Brevet FR2534174A1 — publié le 19840413

La présente invention se rapporte à un dispo- sitif de percussion, qui comporte: un corps, une queue de forage g Lissant axia Lement dans le corps pour transmettre des percussions à la tige de fo- rage, un piston de percussion se déplaçant dans Le corps pour diriger des percussions axia Lement à la queue de forage, un piston de Levage disposé dans la queue de forage, ce piston se déplaçant dans un cylindre de Levage mé- nagé dans Le corps, pour lever La queue de forage au moyen du moyen sous pression en contact d impact avec le piston de percussion, un cana L ménagé dans le corps et traversant le cylindre de levage pour amener Le milieu sous pression à L'intérieur du cylindre de Levage et pour évacuer ce mi: lieu de pression hors du cylindre de levage, et des joints entre le corps et la queue de fox rage, disposés des deux c 8 tés du cy Lindre de Levage, des fentes destinées à étrangler L' coule- ment du mi Lieu sous pression étant disposées entre le corps et La queue de forage O ces fentes étant situées-entre le cy Lindre de lavage et Les deux jointso Un dispositif de percussion de ce type est uti- Lisé en particulier dans une machine à forer le roc L'in- vention peut toutefois être utilisée, par ailleurs en rela- tion avec une machine de forage pourvue de moyens de rota- tion, et également en relation avec un dispositif de percus- sion seuls La fonction du système de Levage piston=cylindre dans le dispositif de percussion este au moyen du milieu sous pression, de lever la queue de forage en contact d'impact a- vec le piston de percussion en particu Lier en relation avec Le 3 coincement de la tige de forage, de ce fait, en tirant avan- tage de la percussion, il est possible de dégager par vibra- tion la tige de forage du roc pendant l'avance de retour de de La queue de forage. A partir de la demande publiée en République Fédérale d'Allemagne N 2 648 389 et du brevet FI 60.153, on connaît déjà des dispositifs de percussion si- milairespourvus d'un système de levage piston-cylindre Un inconvénient de ces dispositifs de la technique antérieure réside dans Le fait qu'une forte pression d'impact est dirigée sur les joints lorsque le piston de percussion actionne à nouveau La queue de forage et que la tige de forage n'est pas en contact avec le roc Il en résulte que les joints peuvent être facilement endommagés Un autre inconvénient réside dans le fait que la queue de forage ou le piston de levage vient cogner à force contre le fond de la chambre du cy- lindre, du fait que Le fluide sous pression peut s'écouler relativement librement hors du cylindre de levage pendant tout le trajet de mouvement de la queue de forage. Un objet de la présente invention est de four- nir un dispositif de percussion qui évite Les inconvénients ci-dessus et empoche que se produisent des forts chocs ou impacts. Ce but est réalisé au moyen d'un dispositif de percussion selon la présente invention, qui est caractéri- sé en ce que: dans le corps, est prévu un canal d'égalisa- tion entre les deux joints et la fente d'étranglement corres- pondante, le canal passant par le cylindre de levage se termine dans la parpoi du cylindre à une certaine distan- ce du fond du cylindre de Levage, et le dispositif est pourvu d'une vanne qui re- lie les canaux c'égalisation à la source du milieu sous Pres- sion lorsque le canal passant par le cylindre de levage est relié au réservoir de milieu sous pression etude façon cor- respondante, au réservoir de milieu sous pression, lorsque le canal passant par le cylindre de levage est relié à la la source de pression. L'invention est baséesur l'idée que L'accês des forts impacts ou chocs dus au moyen de pression sur les joints est empêché au moyen de fentes étranglant l'écoule- ment et au moyen de canaux d'égalisation, et la frappe de La queue de forage-contre Le pont est empêchée en atténuant Le mouvement du piston de levage au moyen d'un coussin de f Luide Lorsque Le piston de Levage s'approche du fond de La chambre du cylindre. L'invention sera décrite plus en détails ci- dessous en référence aux dessins annexis, dans Lesquels Fig I représente une forme de réa Lisation pré- férée du dispositif de percussion selon L'invention, en cou- pe axiale Lorsque le piston de percussion vient frapper con- tre La queue de forage. Fig 2 représente Le dispositif de percussion lorsque La queue de forage est positionnée dans La position extrême après L'impact, et Fig 3 représente le dispositif de percussion Lorsque La queue de forage vient frapper contre Le piston de percussion. Le dispositif de percussion représenté sur les dessins comporte un bâti 1, sur lequel La queue de fora- ge 2 est montée axialement à glissement au moyen de paliers 3, 4 La queue de forage est entraînée en rotation autour de son axe longitudinal au moyen d'une roue dentée 5 incluse dans Le mécanisme de rotation En tant que prolongement a- xial de La queue de forage, un piston de percussion 6 est mon- té dans Le corps, ce piston étant axia Lement déplaçab Le vers la queue de forage et en sens inverse de cette dernière au moyen d'un système de fluide sous pression non représenté aux dessins L'extrémité filetée se prolongeant à partir du corps de la queue de forage est destinée à être f-ixéeà La ti- ge de forage. Dans La queue de forage, est prévu un piston de Levage 7 qui se déplace dans un cylindre de Levage 8 mé- nagé dans Le corps Des deux côtes du cylindre de levage, sont montés dans Le corps des joints 9, 10 conférant une étan- chéité à L'encontre du piston de Levage et de La queue de fora- ge, respectivement Entre Le piston de Levage et Le corps ain- si qu'entre La queue de forage et Le corps, sont prévues des fentes 11 et 12, respectivement, pour étrang Ler L'écou Lement du f Luide sous pression. Entre Les deux joints et Les fentes d'étrang Le- ment en question, se Lon L'invention, sont prévus des canaux d'éga Lisation annulaires 13 et 14, respectivement, dans Le corps, ainsi que des canaux connectant des canaux annulaires à L'extérieur du corps Les canaux d'éga Lisation sont connec- tés au moyen de conduits 15 et 16 à une conduite de connec- tion 17 qui passe à travers une vanne 18 reliée alternative- ment à La pompe du moyen sous pression 19 ou au réservoir de moyen sous pression 20. A partir du cylindre de levage 8, un canal de moyen sous pression, 21 se dirige vers L'extérieur du corps. Le canal 21 est re Lié au moyen d'un conduit 22 à cette vanne et par L'intermédiaire de La vanne connectée a Lternativement à La pompe 19 ou au réservoir 20 Le canal pour f Luide sous pression 21 se termine dans La paroi du cy Lindre de Levage 8 à une certaine distance du fond 8 a de La chambre du cy Lin- dre. Un étrang Lement d'écou Lement 23 est monté dans Le conduit 15 du canal d'éga Lisation 13 vers Le piston de percussion Un accumu Lateur de pression 25 est connecté en- tre L'étrang Lement et Le corps au moyen d'un conduit 24. La vanne 18 présente deux positions Dans sa première position (position de forage norma L), La vanne con- necte La pompe 19 au conduit connecteur 17 des canaux d'éga- Lisation et Le conduit 22 du cy Lindre de Levage au conteneur , et dans L'autre position (position de Levage), Lavanne connecte Le conduit de connection 17 au réservoir et La pompe au conduit 22 La vanne est pourvue d'un étrang Lement 26 qui, dans cette dernière position, étrang Le L'écou Lement du f Luide sous pression du conduit de connection vers te réser- voir. Le dispositif de percussion fonctionne de la manière suivante: Dans une situation de forage normal, voir figure 1, la pompe alimente le conduit de connection 17 en fluide sous pression et en outre il y a les conduites 15 et 16 de la zone en amont des joints 9 et 10 L'étrang Lement 23 prévu dans le conduit 15 fait que la plupart du fluide sous pression s'écoule dans le conduit 16 et à travers Le palier 4 dans le cylindre de Levage. Si, Lorsque le piston de percussion frappe contre La queue de forages la tige de forage n'est pas en contact avec le roc:mais la queue de forage peut se dépla- cer librement vers l-'avant voir figure 2,tandis que le fluide sous pression s'écoule du canal moyen de pression 21 du cy Lindre de levage librement à travers Le conduit 22 dans le réservoir aussi longtemps que le canal reste ouvert, Une fois que Le piston de levage s est déplacé suffisamment loin pour que le bord 7 a du cylindre de levage s'est dépla- cé au dessus du canal 22, le fluide sous pression ne peut plus s'échapper, mais forme un coussin de fluide dans -le cylindre, ce qui fait que le mouvement du piston de levage est arrêté et qu'il ne se produit pas d'impact ni de choc contre le fond Les fentes d'étranglement 11 et 12 protègent les joints 9 et 10 respectivement, des chocs ou impacts de pression. Dans la situation de levage, voir figure 3, la pompe alimente en fluide sous pression par le conduit 22 et le cana L de fluide sous pression 21 dans le cylin- dre de Levage 8 de sorte que le fluide sous pression pousse la queue de forage de façon à frapper contre le palier axial disposé dans le corps. L'accumulateur de pression 23 est connecté au conduit 15 venant du canal d'égalisation 13 et assure que les chocs de pression dirigés contre le joint 9 n'aug- mente pas grâce à l'action de l'étranglement 23 disposé dans le conduit. $ 6 2534174 L'étranglement 26 dans La vanne permet de maintenir une pression suffisamment élevée dans Le cylin- dre de levage en position de levage Normalementun étran- glement 26 n'est pas nécessaire, mais, Lorsque l'action des fentes d'étranglement 11, 12 et de L'étrang Lement 23 est réduite du fait de l'usure, etc la pression peut, dans un tel cas être maintenue suffisamment éLevée L'im- portance des étranglements s'accroit avec l'usure du dispo- sitif, de sorte qu'il est préférable d'utiliser un étran- glement adaptable, dont l'action d'étranglement est réglée très largement sur la basse du nombre d'heures de fonction- nement En variante, il est possible d'utiliser un étrangle- ment pourvu, par exemple, d'une fourrure amovible afin d'- obtenir des effets d'étranglements différents. Les dessins et la description qui s'y rappor- te sont destinés purement à illustrer l'invention Dans ces détails, le dispositif de percussion selon l'invention peut même présenter des différences considérables en fonc- tion de l'étendue des revendications du brevet. REVENDICATIONS 1 Dispositif de percussion, qui comporte: un corps ( 1), une queue de forage ( 2) coulissant axiale- ment dans le corps pour transmettre des percussions à la tige de forage, un piston de percussion ( 6) se déplaçant dans le corps pour diriger les percussions axialement sur la queue de forage, un piston de levage ( 7) disposé dans la queue de forage, ce piston se déplaçant dans un cylindre de Levage ( 8) ménagé dans le corps, pour soulever la queue de forage au moyen d'un fluide de pression en contact d'im- pact avec le piston de percussion, un canal ( 21) ménagé dans le corps et pas- sant par le cylindre de Levage pour alimenter ce dernier en milieu sous pression et pour chasser ce milieu du cy- lindre de levage, et des joints( 9,10) entre le corps et la queue de forage, disposes des deux c 8 tés du cylindre de levage, tandis que sont prévues des fentes( 1 1,12) étranglant l'écou- Lement du milieu de pression, disposéesentre le corps et la queue de forage, ces fentes étant situées entre le cylindres de levage et Les deux joints, caractérisé en ce que: dans le corps ( 1), est prévu un canal d'éga- lisation ( 13,14) entre les deux joints ( 9,10) et la fente d'étranglement correspondante ( 11912), respectivement, le canal ( 21) passant par le cylindre de le= vage ( 8) se termine dans la paroi du cylindre à une certaine distance du fond ( 8 a) du cylindre de levage, et le dispositif est pourvu d'une vanne( 18) qui connecte les canaux d'égalisation ( 13,14) à la source ( 19) du moyen sous pression lorsque le canal ( 21) passant par le cylindre de levage est connecté au réservoir de moyen sous pression ( 20) et, de façon correspondante, au réservoir de moyen sous pression ( 20), lorsque le canal passant par le cylindre de Levage est connecté à La source de pression. 2 Dispositif de percussion selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'étranglement d'écoulement ( 23) est disposé dans le conduit du moyen sous pression ( 15,17) entre le canal d'égalisation ( 13) situé vers le pis- ton de percussion ( 6) et la vanne ( 18). 3 Dispositif de percussion selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce qu'un accumulateur de pression ( 25) est relié au conduit de moyen sous pression ( 15), entre le canal d'égalisation ( 13) est situé vers le piston de percus- sion ( 6) et l'étranglement d'écoulement ( 23). 4 Dispositif de percussion selon la revendi- cation 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un étranglement d'écou- lement ( 26) est disposé dans le conduit de moyen de pres- sion ( 17) entre les canaux d'égalisation ( 13,14) et le ré- servoir de milieu sous pression ( 20).