Brevet FR2619367A1 — publié le 19890217

La presente invention concerne un procédé et un dispositif pour reduire trts fortement le bruit si caractéristique émis par les appareils de forage, notamment par le treuil. I1 s'agit là d'un sifflement aigü se transmettant à grande distance, c'est-à-dire à plus d'un kilomètre, plus desagreable pour l'environnement que les échappements de moteurs et les chocs de matériels tubulaires. Ces derniers bruits ont d'ailleurs ete reduits par des moyens très ordinaires tels que des pots d'échappement adaptés et le capitonnage des planchers de manoeuvre. Pour ce qui est du sifflement des freins, il a ftF envisage d'installer des freins à disque dont certains modèles ont pour avantage de modifier la frequence du bruit et le rendre moins audible. L'adoption du frein à disque peut conduire au changement complet du treuil, ce qui est coûteux. On a aussi envisage de placer l'ensemble de l'installation de forage dans un caisson capitonné et lorsque cela a ete réalisé, la dépense s'est avérée considérable. La presente invention a permis de pallier ces difficultes, en évitant des aménagements coûteux, par la constatation de ce que les treuils sont treks peu bruyants lorsque leur température de fonctionnement est relativement élevée telle que comprise entre 40 et 700 et plus précisément entre 50 et 600. Le sifflement caractéristique, si sensible à basse température, voit son importance se réduire lorsque la température croit, il devient pratiquement inaudible au-dessus de 500, mais il ne faut pas dépasser 700 si l'on veut conserver une efficacité convenable pour le freinage. Dans un procédé, selon l'invention, de régulation de la température des jantes de freins d'un treuil de forage, ordinairement refroidies lors des périodes de freinage intensif, on fait circuler de l'eau à température contrôlée dans le circuit interne des jantes de telle façon que celles-ci soient maintenues à une température comprise entre 400 et 700. De façon préférentielle, on fait circuler l'eau à température contrôlée, dans le circuit interne des jantes de freins, de telle façon que les jantes soient maintenues à une température comprise entre 50 et 600. Un dispositif, selon l'invention, de régulation de la température des jantes de freins d'un treuil de machine de forage, comportant un circuit interne de refroidissement reliant une cavité annulaire située à l'intérieur de chaque jante à un bac à eau extérieur par l'intermédiaire d'un joint tournant situe à une extrémité du tambour de treuil et d'une pompe de circulation, est caractérisé en ce que, sur ce circuit de refroidissement, à l'entrée et à la sortie du joint tournant, sont installées des vannes à trois voies permettant la connexion du circuit soit avec le bac à eau extérieur, soit avec un générateur de chaleur avec pompe de circulation, et des moyens de contrôle de la température et du niveau d'eau dans le générateur de chaleur. Dans un tel dispositif, les moyens de contrôle de la température sont constitués par un thermostat réglable annexé au générateur de chaleur par un moyen d'asservissement qui permet de maintenir la température des jantes de freins entre 400 et 700, et de façon préférentielle entre 500 et 600. Dans un tel dispositif, le réchauffeur est relié à un vase d'expansion muni d'un contrôleur de niveau mettant ce vase d'expansion en rapport avec une alimentation en eau. Le générateur de chaleur et la pompe de circulation sont, ensemble, munis d'un dispositif de sécurité, interrupteur de courant électrique déclenché par un détecteur de manque d'eau. L'invention sera mieux comprise dans la description suivante, donnée à titre non limitatif, d'un mode de réalisation illustré par les figures jointes - Figure 1 : Treuil avec circuit de refroidissement (Etat de la technique) - Figure 2 : Treuil avec contrôle de la température (Selon l'invention). Sur la figure 1, nous trouvons, représenté schématiquement, un treuil de forage (1) dont on distingue le tambour (2) compris entre les deux jantes de freins (3) et (4). La partie droite du treuil (1) est représentée en section et on y distingue une cavité annulaire (5) reliée schématiquement par un conduit d'arrivée (6) et un conduit de départ (7) à des bacs à eau extérieurs tels que (8) par le moyen d'une pompe de circulation (9) et d'un joint tournant (10) disposé sur une extrémité du tambour. Sur la jante de frein (3) prend appui avec frottement une garniture de frein (11). Lorsqu'une force de freinage est appliquée à la garniture (11), la vitesse du tambour diminue et on observe un dégagement de chaleur au contact entre la garniture (11) et la jante (3), d'où la nécessité de refroidir les jantes à l'aide du circuit d'eau de refroidissement décrit plus haut. I1 faut en effet éviter une elévation de la température, au contact de la garniture (11) et de la jante (3), au-delà de 800, température à partir de laquelle le freinage devient de moins en moins efficace. C'est avec un tel dispositif de refroidissement des jantes de freins que fonctionnent les treuils actuellement utilisés. Le refroidissement peut fonctionner en continu, il peut aussi être mis en oeuvre seulement pendant les périodes de freinage intensif, c'est-à-dire lorsque la température des jantes de frein a tendance à s'élever au moment même où il est utile d'en modérer la valeur afin de maintenir de bonnes conditions de freinage. La figure 2 donne une représentation schématique d'un treuil de forage muni d'un dispositif de contrôle de la température selon la présente invention. Sur cette figure, on retrouve les éléments du circuit de refroidissement des jantes de freins, tels que décrits à l'aide de la figure 1. Sur la figure 2, on trouve en plus du circuit de refroidissement un circuit de réchauffage contrôlé connecté avec les conduits du joint tournant (10) au moyen de deux vannes à trois voies (12) et (13). Ce circuit de réchauffage contrôlé comprend un générateur de chaleur ou réchauffeur calorifugé (14) de préférence électrique muni de dispositifs anti-déflagrants, non figurés, d'un thermostat (15) pour le contrôle et le maintien de la température dans un intervalle donné, d'un vase d'expansion (16) et d'une pompe de circulation (17). Le thermostat (15) permet d'afficher un intervalle de température, par exemple 50 -60 , et de contrôler le maintien de la température du contact entre la garniture (11) et la jante (3) à l'intérieur de cet intervalle. En cas de manque d'eau, un contacteur de niveau, de technique usuelle et non représenté, permet d'éviter, par coupure de courant, l'endommagement de la résistance chauffante du générateur de chaleur ou réchauffeur (14) et de la pompe de circulation (17). La mise en route du dispositif de maintien en température nécessite la manoeuvre des vannes à 3 voies (12) et (13) et la mise sous tension du réchauffeur (14) et de la pompe de circulation (17). Les manoeuvres inverses sont effectuées pour arrêter l'installation et mettre le circuit d'eau en position refroidissement. Ces manoeuvres peuvent être centralisées sur une seule commande "marche-arrêt", par des mécanismes d'asservissement, de technique usuelle et non représentés. L'adjonction d'un tel circuit de réchauffage sur un treuil conventionnel conduit à l'élimination des sifflements de freins avec un coût très réduit par rapport aux diverses solutions envisagées pour éliminer ces bruits, installation de freins à disques ou calfeutrage. REVENDICATIONS 1 - Procédé de régulation de la température des jantes de frein d'un treuil de forage, ordinairement refroidies lors des périodes de freinage intensif, dans lequel, en dehors de ces périodes de freinage intensif, on fait circuler de l'eau à température contrôlée dans le circuit interne de refroidissement de telle façon que les jantes soient maintenues à une température comprise entre 400 et 700. 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel on fait circuler l'eau à température contrôlée, dans le circuit dit de refroidissement des jantes de freins, de telle façon que les jantes soient maintenues à une température comprise entre 500 et 600. 3 - Dispositif de régulation de la température des jantes de freins d'un treuil de machine de forage, comportant un circuit interne de refroidissement reliant une cavité annulaire située à l'intérieur de chaque jante à un bac à eau extérieur par l'intermédiaire d'un joint tournant situé à une extrémité du tambour de treuil et d'une pompe de circulation, caractérisé en ce que, sur ce circuit de refroidissement, à l'entrée et à la sortie du joint tournant, sont installées des vannes à trois voies permettant la connexion du circuit soit avec le bac à eau extérieur, soit avec un générateur de chaleur avec pompe de circulation, et des moyens de contrôle de la température et du niveau d'eau dans le générateur de chaleur. 4 - Dispositif selon la revendication 3 dans lequel les moyens de contrôle de la température sont constitués par un thermostat réglable annexé au générateur de chaleur qui permet de maintenir la température des jantes de freins entre 400 et 700. 5 - Dispositif selon la revendication 3 dans lequel les moyens de contrôle de la température sont constitués par un thermostat réglable annéxé au générateur de chaleur qui permet de maintenir la température des jantes de freins entre 500 et 600. 6 - Dispositif selon la revendication 3 dans lequel le réchauffeur est relié b un vase d'expansion muni d'un contrôleur de niveau mettant ce vase d'expansion en rapport avec une alimentation en eau. 7 - Dispositif selon la. revendication 3 dans lequel le générateur de chaleur et la pompe de circulation sont, ensemble, munis d'un dispositif de sécurité, interrupteur de courant électrique déclenché par un détecteur de manque d'eau.