Brevet FR2598459A1 — publié le 19871113

La présente invention concerne une structure de corps pour une machine de forage, comprenant un corps à installer sur un dispositif de déplacement d'un équipement de forage, des couvercles d'extrémité fermant des extrémités 5 opposées du corps, un dispositif de percussion monté dans le corps et un dispositif d'entraînement en rotation placé sur un prolongement axial du dispositif de percussion de façon à faire tourner un embout, ledit corps comprenant des carters pour le dispositif de percussion et le dispositif 10 d'entraînement en rotation. Dans des machines hydrauliques de forage par percussion classiques, un dispositif de percussion monté dans le corps est destiné à exercer des chocs axiaux directs et successifs sur un embout destiné à être fixé sur une tige 15 de forage. L'embout est monté de façon à pouvoir tourner et coulisser axialement dans le corps au moyen d'un manchon de rotation qui est accouplé avec un mécanisme d'entraînement en rotation supporté par le corps. Le couvercle frontal du corps est pourvu de moyens de montage et de support de 20 l'embout. Dans des machines de forage de roche connues, le corps comprend deux ou plus de deux parties séparées qui sont respectivement pourvues d'un carter pour le dispositif de percussion, d'un carter pour le dispositif de 25 rotation, d'un carter pour le manchon de rotation, etc. Les différentes parties du corps sont accouplées axialement l'une après l'autre au moyen de tirants de grande longueur de façon à former une unité stationnaire, et les extrémités du corps ainsi obtenu sont fermées par des couvercles. 30 Cependant,une structure de corps formée de parties séparées présente plusieurs inconvénients importants. Toutes les parties intérieures appartenant à la machine de forage ne peuvent pas être remplacées sans enlever les tirants assurant la liaison des parties du corps, du fait que 35 le corps doit être démonté pour le remplacement. Le démontage du corps nécessite à son tour que la machine de forage soit d'abord détachée du moyen d'entraînement. Sous l'effet des contraintes créées pendant le processus de forage, les surfaces de liaison entre les parties du corps sont soumises à usure et, pour éviter cette usure, les surfaces de liaison sont pourvues d'une grande étendue, ce qui augmente le poids des parties du corps. Lorsque le corps est formé par assem5 blage de parties séparées, les parties du corps qui sont usinées séparément nécessitent une grande précision de fabrication et des parties du corps réalisées en acier doivent être trempées par traitement thermique et meulées. Le desserrage ou la rupture de tirants sous l'effet des contraintes de forage introduit ainsi un risque de dommage. En outre, la liaison d'une structure de corps à l'aide de tirants sur le dispositif d'entraînement de l'équipement de forage nécessite un chariot spécial sur lequel le corps de la machine de forage est fixé,et qui constitue un support 15 additionnel pour le corps assemblé. L'objet de la présente invention est de réaliser une structure de corps pour une machine de forage, ladite structure évitant les inconvénients mentionnés ci-dessus et rendant inutiles des tirants classiques. Ce problème est résolu au moyen d'une structure de corps conforme à l'invention qui est caractérisée en ce que le corps comprenant les carters destinés à recevoir le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation est formé par une pièce de corps unitaire et en ce que les carters pour le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation sont formés dans la pièce de corps d'une manière telle que le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation sont démontables au travers des couvercles d'extrémité correspondants. L'invention est basée sur l'idée que le corps est une pièce monobloc qui est soumise en elle-même à toutes les efforts engendrés par les contraintes de forage et dans laquelle tous les moyens d'actionnement et éléments opérationnels séparés à disposer à l'intérieur du corps 35 peuvent être montés au travers des deux ouvertures extrêmes de la pièce de corps. La pièce de corps monobloc ne nécessite aucun tirantet les couvercles extrêmes peuvent être fixés séparément sur le corps. Par le fait que le corps est de structure unitaire pratiquement sur toute sa longueur, il est suffisamment résistant pour être fixé directement sur la poutre du dispositif d'entraînement de l'équipement de forage au moyen de pièces coulissantes et sans faire intervenir un chariot spécial. Toutes les parties de la machine de forage peuvent être démontées à partir de l'intérieur de la pièce de corps,et peuvent être remplacées sans que la pièce de corps ait à être séparée du dispositif d'entraînement, ce qui rend leb opérations d'entretien et de 10 réparation de la machine de forage plus simples et plus rapides. Puisque la pièce de corps ne comporte aucun tirant et aucune grande surface de liaison, cette pièce de corps est légère et peu coûteuse. Grâce à cette pièce de corps monobloc, les carters nécessaires peuvent être aisément 15 usinés de manière à être concentriques avec une grande précision. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en 20 référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue latérale et en coupe axiale partielle d'une machine, de forage pourvue d'une structure de corps conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue latérale et en coupe axiale partielle 25 d'une pièce de corps. La machine de forage représentée sur le dessin comprend dans l'essentiel une structure de corps 1, un dispositif de percussion 2, un dispositif d'entraînement en rotation 3, un mécanisme d'entrainement en rotation 4 et un 30 embout 5. La structure de corps 1 comprend une pièce de corps monobloc 6 ayant sensiblement la même longueur que la machine de forage, et des couvercles d'extrémité 7, 8 placés aux extrémités opposées de la pièce de corps. La pièce 35 de corps est pourvue d'un carter cylindrique 9 pour le dispositif de percussion, lequel est inséré dans le carter sous forme d'une unique cartouche au travers d'une ouverture 6a prévue à l'extrémité arrière de la pièce de corps. L'extrémi- té arrière est fermée au moyen du couvercle 7, dont les vis de fixation sont désignées par la référence numérique 10. La pièce de corps est pourvue d'un autre carter, 11, qui est coaxial au carter 9 du dispositif de percussion 5 et dans lequel le manchon de rotation 12 est monté de façon tournante. Le manchon de rotation est inséré dans le carter au travers d'une ouverture 6b prévue à l'extrémité avant de la pièce de corps,de façon à s'appuyer contre un épaulement annulaire porteur 14 de la pièce de corps par 10 l'intermédiaire d'un palier axial 13. L'embout 5 est introduit dans le manchon de rotation axialement et de façon coulissante mais sans pouvoir tourner. L'extrémité avant de la pièce de corps est fermée au moyen du couvercle 8, dont les vis de fixation sont désignées par la référence numéri15 que 15. Le carter 11 a un profil étagé de telle sorte que le manchon de rotation et ses surfaces d'appui puissent être montés en place au travers de l'ouverture avant. La pièce de corps est en outre pourvue d'un troisième carter 16 destiné à recevoir le mécanisme d'entraînement en rotation 4, dont un engrenage intermédiai17 est en prise avec le manchon de rotation 12. Le mécanisme d'entraînement en rotation et son engrenage intermédiaire sont montés dans ce carter au travers d'une ouverture 6c formé dans la pièce de corps. Il est à noter que la pièce de corps constitue un ensemble rigide unitaire,qui ne nécessite aucun tirant pour être maintenu assemblé. La pièce de corps peut être montée sur le dispositif d'entraînement de l'équipement de forage sans aucun chariot spécial, du fait que la pièce de 30 corps est monobloc. Dans ce but, la pièce de corps est pourvue de pattes de support 18 au moyen desquelles la machine de forage est fixée sur des pièces coulissantes 20 à l'aide de boulons 19, ledites pièces coulissantes étant déplaçables le long d'une poutre d'entraînement 21. Il est à noter que les composants internes de la pièce de corps peuvent être montés surplace et, si nécessaire, replacés d'une manière simple au travers des ouvertures ménagées dans les extrémités de la pièce de corps, sans avoir à démonter la pièce de corps par rapport au dispositif d'entraînement. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Ainsi il peut être avantageux dans certains cas de former le carter destiné à recevoir le mécanisme d'entraînement en rotation dans un corps séparé 10 qui est fixé sur le côté de la pièce de corps. REVENDICATIONS -1. Structure de corps pour une machine de forage, comprenant: - un corps (6) destiné à être monté sur un dispositif d'entraînement (21) d'un équipement de forage et des couvercles d'extrémité (7, 8) fermant des extrémités opposées (6a, 6b) du corps, et - un dispositif de percussion (2) monté dans le corps et un dispositif d'entraînement en rotation (3) placé sur un 10 prolongement axial du dispositif de percussion pour faire tourner un embout (5), - ledit corps comprenant des carters (9, 11) pour le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation, caractérise en ce que: - le corps (6) comprenant les carters (9, 11) pour le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation est constitué parune pièce de corps unitaire, et - les carters (9, 11) pour le dispositif de percussion et le dispositif d'entraînement en rotation sont formés dans la pièce de corps (6) d'une manière telle que le dispositif de percussion (2) et le dispositif d'entraînement en rotation (3) soient démontables au travers des ouvertures d'extrémité correspondantes(6a,6b), après enlèvement des couverclesassociés (7,8). 2. Structure de corps selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de corps unitaire (6) comprend en outre un carter (16) pour un mécanisme d'entraînement en rotation (4). 3. Structure de corps selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couvercle d'extrémité (8)adjacent au 30 dispositif d'entraînement en rotation (3) est pourvu de paliers pour l'embout (5). 4. Structure de corps selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pièce de corps (6) est pourvue de pattes de support (18) servant à la fixation de 35 la machine de forage sur des éléments coulissants (20) prévus dans le dispositif d'entraînement (21). 5. Structure de corps selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est prévu un épaulement porteur annulaire unitaire (14) dans la pièce de corps (6) entre le carter (9) du dispositif de percussion (2) et le carter (11) du dispositif d'entraînement en rotation (3).