Brevet FR2532357A1 — publié le 19840302

La présenté invention porte sur un dispositif de retenue de manchon pour appareil de forage à tige de ral Longe comprenant un bâti se montant sur une poutre d'avance de l'appareil à forer, deux bras à mors montés sur te même axe sur ce bâti et pourvus de mors se faisant face, et un moyen d'actionnement commandé par fluide sous pression joint à ces bras de façon que ceux-ci puissent être amenés par rotation dans une position de serrage dans Laquelle les mors forment un logement qui peut être serré contre un manchon d'accouplement d'une tige de forage et dans une position d'ouverture dans laquelle les mors sont écartés pour l'ouverture dudit logement. Un dispositif de retenue de manchon de ce type est utilisé dans le forage de longs trous pour empêcher le manchon d'accouplement de tourner quand on fait tourner L'arbre de la foreuse pour la dégager du manchon et enlever la tige de forage. Dans les apparei Ls de forage à tige de ral Longe connus, le manchon d'accouplement de la tige de forage, lors du désaccouplement des tiges de forage, est main- tenu en prise avec la tige par freinage du manchon de façon excentrique pendant qu'on fait tourner l'arbre pour la dégager du manchon Or, cette façon de faire présente des inconvénients Le manchon étant freiné excentriquement, le freinage tend à le pousser contre le filetage de l'arbre, ce qui provoque un blocage du filetage et entrave l'ouverture Enoutre, le freinage du manchon peut provoquer un dégagement simultané de celui-ci de la tige de forage et de La queue, auquel cas le manchon tombe par terre, ce qui est dangereux pour Le foreur. Le brevet suédois 391 770 présente un frein de manchon destiné à être monté à L'extrémité avant d'une foreuse Ce frein comporte un bras long pivotant qui supporte une bielle pourvue de mors fixés de façon élastique Quand on désire dégager le manchon, on fait, au moyen du bras, tourner la bielle pour l'app Liquer sur Le manchon afin de le bloquer pour l'empêcher de tourner Ce dispositif ne permet de bloquer que des manchons hexagonaux et, en outre, son emploi demande beaucoup de place autour de La foreuse. La présente invention a pour but de fournir un dispositif de retenue de manchon qui évite les incon- vénients précités et permette un centrage automatique des mors autour du manchon. L'invention atteint ce but grâce au fait que le moyen d'actionnement est relié aux bras à mors de façon que ceux-ci et Lui forment un ensemble pouvant tourner librement par rapport au bâti autour de l'axe sur le- quel sont montés les bras à mors. L'invention est basée sur l'idée que si l'on monte le moyen d'actionnement pour qu'il agisse seule- ment entre les bras à mors, il n'empêchera pas une ro- tation simultanée de ces bras par rapport au bâti autour de l'axe sur lequel ils sont montés Si les bras à mors et le moyen d'actionnement peuvent tourner d'un seul bloc, les deux bras pourront corriger automatique- ment leur position autour du manchon quand les mors se fermeront sous l'action du moyen d'actionnement, de sorte que les mors se centreront avec précision par rapport à l'axe du manchon quand le moyen d'actionne- ment serrera les bras contre le manchon Grâce à cela, les filetages du manchon et de la queue ne seront pas soumis à des efforts radiaux, de sorte que le filetage s'ouvrira plus facilement et s'usera moins Le disposi- tif de retenue permet de bloquer des manchons de toutes formes et son fonctionnement ne demande pas beaucoup de p Lace Un autre avantage est que le manchon ne peut pas tomber accidentellement attendu que les mors Le tien- nent pendant tout Le dégagement. L'invention est décrite plus en détail ci-après à L'aide du dessin, sur lequel: la figure 1 est une vue de côté schématique d'un appareil de forage à tige de rallonge pourvu d'un dis- positif de retenue de manchon conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de côté à plus grande échelle du dispositif de retenue de manchon, les figures 3 et 4 sont des vues en bout du dis- positif de retenue de manchon respectivement en posi- tion de serrage et en position d'ouverture, et les figures 5 et 6 montrent schématiquement deux autres réalisations possibles du dispositif de retenue de manchon. L'appareil de forage à tige de rallonge représen- té sur la figure I comprend une foreuse 1 déplaçable le long d'une poutre d'avance 2 au moyen d'un mécanis- me d'avance (non représenté) La poutre d'avance sup- porte un dispositif de retenue de manchon 3 et un guide 4 pour une tige de forage 5 jointe au moyen d'un man- chon d'accouplement 6 à l'arbre 7 de la foreuse. Le dispositif de retenue de manchon 3 comprend un bâti 8 pourvu d'une plaque support 9 et d'un support 10 dirigé vers le haut fixé à cette plaque La plaque support est destinée à être montée de façon classique par des moyens de guidage (non représentés) sur des rails longitudinaux prévus sur la poutre d'avance 2. Le support 10 supporte un axe 11 sur lequel, sont montés deux bras à mors 12, 13 qui se croisent à la manière de ciseaux Ce-s deux bras sont formés de leviers à deux bras à l'extrémité intérieure desquels sont fixés des mors remplaçables 14 qui présentent des surfaces de serrage arquées 14 a Le rayon de courbure de ces surfa- ces correspond sensiblement au rayon de courbure de la surface extérieure cylindrique du manchon d'accouple- ment Quand Les bras à mors sont dans la position de serrage représentée sur la figure 3, les centres de courbure des surfaces de serrage des mors sont confon- dus, de sorte que ces surfaces forment un logement cylindrique pour le manchon d'accouplement L'axe A de ce logement passe par le centre de courbure commun et est parallèle à l'axe 11 sur lequel sont montés les bras à mors. Les extrémités extérieures des leviers formant les bras à mors 12, 13 sont reliées respectivement par un axe 16 et un axe 17 au cylindre et à la tige de piston d'un moyen d'actionnement hydraulique monté entre elles Les raccords de fluide sous pression du cylindre sont indiqués par le repère 18 L'agencement est tel que le moyen d'actionnement peut faire tourner les bras à mors entre la position de serrage représen- tée sur la figure 3 et La position d'ouverture rep ré- sentée sur la figure 4. Le bâti 8 est destiné à être monté sur les rails de la poutre d'avance 2 de façon que L'axe A du logement cylindrique formé par les mors coïncide avec l'axe B de La tige de forage 5 jointe par le manchon d'accouple- ment 6 à l'arbre 7, c'est-à-dire avec L'axe de forage (figure 1). Le dispositif de retenue de manchon fonctionne de la manière suivante. Quand on désire dégager la queue du manchon, on fait pivoter les bras à mors au moyen du moyen d'action- nement de façon à les amener en position de serrage pour serrer les mors de chaque côté contre le manchon. Du fait que les bras à mors tournent autour du même axe et que le moyen d'actionnement agit seulement entre eux et n'est pas du tout supporté par le bâti, les bras à mors et te moyen d'actionnement forment un ensemble qui peut tourner librement, de sorte que les mors se cen- trent automatiquement sur l'axe du manchon quand i Ls se serrent contre ce dernier Apres avoir bloqué le man- chon de cette manière, on fait tourner l'arbre dans le sens de l'ouverture du filetage. On ouvre les mors en faisant pivoter les bras au moyen du moyen d'actionnement de façon à les amener en position d'ouverture, ou bien la contre-pression du circuit hydraulique du moyen d'actionnement peut pro- duire la rotation des bras pour les amener en position d'ouverture quand on coupe la pression de commande du moyen d'actionnement. Quand le distributeur de commande du moyen d'actionnement est en position libre, la contre-pres- sion du circuit hydraulique, un ressort ou un moyen analogue maintient les bras à mors en position d'ou- verture contre des épaulements 19 et 20, de,sorte que les vibrations de la foreuse et de la poutre d'avance ne peuvent pas faire battre les bras contre Les épaule- ments, ce qui améliore la durabilité du système et des paliers Le dispositif de retenue à manchon 3 est atta- ché à la foreuse par un accouplement élastique 21 comprenant une tige 22 qui est parallèle à la poutre d'avance et est montée coulissante dans un support 24 fixé au dispositif de retenue de manchon et dans un support 25 fixé à la foreuse Cette tige est pourvue de trois ressorts 26 placés l'un entre Les deux supports et les autres entre chaque support et une butée prévue à l'extrémité de la tige. Cet accouplement permet un déplacement du dispo- sitif de retenue de manchon avec la foreuse et également un déplacement relatif de ces deux organes Grâce à cela, la foreuse peut reculer quand on dévisse le file- tage de l'arbre tandis que le dispositif de retenue de manchon reste immobile,et ce dernier ne s'oppose pas à un mouvement axial relatif entre le manchon et l'arbre lorsque ces pièces sont dévissées. Les autres réalisations possibles représentées sur les figures 5 et 6 ne diffèrent de celle qui est représentée sur Les figures 2 à 4 qu'en ce qui concer- ne le montage des bras à mors La figure 5 montre une disposition dans Laquelle Les bras à mors 12, 13 sont des leviers à deux bras, les mors 14 sont placés à des extrémités voisines de ces Leviers et Le moyen d'ac- tionnement 15 est relié aux extrémités opposées de ces Leviers, comme dans La disposition de la figure 3, mais ici les bras à mors ne sont pas monter en croix et restent du même côté par rapport à leur axe d'articu La- tion commun 11, si bien que le serrage des mors est obtenu par extension du moyen d'actionnement, à L'in- verse du cas de la figure 3 La figure 6 montre une autre disposition qui diffère desprécédentes par le fait que Les bras à mors 12,13 sont des leviers à un seul bras, les mors 14 sont placés à des extrémités voisines de ces leviers et le moyen d'actionnement 15 est monté à des points situés entre les extrémités de chaque levier. Les dessins et La description qui s'y rapporte sont destinés seulement à expliquer l'idée de l'inven- tion Le dispositif de retenue de manchon de l'inven- tion peut être modifié dans ses détails dans le cadre des revendications. 7 2532357 REVENDICATIONS 1 Dispositif de retenue de manchon pour appa- reil de forage à tige de rallonge, comprenant: un bâti ( 8) se montant sur une poutre d'avance ( 2) de l'appareil à forer, deux bras à mors ( 12, 13) montés à pivot sur le même axe sur ce bâti et pourvus de mors ( 14) se fai- sant face, et un moyen d'actionnement ( 15) commandé par fluide sous pression joint à ces bras de façon que ceux- ci puissent être amenés par pivotement dans une position de serrage dans laquelle les mors forment un logement qui peut être serré contre un manchon d'accouplement ( 6) d'une tige de forage ( 5) et dans une position d'ouverture dans laquelle les mors sont écartés pour l'ouverture dudit logement, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement ( 15) est relié aux bras à mors ( 12, 13) de façon que ceux-ci et lui forment un ensemble pouvant tourner librement par rapport au bâti ( 8) autour de l'axe ( 11) sur lequel sont montés les bras à mors. 2 Dispositif de retenue de manchon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bras à mors ( 12, 13) sont des leviers à deux bras, Les mors ( 14) sont places à des extrémités voisines de ces Leviers et le moyen d'actionnement ( 15) est relié aux extrémités opposées de ces leviers. 3 Dispositif de retenue de manchon selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les bras à mors ( 12, 13) sont montés en croix à la manière de ciseaux. 4 Dispositif de retenue de manchon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bras à mors ( 12, 13) sont des leviers à un seul bras, les mors ( 14) sont placés à des extrémités voisines de ces leviers et Le moyen d'actionnement ( 15) est monté à des points situés entre les extrémités de chaque levier. 8 2532357 Dispositif de retenue de manchon selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les bras à mors ( 12, 13) sont montés dans le bâti ( 8) au moyen d'un axe-d'articulation commun ( 11). 6 Dispositif de retenue de manchon selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé par le fait que les bras à mors ( 12, 13) sont pourvus de mors séparés ( 14) présentant des surfaces de serrage arquées ( 14 a), le rayon de courbure de ces surfaces correspondant à peu près au rayon de courbure de la surface extérieure cylindrique du manchon d'accouplement ( 6). 7 Dispositif de retenue de manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le bâti ( 8) est pourvu de butées ( 19, 20) contre lesquelles les bras à mors ( 12, 13) s'appuient dans la position d'ouverture sous l'action d'une contre-pression du moyen d'actionnement ( 15), d'un ressort ou d'un élément semblable. 8 Dispositif de retenue de manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le bâti ( 8) est pourvu d'un accouplement élas- tique ( 21) par lequel il peut être uni à la foreuse ( 1) pour se déplacer élastiquement avec elle et par rapport à elle.