Brevet FR2585405A2 — publié le 19870130

FR 2585405 A2 19870130 FR 8610701 A 19860723 Le brevet principal a pour objet un dispositif tubulaire perdu pour la fermeture de trous de forages destiné à l'injection de fluides appropriés comme par exemple pour l'injection de résine synthétique, principalement pour renforcer les terrains, ce dispositif étant principalement constitué d'un tube de remplissge équipé à son extrémité d'une soupape anti-retour formant sécurité anti-retour, ainsi que d'un élément flexible en matériau élastique entourant le tube de remplissage, placé comme une douille en extrémité et formant un élément étanche, tandis qu'une autre soupape ari ti -retour, disposée eri opposition avec la soupape placée à l'extrémité du tube de remplissage et réglée sur urge tension initiale plus petite est pré vue pour plaquer l'élémergt étanche et que la soupape anti-retour est disposée dans la zone de l'élément étanche entourant le tube de remplissage comme une manchette élastigue entourant au moins une ouverture prévue dans le tube de remplissage. La solution présentée darus le brevet principal se caractérise principalement par le fait que, avec le secours de l'élément d'étanchéité, ure fermeturé du trou de forage est mise en action d'une façon étanche même dans une sec tiori de trou rori définie.Eri ce qui concerne le durcissement de la résine artificielle dans la zone de gonflement, arrêté à ur point souhaité et avec urie augmerstatiorz de volume correspondante, on suppose qu'or tilise toutefois des rdsi- nes durcissant relativement vite c'est-à- dire par exemple en moins d'une demi-minute.La contre-pression due à la solidification rapide à l'intérieur de l'élément d'étanchéite permet une élévation de la pression d'injection jusqu'à la pression totale de la pompe, par exemple jsq'à 300 bars, sar,s qu y ait danger que de la résine artificielle pénètre dans la zone de gonflement de l'élément d'étanché- ité. Le manchon d'étanchéité formant anti-retour et entourant l'ouverture dans le tube de remplissage rie donne pas une protection suffisante contre la destruction éventuelle du mar,chor, d'étanchéité, eri particulier dar,s les trous de forages dont la section est indéfinie, si on utili se pour monter eri pressior urie résine artificielle à durcis- sement lent, par exemple dans un temps de deux heures.Aussi longtemps que la résine à l'intérieur de l'élément d'étanchéité ne durçit pas, la pression dans la zone du manchon r,e suffit pas por présenter, au moment de la montée e pressier, de la pompe por la mise er, oeuvre du procédé d' iri- jectiori proprement dit, une sécurité telle que la résine rie fasse pas irruption dans le joint d'étanchéité avec la plei- rie pression de ta pompe et détruise ce joint. Dans l'extension de l'inevntion suivant le brevet principal, l'invention Si est fixé la tâche de développer or dispositif de fermeture du trou de forage permettant d'assu- rer, eri particulier lors d'utilisation de résine artificielle durcissant lentement, que le joint gonflé à orle pres sio de 60 bars par exemple et plaqué cotre la paroi d tro de forage, rie sera pas détrit et ne sera pas non plus emporté par l'élévation ultérieure de pression. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'ouverture à l'intérieur du tube de remplissage est prévue avec une soupape suplémentaire. Suivant une première forme d'exécution de l'inven tiori il est apparu particulièrement avantageux de faire eri sorte que ta soupape formant limiteur de pression soit pré- vue avec or piston différentiel qui est disposé au bout du corps de soupape pénétrant dans le tube de remplissage tan- dis que des ouvertures traversantes sont prévues dans le corps de soupape, au dessous de ta pls petite surface du piston . Eri outre il s'est révélé avantageux que le piston différentiel soit fabriqué eri matériau cisaillable ou dé fo r- mable, par exemple eri plastique ou métal. L'inveritior, repose, eri utilisant, pour te piston différentiel, uri matériau cisaitlable ou déformable, sur le fait que celui-ci, aspiré à l'intérieur du corps de soupape par urie certaine élévation de pression, se coupe ou se déforme au contact des arête préves por cela et obstrue d'une façon sûre l'écoulement dans le joint détanchéité. Dans le cadre de l'invention, on peut envisager de visser dans l'ouverture faite dans le tube de remplissage, des soupapes anti-retour d'autre conception, par exemple des soupapes ar,ti-reto.r commandées par ressort. Le progrès technique de de l'invention doit être vu et ce que, lors de l'utilisation de résines artificielles à durcissement relativement lent,d'une part on empêche la destruction de l'élément d'étanchéité et d'autre part ou ne limite pas le déroulement continu de l'opération. Or décrira ci-après,à titre d'exemple rori limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est urie vue er coupe axiale d1uri dispositif de fermeture d'un trou de forage. a figure 2 est urie vue en coupe faite suivant la tigre A-B de la figure 1. Le dispositif de fermeture du trou de forage soit varit la figure I consiste essentiellement en uri tube de remplissage 1 prévu avec des filetages 13,14 pour fixer des douilles 11,12 formant manchon. Les douilles 11,12 sont vissées eri opposition sr le tube de remplissage l de telle façon qu'elle fixent, à la façon d'une capsule, un joint d'étanchéité 2, formant flexible et réalisé eri matériau élastique, par exemple eri caoutchouc.Pour le renforcer, le joint d'étanchéité 2, peut être prévu avec un grillage de renfort, par exemple eri métal ou en tissu. Le joint d' é tari- chéité 2 est indépendant de la soupape 5 placée à l'extrd- mité du dispositif de fermeture, chargée d'assurer la sécu- ri té du reflux et constituée d'un ressort 6 et d'rie bille 7, et disposée sur le tube de remplissage 1 ou sur Irn élé ment du tube de remplissage 1 à l'endroit souhaité du trou de forage. La soupape 5 pet aussi être formée d'un chapeau de protection 38 avec une plaque d'explosion adaptée 39. Dans le tube de remplissage 1 et spécialement dans la zone du joint d'étanchéité 2 est disposée une soupape anti-retour 8 qui consiste er, au moir,s ure ouverture Q dans le tube de remplissage 1 et un manchon 10, eri matériau souple, entou- rarit le tube 1 et l'ouverture 9. Les douilles 11 et 12 présentent, er fonction de la longueur du joint d'étanchéité 2, un écartement fixe l'une par rapport à 1' autre. La hauteur des douilles 11 et 12 fixant , comme une capsule, l'élément d'étanchéité 2, sert à t, emmagasinage de l'élément 2 . L'élément d'étanchéité 2 se retire des doilles 11,12 au moment d gonflement jusqu'à ce que la section non définie du trou forage, c'est-àdire la paroi du trou de forage, offre urie résistance.Pour éviter, sous l'effet du gonflement, une destruction du joint d'étanchéité 2 au bord des douilles 11,12, ces douil- les 11,12 peuvent être au moins partiellement fendues dans leurs longueurs. De cette manière on obtient une certaine souplesse de la paroi des douilles. Simultamément l'espace de gonflement proprement dit est rendu étanche par des jointes 15 formant coins qui se glisserit, sous l'effet de la pression de gonflement croissari te, d a ris la z ôr, e des dozilles 11,12 et ainsi rendent étanche la zone du bord.Le glissement des joints 15, avec effet d'étanchéité correspondant, est produit par les fentes longitudinales des douilles 11,12. A l'intérieur de l'ouverture 9 dans le tube de remplissage 1, au dessous du manchon ln est placée, par exemple vissée, urie soupape auxiliaire 31. Cette soupape 31 fonc- tioririe comme soupape limiteur de pression A l'extrémité du corps de soupape est disposé uri piston différentiel avec deux faces 33 et 34. En dessous de la plus petite face 33, quatre ouvertures traversantes sont pratiquées dans le corps de la soupape.Le piston différentiel 32 est prévu avec tilre rainure circulaire qi correspond à urie arête 36 dans le corps de sopape. Au moment de l'injection d'une résine synthétique à deux composants, la résine avarice d'abord à l'intérieure du tube de remplissage I jusqu'à la soupape 5 située à l'extré- mité. La soupape 5 est préréglée plus haut et, aprés refus, la résine pénètre violemment dans les ouvertures traversantes 35 passant contre le manchon 10 jusque dans l'élément d'étanchéité 2.Lorsqu'une pression prédéterminée est at teirite, par exemple 60 bars, la pression provoque sur la face la plus grande 34 uri découpage ou urie déformation du piston différeritiel 32 réalisé er plastique ou eri métal, de telle sorte que ce piston, par suite du découpage ou de la déformabilité, quitte sa position initiale et est comprimé daris la position inférieure prévue daris le corps de soupape. L'arête circulaire 37 formant tout autour une nouvelle réduction de section, retient le piston différentiel 32 dans cette position de fermeture de telle sorte que, pendant la poursuite du processus d'injection, la résine artificielle rie peut plus surgir dans le volume de gonflement de l'élé- ment d'étanchéité 2. REVENDICATIONS Dispositif tubulaire perdu pour la fermeture de t roua de forages destiné à l'injection de fluides appropriés comme par exemple pour l'injection de résine synthétique, principalement pour reriforcer les terrais, ce dispositif étant principalement coristi tué d'un tube de remplissge équipé à sori extrémité d'une soupape arti-retour formant sécurité anti-retour, ainsi que d'un élément flexible en matériau élastique entourant le tube de remplissage, placé comme ure douille eri extrémité et formant un élément étanche, tandis qu'une autre soupape anti-retour, disposée eri opposition avec la soupape placée à l'extrémité du tube de remplissage et réglée sur urie tension initiale plus petite, est prévue pour plaquer l'élément étanche et que la soupape anti-retour est disposée dans la zone de l'élément étar.che entourant le tube de remplissage comme une manchette élastique entourant au moiris une ouverture prévue dans le tube de remplissage, caractérisé eri ce qe l'ouverture (9) à l'intérieur du tube de remplissage (1) est prévue avec urie soupape suplémentaire (31). 2.- Dispositif de fermeture de tros de forages suivant la revendication 1, caractérisé e ce que la soupape formant limiteur de pression est prévue avec un piston dif féreritiel (32) qui est disposé au bout du corps de soupape pénétrant dans le tube de remplissage (1) tandis que des ouvertures traversantes (35) sont prévues des le corps de soupape, au-dessous de la plus petite sur face du pis t cri (33). 3.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le piston différentiel est fabriqué en matériau cisaillable ou dé for- mable, par exemple ers plastique ou métal. 4.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de soupape est prévu, à l'intérieur de la section recevant le piston différentiel (32), avec une arête circulaire (36) réduisant la section 5.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivant la revendication 2, caractérisé eri ce q u e le corps de soupape est prévu, au-dessous des ouvertures traverssan- tes (35), avec urie autre arête (37) réduisant la sectior,. 6.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivart la revendication 2, caractérisé eri ce que dans le corps de soupape, quatre ouvertures traversartes (35) sont prévues au-dessous de la petite surface (33) du piston dif féreritiel (32). 7.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivant la revendication 1, caractérisé eri ce que la soupape supplémentaire (31) forme soupape anti-retour commandée par ressort. 8.- Dispositif de fermeture de trous de forages suivant la revendication 1, caractérisé eri ce qu'il comporte des joints (15) formant coi ris, entourant le tube de remplissage (1) et pouvant glisser dans les douilles (11,12) sous l'élément d'étanchéité (2).