trépan essentiellement sur la longueur axiale du corps entre ses extrémités opposées de coupe et d'entraînement, plusieurs rainures spirales (16) espacées angulairement, s'étendant entre les nervures spirales (14) et reliées au court trou de réception de carotte, un passage incliné (P) d'éjection de carotte comportant une surface interne inclinée qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est inclinée vers l'extrémité opposée d'entraînement du corps depuis une extrémité d'entrée fermée, qui est adjacente à une partie de surface intérieure d'un doigt spiral et au trou central de réception de carotte, jusqu'à une extrémité opposée de sortie qui est reliée à une rainure spirale qui est située entre deux parties adjacentes en forme de doigts spiraux, des moyens de liaison adjacents à l'extrémité d'entraînement du corps et agencés pour permettre la fixation d'éléments servant à entraîner en rotation le trépan de forage, des éléments de coupe préformés (30) qui sont fixés sur des surfaces portantes placées sur les côtés avant des parties en forme de doigts spiraux et qui comportent chacun un côté arrière adjacent à 18 2495216 une surface portante et un côté de coupe pourvu d'une arête de coupe opposée au côté arrière, ainsi qu'un élément préformé de découpage de carotte dure (20) qui est fixé à l'intérieur d'une poche ménagée à l'extrémité d'entrée fermée du passage d'éjection de carotte et qui comporte une arête de coupe in- clinée divergeant à partir d'un point situé dans une position adjacente à une intersection de la surface interne inclinée du passage d'éjection de carotte et du plan passant par l'axe longitudinal du corps. 2.- Trépan de forage rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des parties en forme de doigts spiraux (18) comprend en outre un Épaulement (18b) et une surface qui sont adjacents à et partent de la surface portante (18a) servant à entrer en contact porteur avec l'élément de coupe (30). 3.- Trépan de forage rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble de nervures spirales (14) com- prend trois nervures spirales espacées angulairement, placées en condition de recouvrement ou chevauchement et s'étendant chacune en hélice avec un angle d'inclinaison compris entre 60 et 700 autour du corps, en ayant une longueur et une largeur suffisantes pour créer au total sur l'extérieur du corps une surface spirale stabilisatrice d'au moins 58 cm2. 4.- Trépan de forage rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface interne inclinée du passage d'éjection de carotte (P) est inclinée radialement vers l'extérieur en direction de l'extrémité d'en- traInement du corps en faisant un angle d'environ 20 à 40 avec un plan normal à l'axe longitudinal. 5.- Trépan de forage rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le trou de récep- tion de carotte (b) et le passage d'éjection de carotte (P) ont essentiellement le même rayon et le même diamètre et sont reliés par une surface sphérique interne à l'extrémité d'entrée fermée du passage d'éjection. 6.- Trépan de forage rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de découpage de carotte (20) est réalisé par préformage d'un corps en carbure cémenté, son arête de coupe inclinée divergeant à partir de la pointe et du plan d'intersection de l'axe lon- gitudinal suivant un angle compris entre environ 45 et 570. 7.- Trépan de forage rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pointe de l'arête de coupe inclinée à ladite intersection est située à une distance approximativement égale à 1,5 fois le diamètre du trou de réception de carotte (b) à partir de l'extrémité de coupe du trépan de forage. 8.- Trépan de forage rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chacun des éléments de coupe préformés (30) comprend un élément porteur (30a) en carbure cémenté qui est pourvu d'un côté avant et d'un côté arrière agencé pour la fixation sur une surface portante (18a), ainsi qu'une couche (30b) de particules abrasives polycristal- lines liées, cette couche étant fixée sur le côté avant de l'élément porteur en carbure et créant sur l'élément de coupe au moins unicôté de coupe abrasive de profil demi-circulaire et une arête de coupe correspondante. 9.- Trépan de forage rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté de coupe et l'arête de coupe de chaque élément de coupe préformé (30) sont situés dans un plan radial incliné et sont inclinés d'un angle de dépouille négatif pouvant atteindre -25 par rapport à et à partir du plan de l'axe longitudinal et en direction du côté arrière jusqu'à une autre pointe de l'arête de coupe située à l'ex- trémité de coupe de la partie adjacente en forme de doigt spiral du corps. 10.- Trépan de forage rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un trou central (16) s'étend sur une profondeur axiale prédéterminée depuis l'extrémité opposée d'entraînement du corps jusqu'à son-fond, et en ce que plu- sieurs passages de fluide (24), espacés angulairement, s'étendent depuis des entrées placées au fond du trou central (16) jusqu'à des sorties placées dans des positions. adjacentes à l'extrémité de coupe des parties en forme de doigts spiraux et agencées pour dirigées du fluide vers cette extrémité de coupe. Il.- Trépan de forage rotatif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent en outre un filetage (22) ménagé dans le trou central de manière à venir se visser sur un filetage prévu sur un moyen agencé pour canaliser du fluide et assurer l'entrainement du trépan de forage.