Brevet FR2581417A1 — publié le 19861107

L'invention concerne une tête de perforation rota- tive pour le sondage et/ou la perforation de roches avec un corps de forage comportant des alésages pour fluide de la- vage et, à sa face frontale du côté travail, des cannelures de coupe munies de plaquettes de coupe, les alésages pour fluide de lavage conduisant aux cannelures de coupe lesquel- les comportent des alésages pour le passage du fluide de lavage reliés aux alésages pour fluide de lavage et débou- chant à la surface des cannelures du côté travail. Il existe des têtes de perforation rotative de ce genre dans lesquelles le fluide de lavage sortant assure d'une part le refroidissement des cannelures de coupe ou de leurs plaquettes de coupe et, d'autre part, l'évacuation du menu ou de la poussière de forage qui s'accumule entre la semelle de forage et la face frontale du corps de forage. Toutefois, pour ces têtes de perforation rotative bien connues, l'effet de lavage est souvent insuffisant parce que les orifices de sortie des alésages de passage du fluide de lavage se trouvent respectivement en avant et, en plus, en dessous des plaquettes de coupe, vu dans le sens de la rotation de la tête de forage. Il en résulte souvent, en particulier pour le forage dans du matériau tendre, une obturation des alésages de passage du fluide de lavage et, par conséquent, une réduction presque complète de l'effet de refroidissement et de lavage. Ceci entraîne à son tour une usure prématurée des cannelures de coupe ou de leurs plaquettes (voir US-4 303 136). La situation est analogue dans le cas d'une couronne de sondage bien connue dans laquelle les orifices de sortie des alésages de passage de fluide de lavage sont munis de buses dont les orifices de sortie sont cependant disposés également en avant et en dessous des plaquettes de coupe, vu dans le sens de rota- tion de la couronne de sondage (voir DE-OS 28 21 307). Dans un autre domaine de la technique, à savoir pour les haveuses à pics ou pour les fleurets à taillant, il est connu de faire déboucher les alésages de passage de fluide de lavage derrière les plaquettes de coupe, vu dans le sens du travail, pour obtenir un effet de refroidissement d'une part et un effet de lavage d'autre part. Mais même dans ce cas, les orifices de sortie se trouvent en dessous des plaquettes de coupe (voir Tunnels & Tunnelling, Octobre 1983, p. 52). Ces mesures bien connues n'ont pas eu une influence déterminante sur les problèmes relatifs à l'obturation des conduits de fluide de lavage et à la réduction de l'effet de refroidissement et de lavage qui en résulte pour des têtes de perforation rotative. La présente invention a pour objet de créer une tête de perforation rotative pour le sondage et/ou la perforation de roches du genre précité dans laquelle une obturation des alésages de passage de fluide de lavage ou de leurs orifices de sorties est exclue et qui permet de ce fait d'obtenir toujours un effet de refroidissement et de lavage optimum. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que, dans une tête de perforation rotative de ce genre, les alésages de passage de fluide de lavage débouchent respec- tivement, dans le sens de rotation de la tête de sondage, derrière les plaquettes de coupe, dans la région de l'arête des cannelures de coupe, à la surface des cannelures du côté travail. Ces mesures selon l'invention permettent d'obtenir en quelque sorte un lavage des ailettes sur les arêtes des lames disposées en forme d'ailettes sur les cannelures de coupe. Les orifices de sortie des alésages de passage de fluide de lavage se trouvent alors pratiquement du côté abrité des plaquettes de coupe et donc du menu de forage de telle façon qu'une obturation des alésages de passage de fluide de lavage est impossible. Dans le mode de réalisation selon l'invention, l'effet de lavage et, par conséquent, l'effet de refroidissement se trouvent ainsi optimisés. Il en est de même pour l'effet de refroidissement parce que, pour la tête dce perforation rotative selon l'invention, le fluide de lavage ne sort plus au pied des cannelures de coupe mais dans la région du sommet de ces dernières, à savoir sous la protection des plaquettes de coupe, de telle façon que leurs tranchants sont refroidis directement et que l'évacuation du menu de forage se trouve accélérée. Ce sont là les avantages essentiels obtenus par l'invention. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue de la face frontale d'une tête de perforation rotative selon l'invention. La figure 2 représente partiellement une coupe suivant la ligne A-B de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente une coupe suivant la ligne C-D de l'objet de la figure 1, sans cannelures de coupe. Les figures représentent une tête de perforation rotative 1 pour le sondage et/ou laperforation de roches qui comporte un corps de forage muni d'alésages 2 pour le fluide de lavage et, à la face frontale 3 dirigée vers sa semelle de forage, de cannelures de coupe 4. Les cannelures de coupe 4 sont équipées de plaquettesde coupe 5. Les alésages pour le fluide de lavage 2 partent d'un alésage central 6 et conduisent aux cannelures de coupe 4. Les cannelures de coupe 4 présentent des alésages de passage de fluide de lavage 7 qui sont raccordés aux alésages pour le fluide de lavage 2 et qui débouchent à la face frontale 8 du côté travail. Vus dans le sens de rotation de la tête de perforation 1, les alésages de passage de fluide de lavage 7 sont disposés, de préférence, derrière les plaquettes de coupe 5 et donc en quelque sorte à l'abri desdites plaquettes de coupe et ils débouchent à la surface 8 des cannelures de coupe 4 dirigée vers la semelle de forage. Le corps de forage comporte des logements à fond plein 9 pour la mise en place et la fixation, par exemple la soudure, des canne- lures de coupe 4. Ces logements à fond plein 9 présentent, dans la région du fond, des alésages de raccordement 10 pour les alésages pour le fluide de lavage 2 de telle façon que, dans la région de toutes les cannelures de coupe 4 ou des plaquettes de coupe 5, une sortie parfaite du fluide de lavage est obtenue tout en renonçant à l'emploi d'un matériau d'étanchéité. De plus, il est possible, après comme avant, de faire déboucher au moins un alésage pour fluide de lavage 2 à la surface frontale 3 du corps de forage. REVENDICATIONS 1. Tête de perforation rotative pour le sondage et/ou la perforation de roches avec un corps de forage comportant des alésages pour fluide de lavage et, à sa face frontale du c8té travail, des cannelures de coupe munies de plaquettes de coupe, les alésages pour fluide de lavage conduisant aux cannelures de coupe lesquelles comportent des alésages pour le passage du fluide de lavage reliés aux alésages pour fluide de lavage et débouchant à la surface des cannelures de coupe du côté travail, caractérisée par le fait que, vus dans le sens de rotation de la tête de perforation (l),les alésages pour le passage du fluide de lavage (7) débouchent respectivement derrière les plaquettes de coupe (5), dans la région du sommet des cannelures de coupe (4), à la surface desdites cannelures du côté travail. 2. Tête de perforation rotative selon la revendica- tion 1, dans laquelle le corps de forage présente des logements à fond plein pour la mise en place des cannelures de coupe, caractérisée par le fait que les logements à fond plein (9) présentent, dans la région du fond, des alésages de raccordement (10) pour les alésages pour le fluide de lavage (2).