Brevet FR2571424A1 — publié le 19860411

La présente invention concerne des t ré pans de foraine rotatifs utilisés pour le carottage e t le forant de puits dans des terrains. L'invention est plus particulièrement relative une disposition et une forme améliorées des orcanes de coupe et des éléments de coupe fixés à ceux-ci, disposition dans laquelle les éléments de coupe sont arien- t s de manière > donner une rotation secondaire à l'organe de coupe, tandis que chaque organe rixe coupe est entraîné simultanémment en rotation suivant un mouvement de rotation primaire autour d'un axe longitudinal d'un train de tiges de forage, pour découper et broyer le terrain en train d'être fo ré. L' organe de coupe utilisé dans les trépans rotatifs de forage est accouplé en rotation, en groupes de deux ou davantage, à un corps principal. Chaque organe de coupe a une forme générale conique ou tronconique, une base de l'or qane de coupe étant située à l'extérieur du trépan rotatif afin de calibrer la dimension du trou foré. Des éléments de coupe ou dents sont fixés à ou formés sur la surface exté r i eu re de chaque organe de coupe. Les éléments de coupe sont entrainés en rotation autour d'un axe de rotation de ltorga- ne de coupe, et également en rotation autour d'un axe lon- gitudinal d'un train de tiges de forage, afin d'être en contactavec le terrain en cours de forage.Le contact des léments de coupe avec le terrain pendant la rotation libère un matériau en particules ou des déchets de coupe destinés à être évacués au moyen de fluides de forage d'une manière conventionnelle. Dans certains des techniques antérieures l'axe de rotation de chante organe de coupe passe par l' axe longitu- final du train de tiques de forage qui est entraîn en rotation pour forer les terrains. chaque organe de coupe tourne d'une manière rfirectement proportionnelle à la rotation primaire du train de tiges de forages autour de l'axe lon- ai tutinal.. ne action de coupe par abrasion très faible s' exerce sur la paroi du trou en cours de forage.La rye la tion de proportion nalité est virtuellement la même relation que celle qui existe entre une roue et un axe, autrement dit lorsque. le train de tiges de forages tourne, 'organe de coupe tourne. La force principale intervenant pour broder le matériau en particules. et l'évacuer est constitué par le poids du trépan rotatif et du train de tiges de forme pro du is an t une action du type broyage. ne faible abrasion est appliquze au terrain par suite de la rotation de chaque organe de coupe. I1 est bien connu dans la technique de déplacer ou décaler l'axe de rotation de chaque organe de coupe de telle façon q cet axe ne recoupe pas l'axe longitudinal du train de tiges de forage. Le décalage de l'axe de rotation de chaque organe de coupe augmente la force d'abrasion ou d'arrachement du trépan rotatif sur le terrain. L'organe de coupe décalé suivant la technique antérieure a été jusqu'd présent suffisamment petit pour qu'une composante primaire de la rotation de l'organe de coupe demeure proportionnelle à la rotation du train de tiges de forage. Un axe de rotation de l'organe de coupe perpendiculaire à i-' axe de rotation primaire, les supports d' extré- mité en rotation de chaque organe de coupe étant équidistants de l'axe longitudinal du train de tiges de forage, est décrit dans un appareil de forage de puits suivant le brevet US. 2 174 587. Tel qu'elle est utilisée dans ce brevet, cette orientation est dé finie comme étant un "décalage total". L'appareil de forage de puits suivant ce brevet IJS n'est pas un trépan rotatif de forage mais il est plutôt utilisé pour élargir un forage déjà foré au moyen d'un trépan rotatif. L'appareil suivant ce brevet US n'agit donc pas sur le fond du trou foré lui-meme mais il opre au contraire uniquement la périphérie de ce trou, une fois que le trou a été for4. Le brevet US l 236 982 montre des axes de rotation pour une paire d organes de coupe perpendiculaires N l'axe lonqitudinal d'une tige de forage dans un trépan rotatif. Les éllments de 1' organe de coupe ne sont pas totalement décalés du fait que les points supports des extrémités de l'organe de coupe ne sont pas équidistants de l'axe longitudinal du train de tiges de forage. Ce brevet liS 1 236 9n2 décrit des dents ou éléments fie coupe helicoldaux qui appa ramment donnant un mouvement de rotation Nt chaque organe de coupe. La rotation donnée à chacun organe de coupe demeure proportionnelle à la rotation du train de tiges de forage. Les deux organes de coupe suivant ce brevet US ont des élé- ments dc coupe ayant une orientattion angulaire opposée le long de la surface de l'organe de coupe de telle façon qutun organe de coupe ne suive pas le sillon de coupe effectuer précédemment. D'autres éléments de coupe de 1' organe de coupe ayant unz orientation hélicoldale des dents sont connus. Les dents obliques sont décri tes dans le brevet US 4 t61 225. Une action de coupe rotative ainsi qu'une action de broyage ou d' abrasion se retrouvent dans le brevet US 1 124 242. Dans ce brevet on utilise à la fois des rouleaux de broyage et des organes de coupe afin d'obtenir à la fois une action rotative et une action de broyage. Un trépan rotatif N action combinée en rotation et percussion est décrit dans le brevet US 3 885 639 dans lequel des gorges hélicoïdales s' étendent sur la longueur du trépan de forme générale tronconique. L'appareil suivant ce dernier brevet US est ap parement utilisé avec un train de tiges de forage mais il ne constitue pas un trépan rotatif à organes de coupe multiples. Le brevets IJS a 408 671 décrit une variation de conicité et d'angle des dents entre les organes de coupe. Les nombres différents de dents entre les organes de coupe apparaissent dans le brevet US 1 045 756 tandis que le brevet US 4 187 922 montre la variation de l'angle des divers éléments de coupe ou dents. Enfin les brevets US 4 148 368, 3 468 583, 4 ln9 137 et Z 333 540 sont d'un intérêt général en ce qui concerne les trépans rotatifs de forage. Un but de la présente invention est rpincipalement de fournir un trépan rotatif exercant une force d' abrasion améliorée sur une paroi latérale et le fond d'une forage de puits ou d'une carotte effectué à travers un terrain. lIn autre but de la pressente invention est de fournir un trépan rotatif qui, pendant un procédé de fonctionnement z traîne, déplace chaque organe de coupe d'un groupe d'organes de coupe par suite de la rotation d'un train de tiqes de forage, ce qui se traduit par la création de la force d'abrasion Un autre but de la présente invention est de fournir un trépan rotatif ayant un axe de rotation d'un organe de coupe perpendiculaire à une rdférenee radiale h partir de l'axe de rotation primaire d'un train de tiges de forage, rotation primaire qui provoque le mouvement de l'organe de coupe. Un autre but de la. présente invention est de fournir up trépan rotatif exerçant une action d'abrasion primaire engendrée par la rotation primaire du train de tiges de forage et une action d'abrasion secondaire engendre par la rotation secondaire de chaque organe de coupe. La rotation secondaire résulte d-e la rotation primaire du train de tiges de forage, d'une orientation N décalage total de chaque organe de coupe et de l'orientation des éléments de coupe du organe de coupe. Un autre but de la présente invention est de fournir un trépan rotatif dans lequel les organes de coupe sont décalés totalement, ctest-à-dire perpendiculairement h l'axe de rotation primaire du train de tiges de forage, les points support s des extrémités de chaque organe de coupe étant équidistants de l'axe de rotation primaire. lin autre but de la présente invention est de fournir, dans un trépan rotatif, un système de palier pour les organes de coupe appliquant une force d'abrasion dans la lirection de rotation primaire et également pour la rotation secondaire autour de 1' axe de 1. ' organe de coupe. Un sutre but de la présente invention est de fournir un système de lubrificationpour le système de palier de l'organe de coupe, afin d'augmenter la durée de service et de rêdtjire l'usure des organes de coupe du trépan rotatif. Conformément aux buts visés par l'invention un t ré- pan rotatif h traînée comporte un corps principal. dans lequel est ménage un passage pour un fluide le long d'un axe longitudinal de ce corps, afin de recevoir des fluides de forage. Le corps principal est adapté de manière à pouvoir être relié à un train de tiges de forage allongé et il présente une ouverture interne dans laquelle sont mon té s 3 rotation une pluralité d'organe de coupe. Les organes de coupe sont montés sur le corps principal entre deux points supports des extrzmités. Un axe de rotation de chaque organe de coupe est généralement orienté perpendiculairement à une ligne quelconque reliant l'axe longitudinal du trépan rotatif et l'axe de rotation. Les organes de coupe sont en outre orientés dans une position totalement décalée dans laquelle deux points supports des extrémités de chaque organe de coupe rotatifs sont équidistants de n'importe quel point sur l'axe longitudinal du trépan rotatif.Pendant la rotation du train de tiges de forage et du trépan rotatif autour de l'axe longitudinal, dans une direction de rotation primaire, les organes de coupe se déplacent dans un mode d'opération primaire par abrasion dans la direction de la rotation primaire du train de tiges de forage. Chaque organe de coupe a la forme d'un ellipsoide aux extrémités tronquées. Une pluralité d'éléments de coupe sont formés sur ou reliés à une surface externe de chaque organe de coupe. Les éléments de coupe sont alignés suivant des rangées s'étendant généralement d'une extrémité de chaque organe de coupe à l'autre. Les rangées ont une forme hélicoidale ou un pas, cette forme hélicoîdale agissant à la manière d'un filet sur une vis, afin de faire tourner chaque erg a ne de c ou p e tandis que les rangées d'éléments de coupe érodent le forage d puits pendant la rotation primaire du trépan rotatif.L' abrasion des rangées d'éléments de coupe contre le fond du forage du puits engendre une rotation secondaire des organes de coupe autour de leurs axes de rotation, dans un mode d'opération par abrasion secondaire dans la direction de la rotation secondaire. Le mode d'ab- rsion secondire assr le cnlibfa-e calibrage du forage ou de la carotte par abrasion d'une paroi latérale et d'un fond du terrain traversé. L'ensemble de palier à rouleaux pour les organes de coupe fait partie de l'invention et cet ensemble supporte un arbre d'organe de coupe relié, à ses deux extrémités, au corps principal du trépan rotatif, aux points supports des extrémités. L'organe de coupe est accouplé en fonctionnement N l'arbre. Les paliers permettent aux organes de coupe de tourner dans la direction de rotation secondaire. Un palier axial annulaire, ayant une ouverture pour recevoir l'arbre, est maintenu dans le corps principal, à une extrémité de chaque organe de coupe située en avant de l'organe de coupe dans la direction de rotation primaire. Le corps principal comporte un système de lubrification qui comprend un réservoir de lubrifiant sous pression. La tige de forage met sous pression le réservoir et maintient la présence de lubrifiant dans toutes les parties du palier, en compensant également les fuites. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en perspective d'un trépan rotatif suivant l'invention. La figure 2 est une vue de dessous du trépan rotatif de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe axiale faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue an coupe faite suivant la ligne 5-5 de la figure 3, les flèches indiquant une direction de rotation primaire. La figure 6 est une vue en élévation schématique d'un organe de coupe suivant l'invention, les flèches indinuant une direction de rotation primaire et une direction de rotation secondaire d'un organe de coupe du trépan rotatif représenté sur la figure 1. La ça que 7 est une vue en perspective éclatée d'un organe de coupe suivant l'invention, cette vue montrant tin ensemble d'un palier et un système de lubrification partiel lement en coupe. Les figures 8-11 sont des vues en perspective de variantes d'exdoution des êlman.ts de coupe disposés sur l'organe de coupe du trépan rotatif de la figure 1. La figure 12 est une vue de dessous d'une variante d'exécution du trépan rotatif comportant trois organes de coupe. La figure 13 est une vue en élévation, partiellement en coupe lonqitudinale, d'une variante d'exécution d'un trépan N noyau. La figure 14 est une vue de dessous du trépan à noyau représenté sur la figure 13. Un trépan rotatif 10. utilisable plus particulièrement dans un mode de coupe à "tramée", est représenté sur. les figuras 1 .d 5. Le trépan rotatif 10 (figures 1,2,3) comporte un corps principal 12 pourvu d'un raccord fileté 14 et d'une portion cylindrique 15, faisant partie intégrante du raccord et s'étendant vers le bas à partir du raccord 14. Un diamètre ou calibra 'd'un forage de puits 13 dans un terrain est établi par la rotation du trépan rotatif 10 autour d'un axe longitudinal de rotation 17, dans une direction de rotation primaire indiquée par la flèche 19. De la manière habituelle des tronçon de tiges de forage (non représentées particulièrement) sont reliés les uns aux autres afin de constituer un train de tiges de forage, lequel est relié par vissage au trépan rotatif 10, par l'intermédiaire du raccord fileté 14.Un passage 16 pour le fluide de forage s'étend à travers l'axe de rotation primaire 17 jusqu'à une ouverture interne 19 prévue dans le corps principal 12. Le passage 16 se termine par une buse l1 d'injection de fluide de forage (figure 3) dans l'ouverture interne 18. De la manière habituelle le trépan rotatif 10 est relié au train de tiges de forage, N son extrémité où se trouve le raccord 14, ce train de tiges de forage venant en butée contre une sur face de butée 2n du corps principal 12, afin de définir une liaison rigide étanche au fluide. Le train de tiges de forage et le trépan rotatif qui en est solidaire sont an t rainés en rotation autour de l'axe de rotation primaire lT, dans la direction de rotation primaire indiquée par les floches 19-(fiqures 2,5,6).Le fluide de forage est pompé vers le bas N travers la train de tiges de forage, N travers le passage 16 pour le fluide de forage, et il sort par la buse -ll.dans 1'otjvertura -interne 18 du corps principal 12. Le fluide de forage a une certaine viscosité afin de lubrifier l'action de coupe de deux organes de coupe 22 qui seront décrits en détail ci-apros. Le fluide de fora qe transporte également les d-bris de coupe ou la matière en particules détachée de la paroi latérale et du fond du forage du puits 13, pour les ramener à la surface d'une olate-forme de forage non représentée, en une circulation continue du fluide, ainsi qu'il est bien connu dans la tech -nique. Le corps principal 12 est accouplé en rotation, dans l'ouverture -interne 18, avec deux organes de coupe 22, bien ane des organes de coupe additionnels puissent être ajoutés. Chaque organe de coupe 22 comporte une pluralité d'éléments ou dents de coupe 24 (figures 8-11) formés -sur des cannelures 25 alignées an rangées hélicoïdales s1 étendant sui vant la longueur de l'organe de coupe. Les rangées helicoi- dales de cannelures 25 sont alignes, suivant la longueur de l'organe de coupe 22, de manière 9 impartir un mouvement de rotation secondaire, indiqué par la flèche 21 sur la figure 6, aux organes de coupes 22 tandis que ces organes de coupes 22 suivant le mouvement de rotation primaire imparti par le train de tiges de forage rotatif et le corps principal 12. T1 rdsulte de la configuration et de l'orientation du corps de coupa .12 et des éléments -de coupe 24 qu'unie coupe ou un cisaillement par abrasion se produit à ltendroit-de la paroi latérale et du fond du forage du puits 13. Ce forage 13 est également calibré par les rotations primaire et secondaire des organes de coupe 22 (figure 3). Le corps principal 22 comporte le raccord fileté 14. Ce raccord fileté 14 a une forme général tronconique autour de l'axe 17 du trépan rotatif 10 et du train de tiges de forage. Le passage 16 pour le fluide de forage est formé au centre du raccord filet 14 et sur toute la longueur de celui-ci, en établissant une communication à partir de l'intrieur du train de tiges de forage tubulaires jusqu': l'ouverture interne 18 dans le corps principal 12, en se terminant par la buse 11. La surface de butée 20 fait partie intégrante du raccord 14 et elle s'étend h une distance relativement courte de ce raccord 14 dans un plan perpendiculaire à l'axe 17. Cette surface de butée 20 est en contact avec le train de tiges de forage et forme une liaison parfaitement étanche dans le sens circonférantiel vis-à-vis du fluide. Une surface chanfreinée 27 s t étend N partir de la surface de butée 20, en définissant une arête avec cette surface de butée 20. La portion cylindrique 15, qui est défini par quatre doigts supports allongés intégraux 28a,29b,28e,28d (figure 2), s'étend vers le bas N partir de l'extrémité de la surface chanfreinée 27. Les doigts 29a,b,e,d, sont parallèles N l'axe 17.La portion cylindrique 15 comporte un certain nombre de bandes stabilisatrice 30 (figure 1) formée sur une surface externe, ces bandes étant en un matériau abrasif de composition connue, afin de contribuer au calibrage du forage du puits 13. Entre les deux doigts 28a,28b est monté l'un des organes de coupe tandis que le second organe de coupe 22 est monté entre les deux autres doigts 28e et 28d. Une paire d'ouvertures arquées 32 du corps de coupe (figures 1 et 2), sont définies d'une part entre les doigts 28a et 28b et d'autre part entre les doigts 28c et 28d. Un orifice 34 de sortie du fluide de forage, (galement de forme arquée, est formé dans le corps principal 12 entre les deux doigts 28b et 29c et entre les deux doigts 28d et 28a. Les orifices 34 de sortie du fluide de forage sont relativement plus petits que les ouvertures 32 du corps de coupe. Un circuit d'dcoulement du fluide en retour pour le fluide de forage éjecté à travers la buse il est défini par des fentes ou rainures allonges 35 et 36 formes dans le corps principal 12 entre chaque paire de doigts adjacents 2qs,b,c,d. Des fentes plus courtes 36 établissent une communidation pour le fluide entre chaque ouverture 32 du corps de coupe et le circuit d'dcoulement en retour du fluide de forage, respectivement entre les doigts adjacents 28a et 28b et entre les doigts 28c et 28d.Les rainures plus longues 35 établissent une communication pour le fluide entre les orifices de sortie d fluide 4 34 et le circuit de retour du fluide pour la fluide de forage respectivement entre les doigts adjacents 25b et 28c d'une part et entre les doigts 28d et 2Ra d'autre part. Le circuit de retour du fluide pour le fluide de forage est défini par l'espace annulaire compris entre la paroi latérale du forage du puits 13 et la sur face externe du train de tiges de forage. Chacun des doigts 28 a, comme on peut le voir sur les figures 2 et 5, une section droite de forme générale triangulaire. Chaque doiqt 2B est percé d'un alésage 37 (figure 5) pour pouvoir recevoir un arbre 39 d'un organe de coupe, chaque arbre 39 supportant à rotation un organe de coupe 32 comme il sera décrit ci-après. Une ouverture creuse de forme générale cylindrique et allongée, définissant un réservoir de lubrifiant 40 s'étend longitudinalement sensiblement sur la longueur des doigts 28b et 28d, et elle fait partie du système de lubrificaiton qui sera décrit par la suite (figures 4 et 7). A l'extrémité inférieure de chaque doigt 28 est formé un tranchant ou arête de coupe 46. Une surface chanfreinée s'étend vers l'intérieur à partir de l'extérieur ou de la périphérie de la portion cylindrique 15 du corps principal afin de définir l'arête de coupe 46. Cette arête de coupe ou tranchant 46 contribue au calibrage du forage du puits 13. En ce qui concerne le calibrage du forage le trépan rotatif 10 suivant l'invention ne repose pas totalement sur l'action de coupe des éléments de coupe d'une ran née d'un trépan rotatif conventionnel du type à cône non décas^. Au contraire les éléments de coupe 24, conjointement avec le tranchant ou l'arête de coupe 36, contribuent au calibrage du forage 13. Comme on pe-ut le voir sur la figure 2, le corps principal 12 et les doigts 28 qui en font partie intégrante, déterminent quatre angles d'un carré à la partie inférieure du trépan rotatif 10. Une paire de positions ou points supports extrêmes 4.8 (figures 4 et 5) existent -respectivement aux deux extrémités de chacun des organes de coupe 22, à l'endroit ou chacun des arbres 39 des organes de coupe est fixé aux doigts 28 par soudage ou tout autre moyen. Les positions supports extrêmes 48 pour chaque organe de coupe 22 sont équidistantes de l'axe-17.En outre un axe de rotation longitudinal 50 s'étend longitudinalement par rapport a chaque organe de coupe 22, en définissant un axe de rvolu- tion, et il est perpendiculaire N- une ligne radiale s'étend dant à partir de l'axe 17. Dans le cadre de cette description l'orientation des organes de coupe 22, comme il a été décrit ci-dessus, est défini comme étant totalement décalée par rapport à l'axe 17. Chacun des organes de coupe 2? a la m-ême- forme géné- rale d'un.ellipsoide, les extrémités 54 de chaque organe de coupe 22 étant tronquées. L'orientation des cannelures 25 diffère d'un organede coupe aux organes de coupe 22 sui- vants. Chaque organe de coupe 22 est percé d'un alésage longitudinal 51 s'étendant le long de l'axe de rotation son. Cet alésage 51 reçoit l'arbre 39 de l'organe de coupe. Une surface externe 53 (figure 7) de chaque organe de coupe en forme d'ellipsolde est légèrement en saillie dans se partie mddiane 55, sur la longueur, entre les deux extrémités 54. La portion médiane 55-de l'organe de coupe. est 11emplacement où a lieu la plus grande partie de la coupe ou de abrasion du terrain. Les éléments ou dents de coupe 24 et les cannelures 25 sont formés sur la surface externe 53 de l'organe de coupe 22. Ainsi qu'il est représenté, les cannelures en saillie ont une section droite généralement rectangulaire et elles font saillie au-dessus de la surface 5 pour supporter les éléments de coupe 24. Les cannelures 25 sont disposées suivant des rangées parallèles.Les éléments de coupe par abrasion 24 viennent en contact avec le terrain et le découpe lors du mouvement circulaire de cisaillement ou d'abrasion défini par la rotation primaire du train de tiges de forage et du trépan rotatif 1R, suivant la flèche 19 autour de l'axe 17, et au cours du mouvement circulaire ou de rotation secondaire, par suite de l'orientation des cannelures 25 des éléments de coupe 24, le long de la flèche 21, autour de l'axe 5n. Chaque rangée d'éléments de coupe 24 est orientée par rapport à une ligne imaginaire 52 (figure 6) perpendiculaire aux deux extrémités 54. Cette ligne 52 coincide avec une cannelure quelconque 25 à une extrémité de la cannelure qui se trouve en avant de l'organe de coupe 22 dans la direction du mouvement de rotation primaire indiqué par la floche 19. La cannelure donnée 25 forme un angle avec la ligne 52, cet angle variant continuellement sur la longueur de la cannelure 25. Tandis que le trépan rotatif lu tourne dans la direction primaire, la cannelure 25 se trouve à une distance, perpendiculairement à la ligne 52, finie et croissant constamment. Cette cannelure agit comme le fe -raient des filets à très grand pas afin de faire tourner l'organe de coupe 22 dans la direction de rotation secon daire. Les éléments de coupe par abrasion 24 sont de préférence du type diamant synthétique ou naturel. Des éléments de coupe en diamant sont très abrasifs et très résistants à l'usure lors d'une opération de coupe par cisaillement ou abrasion. Un exemple d'un élément de coupe an diamant synthétique bien connu est décrit dans le brevet US 4 155 329. Des éléments de coupe synthétiques sont vendus dans le commerce par la Société General Electric Coupa'y sous le nom "STRATA.PAX". Les éléments de coupe 24 peuvent être également des inserts en carbure de tungstène ou des dents métalliques faisant partie intégrante de l'organe de coupe et durcie par divers procédés métallurgiques bien connus. Comme on peut le voir sur-la figure 1, ]es éléments de coupe 24a sont des diamants, naturels ou synthétiques, noyés dans les cannelures 25 a, ces cannelures faisan t partie intégrale de l'organe de coupe 22a. Ce type d'élément de coupe est utilisé au mieux pour découper une formation dure ou une formation cassée. Chaque organe de coupe, quel que soit l'élément de coupe 24 utilisé, comporte un nomhre dif-férents de cannelure 25 pour éliminer le phénomène de "suivi". Le nombre des rangées de cannelures 25 sur un organe de coupe 22 donné diffère toujours du nombre des rangées de l'autre organe de coupe 22, le résultat final étant qu'il n'y a aucune possibilité de développement d'un trajet ou d'une "piste". Sur la figure 9 l'organe de coupe 22 comporte des éléments de coupe 24b en diamant naturel, en diamant polyscristallin ou en diamant carbonado. gual que soit la matériau utilisé, il est moulé dans les cannelures 25b. Cette forme d'exécution de l'élément de coupe est utilisée pour une longue durée de service lors de la coupe de formations talures. Sur la figure 10 l'organe de coupe 22c comporte des éléments de coupe 24c réalisés par un disque stratifié polycristallin. Les éléments 24c ont la forme d'un disque tronque. On peut utiliser, pour leur fixation, soit une brasure à l'argent dans les cannelures 25c, soit un moulage d'une matrice résistant à l'érosion. Cette forme d'exécution convient pour la coupe de sables bitumineux et d'autres formations rocheuses ayant des pro prié tés de glissement, a-lors que d'autres éléments de coupe pourraient glisser sur la sur face du terrain. Sur la figure 11 l'organe de coupe 22d a des éléments de coupe 24d en oxyde d'aluminium, carbure de tunqstène ou nitrure de bord cubique (borizon). Ces éléments sont avantageusement utilisée avec des formations tendres non abrasives talles que schiste tendra, le calcaire et le charbon. Comme on peut le voir sur la figure 7, les cannelures 25 des éléments de coupe 2 4 sur ltorgane de coupe 2 2 s'étendent en hélice sur la longueur de l'organe de coupe 22, entre les extrémités 54. Sur un organe de coupe 22 don nd, les cannelures 25 des éléments de coupe 24 sont essentiellement parallèles les unes aux autres. Sur l'autre organe de coupe 22, ltorientation des cannelures ou ranges 25 est une image spéculaire ou symétrique par rapport à un plan de celle du premier organe de coupe 22.Par conséquent un organe de coupe tourne autour de son axe de rotation 50 dans une direction déterminée tandis que l'autre organe de coupe 22 tourne dans la direction opposée autour de son axe de rotation 50, ces rotations étant indiquées par les flèches 21 sur les figures 2 et 3. Cette orientation contribue à empêcher que les mouvements de rotation secondaire des organes de coupe 22, qui leur est imposé par les cannelures 25 des éléments de coupe 24, ne se suivent sur la même piste et elle permet également d'obtenir une action de cisaillement accrue tandis que chaque organe de coupe 22 suit l'autre dans la direction de rotation primaire indiquée par la flèche 19. A chaque extrémité 54 des organes de coupe 22 est formé un trou fraisé 57. Une extrémité 54 reçoit un palier axial 59 comme on peut le voir sur la figure 5. L'autre extrémité 54 reçoit, dans le trou fraisé 57, un joint d'é tanchéité 56 et une rondelle de poussée 58. Le palier axial 59 comprend un joint détanchéité en caoutchouc tout autour de sa circonférence et il est monté à l'extrémité 54 qui est en avant de l'organe de coupe 22 dans la direction derotation primaire.Le palier axial 59, le joint d'étanchéité 56, la rondelle 58, l'arbre 39 de l'organe de coupe et un roulement à rouleaux 60 constituent un ensemble de palier qui sera décrit plus loin, à la fois pour le mouvement de rotation primaire de l'organe de coupe 22 contre le palier axial 59, et pour le mouvement de rotation secondaire autour de l'arbre 39 de l'organe de coupe (figure 7). Iln espace existe entre l'arbre 39 de l'organe de coupe et la surface de l'alésage 51 de l'organe de coupe 22, espace dans lequel sont logés les roulements à rouleaux 60. Ces roulements à rouleaux 60 sont représentes comme étant constitues par des tiges allongées du type aiguille, bien que l'on puisse également employé un roulement à rouleaux du type tourillon. Le roulement à rouleaux 60 s'étend sensi blement sur la lonqueur de l'organe dé coupe 22, entre les trous fraisés 57. Le palier axial 59, le joint détanchéité 56 et la rondelle 58 rendent étanches les extrémités 54 des organes de coupe 22, à l'endroit du trou fraisé 57, contre toute perte de lubrifiant. Le palier axial 59, le joint détanchéi- té 56 et la rondelle '58 maintiennent également les roulements à rouleaux 6n en place par rapport à l'organe de coupe. Le système de lubrification des organes de coupes 22 est mieux représenté sur les figures 4 et 7. Le réservoir de lubrifiant 40 est relié, par l'intermédiaire d'un passage de lubrifiant 41 d'un diamètre relativement petit, à l'arbre 39 de l'organe de coupa, cet arbre 39 étant.Pogé dans l'alésa- go 37 et fixé fermement aux doigts 28. Un orifice de rem- plissage 43 pour chaque réservoir de lubrifiant 40 est formé dans le corps principal 12, Nt travers la surface de butée 20 et la surface chanfréinée 27. Un organe de fermeture approprié, tel qu'un bouchon fileté 44, e-st utilisé pour être vissé sur le réservoir à l'endroit de l'orifice 43, afin. d'obturer cet orifice. Le bouchon 44 présente une fente d'engagement d'un tournevis pour l'enlèvement du bouchon. Chaque bouchon comporte un trou percé à travers lui pour permettre l'entrée de fluide de forage dans le réservoir 40. Un piston flottant cylindrique 49 peut coulisser dans le réservoir de fluide 40. La surface inférieure du piston 49 applique au lubrifiant une pression statique proportionnelle au poid du fluid de forage ou de la boue sur le piston 49 (figure 7).Un joint d'étanchéité en caoutchouc s'étendant autour de la circonférence du piston 49 empêche nue la houe ne contamine le lubrifiant. L'extrémité de chaque arbre 39 d'un organe de coupe est relise rigidement, à l'endroit de points supports 48 dans l'alésage 37 des doigts 25, au corps principal 12. Une gorge d'entrée de lubrifiant 63 est formée dans l'arbre 39 an étant adjacente au point support 48 se trouvant à l'ex- trdmité de l'arbre proche du palier axial 59 (figure 4), cette gorge 63 étant en communication avec le réservoir de lubrifiant 40 dans liintermddiaire du passage 41. Un orifice d'entrée 65 formé dans l'arbre 39 permet au fluide provenant du passage de lubrifiant al i de passer dans un réservoir d'alimentation longitudinal et central 66 formé le long d'une partie de la longueur de chaque arbre 39 d'un organe de coupe.Chaque réservoir d'alimentation longitudinal 66 maintient un niveau complet de lubrifiant qui résulte de la pression exercée en permanence par le piston 49-sur le 'lu- brifiant contenu dans le réservoir de lubrifiant 40, comme il a été indiqué précédemment. Un orifiice de sortie transversal 67 s'étend à partir du-réservoir d'alimentation lon- gitudinal 66 de l'arbre 39 de l'organe de coupa, jusqu'à la surface de l'arbore 39 en un point généralement central par rapport à la position du roulement à rouleaux 60.C'est à travers ce second trou d'al-imentation 67 que le roulement N rouleaux 6n, le palier axial 59 et la rondelle de poussée 58 sont lubrifiés. Pour résumer le fonctionnement du trépan rotatif h traînée ln, on peut voir qu'un mouvement de rotation primai- re ou circonférentiel autour de l'axe 17 est imparti par le train de tiges de forage rotatif et le trépan rotatif 10, afin de déplacer les organes de coupe 22 totalement décales -le long de leurs axes de rotation, comme il est indiqué par la flèche 19. Un premier mode d'opération par abrasion est appliqué sur la longueur de chaque organe de coupe 22 par les cannelures 25 d'éléments de coupe 24 formés sur la sur face externe 53 de chacun des organes de coupe 22, ces can nelures recoupant iongitudinalement le terrain.On emploie la position totalement décalée dans laquelle les axes de rotation 5n des organes de coupe 22 se trouvent être per pendiculairas à l'axe longitudinal 17 du train de tiges de forage et du trépan rotatif 10 et chaque point support 48 d'un organe de coupe donné 22 est équidistant de l'axe 17 du trépan rotatif. Il n second mode d'opération par abrasion contribue N calibrer le forage 13 comme on peut le voir sur la figure 3. En effet il résulte de la forme hélicoïdale ou en filets des cannelures 25 des éléments de coupe 24 que se produit un mouvement de rotation secondaire ou radial par rapport à l'axe 17, induit par la rotation primaire de chaque organe de coupe 22, et ce autour de 1 axe de rotation 50 de 1' orga- ne de coupe 22. Tandis que les organes de coupe tournent, les élements de coupe sont amenés périodiquement an contact avec le terrain et hors de contact avec celui-ci.Lorsque les organes de coupe 22 tournent avec le mouvement de rotation secondaire, les cannelures 25 recoupent latéralement le terrains fslon seulement le forage 13 est calibré dans le second mode à abrasion mais du matériau additionnel est enlevé par abrasion à partir de la. paroi latérale, et du fond du forage tandis que chaque élément de coupe 24 effectue sa rotation complète autour de l'axe de rotation 50. Les cannelures 25 sur les deux organes de coupe 22 sont des images spéculaires les unes des au t ras si bien que chaque organe de coupe tourne autour de son axe 50 dans le sens opposé à celui de l'autre organe de coupe 22. La buse il nettoie les éléments de coupe 24 tandis qu'ils passent sous cette buse et avant qu'ils ne reviennent en contact avec le terrain. Les fluides de forage sortent du fond du forage 13 à travers les rainures 35 et 36, en entraînant avec eux les débris d coupe provenant du forage 13. Le fluide de forage est ramené à la surface pour être recyclé et réutilisé. Dans la variante d'exécution de l'invention repré entée sur la figure 12, sur laquelle les éléments s im i lai- res sont affectés de suffixes "prime", trois organes de coupe 72' sont représentés. Pour le reste la structure de la figure 12 est la même que celle décrite précédemment. Dans la variante d'exécution de l'invention reprd- sentée sur les figures 13 et 14, sur lesquelles les élé- ments similaires sont affectes de références avec des suffi x as "double prime, on utilise on utilise un trépan à noyaux 70. Un corps 72 du trépan à noyaux 70 a une forme tubulaire allonnée avec une extrémité taraudée intérieurement 73 laquelle est reliée à un train de tiges de forage non représenté. A l'extrémité de coupe du trépan 70 sont mon tés quatre organes de coupe 22". L'extrémité de coupe 74 du corps 72 est évasée vers l'extérieur afin d'être reliée aux organes de coupe 22", an permettant la rotation de ceux-ci, de la manière précédemment décrite. Un noyau 75 a un diamètre défini par les distances comprises entre les bords de coupe situés le plus N l'intérieur des organes de coupe 22". Une variante d'exé- caution dtun organe de coupe 76 est représentée comme comportant un évidement arqué 77 tout autour de la périphérie de la partie médiane 55". D'après la description qui précède on peut voir que le trépan rotatif comprend des moyens pour déplacer pério- diquement chaque élément de coupe par abrasion de manière à l'amener en contact avec le terrain et à l'an écarter,pen riant la rotation primaire du trépan rotatif en contact avec le terrain, ce mouvement périodique engendrant en outre à la fois une composante radiale et une composante circonféren- tielle d'un mouvement d' abrasion pour chaque élément de coupe lorsqu'il est en contact avec le terrain, la composante circonférentielle étant plus grande que le composante radiale. 8EVENDTCATTONS i.- Trépan de forage rotatif pour effectuer des forages dans des terrains, comportant un corps principal et au moins un organe de coupe monté à rotation, à chacune de ses extrémités, sur le corps principal, dans une position de support extrême, caractérisé en. ce que l'organe de coupe cri2) A un axe de rotation perpendiculaire à 1'axe longitudi pal (17) du trépan rotatif, les positions de support extrê mes sont équidistantes de l'axe longitudinal(l7), l'organe de coupe (22) a une forme générale ellipsoidale avec des rangées parallèles (25) d'éléments de coupé (24) formés sur une sur face externe de ce corps, l'organe de coupe (22) agissant dans un .premier mode d'opération par abrasion dans lequel l'organe de coupe (22) est déplacé, le long de son axe-de rotation, autour de l'axe (L7) du trépan rotatif, afin d'éroder le terrain, et dans un second mode d'opération par abrasion dans lequel les rangées (25):,donnent une rota tion aux organes de coupe (22) autour de leurs axes de rota tion respectifs (50), afin d'éroder les parois et le fond du terrain traversé. 2.- Trépan de forage rotatif suivant la revendica 'tion 1 caractérisé en ce que l'organe de' coupe (22) com porte un alésage dans lequel est monté un roulement à rou leaux (6n) et un palier axial (59) monté à l'extrémité de l'organe de Coupa (22) qui est en avant de celui-ci lors de son mouvement autour de l'axe (17) du trépan rotatif, ce roulement à rouleaux (60) étant disposé entre l'alésage (51) de l'organe de coupe (22) et un arbre (39) de L'organe de -coupe (22), cet arbre (39) étant fixé ay corps cor Ps principal (12). 3.- Trép-an de forage rotatif suivant la revendica tion 2 caractérisé en ce que le corps principal (12) com porte un réservoir de lubrifiant (40) formé dans ce corps et des moyens pour appliquer une pression au lubrifiant, lrar- bre (39) de l'organe de coupe (22) présentant un passage formé le long d'une partie de sa longueur et qui communique avec le réservoir de lubrifiant (40), l'arbre (39) de l'or gane de coupe (22) comportant un orifice (67) communiquant avec le roulement à roleaux (hn) et et avec le palier axial (59) pour permettre la passage du lubrifiant à partir du réservoir de lubrifiant (40), à travers l'arbre (39) de l'o-rgane de coupe (22), jusqu'au roulement à rouleaux (6n) et au palier axial (59). 4.- -Trépan de forage rotatif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'arbre (39) de l'organe de coupe (22). comporte une qorge (63) pour le lubrifiant et un orifice d'entrée de lubrifiant (65) communiquant-avec le réservoir de lubrifiant (4n) pour établir une communication avec le passage ménagé dans l'arbree (39'). 5.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens pour appliquer la pression au réservoir de lubrifiant (40) comportent un alésage allongé parallèle à l'axe (17) du trépan rotatif et définissant le réservoir (40), cet alésage ayant un orifice (43) dans la surface supérieure du corps principal (12), l'alésage du réservoir (40) contenant un piston (49) coulissant le long de cet alésage en pressant- le lubrifiant par sa surface inférieure, et un bouchon (44) relié au corps prin cipal (12)- dans l'alésage, ce bouchon (44) étant percé de part en part d'un trou (47) permettant au fluide de forage d'appliquer une pression au piston (49). 6.- Trépan de forage rotatif suivant la re:vendica- tion 1 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24) de l'organe de coupe (22) sont alignés en rangées (25) de telle façon outil en résulte une action de liaison par vis -ou filets dans chaque organe de coupe (22), la rotation résultante de l'organe de coupe (22) agissant contre un fond du forage du puits et également contre une paroi latérale de ce forage, afin de calibrer- ce forage. 7.- Trépan de forage. r-otatif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24) sont mont-és espacés de l'organe de coupe (22) par des cannelures intégrales (25) définissant les rangées. 8.Trépan de forage rotatif pour effectuer des forages dans des terrains, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe de coupa' (22) monté à rotation sur un corps principal (12), dans une position opérationnelle fixe, cet organe de coupe (22) ayant des éléments de coupe (24) reliés a des cannelures (25) faisant saillie au-dessus d'une surfa ce externe de 1' organe de coupe (22) en formant des rangées d'une extrémité N l'autre de l'organe de coupe (22), cet organe de coupe (22) pouvant être déplacé dans une direction dc rotation primaire dans laquelle les rangées d'éléments de coupe (24) recoupent et érodent le terrain généralement le long des rangées, et également dans une direction de rotation secondaire induite par la rotation primaire et dans laquelle les rangées (25) recoupent d'une manière générale latéralement et érodent le terrain. 9.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24) sont constitués par des dents en saillie choisies dans le groupe constitué par le diamant naturel, le diamant polycrystallin et le diamant carbonado. ln.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24) sont des dents en saillie choisies dans le groupe constitué par l'oxyde d'aluminium, le carbure de tungstène et le nitrure de bore cubique (borizon). 11.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication R caractérisé en ce que les éléments de coupe sont de petites pastilles de diamant reliées aux cannelures (25). 12.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24c) sont des diamants polycrystallins stratifiés noyés dans les cannelures (25) 13.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que les cannelures (25) ont une épaisseur, dans leur partie médiane, supérieure à l'épais- sur à l'endroit des parties extrêmes. 14.-Trépan de forage rotatif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que chacun des organes de coupe (22) présente un alsag form sur sur sa lonqljeur, pour la réception d'un arbre (59), cet arbre (39) étant relié fixement au corps principal (12! N l'endroit d'une position support extrême et comportant un roulement à rouleaux (60) monté entre l'arbre (39) et l'alésage (51) de l'organe de coupe (22), cet arbre (39) étant en outre entouré d'un palier axial (59) emboîté dans un trou fraisé (57) prévu à une extrémité de l'organe de coupe (22) qui se trouve en avant de cet organe de coup (22) dans la direction de rotation primaire. 15.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 14 caractérisé en ce que le corps principal (12) comporte un réservoir de lubrifiant (4n) pour chaque organe de copte (22), lequel communique avec 1' arbre (39) , cet arbre (39) présentant à l'intérieur des passages pour assurer la communication d'un fluide avec le roulement à rouleaux (6n) et le palier axial (59). 16.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 15 caractérisé en ce que chacun des réservoirs de lubrifiant (40) est formé dans le corps principal (12) N proximité de l'extrémité de chaque prgane de coupe (22) se trouvant en avant, chaque réservoir de lubrifiant (40) communiquant avec l'arbre (39) de l'organe de coupe à travers un passage pour le fluide, chacun de ces passages pour le fluide s'étendant du corps principal (12) et de l'arbre jusqu'à un réservoir d'alimentation allongé s'étendant pratiquement sur la longueur de l'arbre (39) et présentant des orifices transversaux pour laisser passer un lubrifiant en direction des roulements à rouleaux (60) et des paliers axiaux (59). 17.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 16 caractérisé en ce que le réservoir de lubrifiant (4n) comporte des moyens pour forcer le lubrifiant à travers les passages de communication pour un fluide avec le roulement N rouleau (hO) et le palier axial (59). 18.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 17 caractérisé en ce que les moyens pour forcer le lubrifiant comportent un piston (49) coulissant le long du réservoir de lubrifiant (40) en assurant une liaison essentiellement étanche, et un bouchon (44) fixé au corps princi pal (12) et percé d'un trou (47) h travers lui pour permet tre au fluide de forage de passer dans le réservoir (49! et d'agir sur la surface supérieure du piston (49) 19.- Trépan de forage rotatif pour effectuer des forages dans des terrains, comportant un corps principal et au moins un organe de coupe monté à rotation, à chacune de ses extrémités, sur le corps principal, dans une position opérationnelle fixe, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de coupe (24) reliés à l'organe de coupe (22) sur des cannelures (25) espacees les unes des autres sur une surface externe de l'organe de coupe (22), ces cannelures (25) étant généralement parallèles les unes aux autres et à un axe de rotation de l'organe de coupe et s'étendant suivant une ligne formant un angle cha-ngaant continuellement par rapport à une ligne droite horizontale reliant les extrémités de l'organe de coupe (22);;, cet axe. de rotation étant perpendiculaire à un axe longitudinal (17) du trépan rotatif, les positions de support extrêmes entre -l'organe de coupe (22) et le corps principal (12) étant essentiellement équidistantes de l'axe longitudinal (17) du trépan rotatif si bien que la rotation du train de-tiges de forage dans une direction de rotation primaire autour de l'axe longitudinal (17), provoque une rotation de l'organe de coupe (22) dans une direction 'de rotation secondaire autour de son propre axe de rotation, afin d'éroder le ter rain. 2n.- Trépan de forage rotatif suivant la revendica tion 19 caractérisé an ce que l'organe de coupe (22) et le corps principal (12) comportant un roulement à rouleaux (60) et des moyens (40) pour lubrifier ce roulement à rau- lieux (hO). 21.- Trépan de forage rotatif du type à train comportant des éléments de coupe abrasifs pour forer un puits dans un terrain par une action de coupe et de cisail lement du terrain, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens pour déplacer périodiquement chaque élément de coupe (24) par abrasion de manière à l'amener en contact avec le terrain et à l'an dcarter,pendant la rotation primaire du trépan rotatif en contact avec la terrain, ce mouvement périodique engendrant en outre à la fois une composante radiale et une composante circonférentielle d'un mouvement d'abrasion pour chaque élément de coupa (24) lorsqu'il est en contact avec le terrain, la composante circonférentielle étant plus grande que la composante radiale. 22.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 21 caractérisé en ce que les éléments de coupe (24) par abrasion sont montés sur au moins un organe de coupe (22) porté à rotation par un corps principal (12) du trépan rotatif, cet organe de coupe (22) étant entraîné en rotation par suite de la rotation du trépan rotatif. 23.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 22 caractérisé en ce que l'organe de coupe (22) présente des cannelures hélicoldales (25) formes sur une surface extérieure de celui-ci et sur la longueur de chaque organe de coupe (22), - ces cannelures induisant une rotation de l'organe de coupe (22) autour d'un axe de rotation. 24.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 23 caractérisé en ce qu'il comprend deux organes de coupe (22) et les cannelures (25) sur chacun de ces organes de coupe (22) s'enroulent en hélices sur l'un des organes de coupe (22), dans des directions opposées aux directions d'enroulement des cannelurs (25) sur l'autre organe de coupe (22). 25.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 23 caractérisé en ce que il comporte deux organe de coupe (22), chacun de ces organes de coupe ayant un nombre diffêrert de cannelures (25). 26.-Trépan de forage rotatif suivant la revendication 22 caractérisé an ce que chacun des organes de coupe (22) est perpendiculaire à une ligne radiale s'étendant à partir 2'un axe longitudinal (17) du trépan rotatif et il a des supports d' extrémités en rotation le long-d'un axe longitudinal de rotation des organes de coupe (22) , le,s- quels sont chacun équidistants d'un point quelconque sur l'axe (17) du trépan rotatif. 27.- Trépan de forage rotatif suivant la revendication 22 caractérisé en ce que les organes de coupe (22) ont la forme d'un ellipsoTde à extrémité (54) tronquées. 28.- Trépan de forage rotatifdu type à traînée, comportant des élements de coupe par abrasion pour le fora qa d'un terrain par une action de coupe et de cisaillement s exerçant sur le terrain, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe de coupe (22) monté à rotation sur un corps principal (12) du trépan rotatif, cet organe de coupe (22) présentant des cannelures hdlicoldales (25) s'étendant sur la longueur de 1' organe de coupe (22), ces cannelures portant des éléments de coupe (24) par abrasion associées opérationnaîlamant à ces cannelures, ces organes de coupe (22) étant entraînées en rotation pendant une rotation primaire du trépan rotatif en contact avec le terrain, ces cannelures (25) venant en contact avec le terrain afin de déplacer périodiquement l'organe de coupe (22) autour d'un axe de rotation de cet organe de coupe (22), cette rotation primaire et cette rotation périodique engendrant à la fois une composante radiale et une composante circonférentielle d'un mouvement d'abrasion pour chaque élément de coupe (24) tandis outil est en contact avec le terrain, la composante circonférentielle étant plus grande que la composante radiale.