Brevet FR2625239A1 — publié le 19890630

Machine du type sondeuse. L'invention se rattache au secteur technique des appareils de forage. D'une manière parfaitement connue, une sondeuse consiste en un ensemble généralement monté sur un camion ou sur une remorque et permettant d'effectuer les opérations de battage, rotation et manoeuvres, nécessaires à l'exécution des forages. De telles sondeuses sont très souvent utilisées par des géotechniciens pour étudier la propriété des roches et des sols en vue de l'implantation future d'ouvrages divers. Pour l'essentiel, une sondeuse présente un mât support apte à recevoir différents organes et accessoires pour assurer un fonçage dans le sol d'outils, de carottiers, de sondes ou autres. Ce fonçage peut s'effectuer par une action de battage consistant a frapper, au moyen d'un mouton, une enclume coopérant avec la sonde ou autre. Ce type d'action est connue sous le nom de sondage par battage. Elle peut également servir à réaliser des essais de pénétration dynamique. Le fonçage peut aussi être effectué par un enfoncement progressif de la sonde ou autre par un moyen approprié pour réaliser un pénétromètre dit statique, ou pour réaliser un carottage ou un sondage à la tarière continue ou un sondage destructif ou bicône ou au marteau fond de trou. Toutefois, de par leur conception, les sondeuses sont souvent d'une utilisation peu pratique et sont limitées dans leurs applications et leur nombre des fonctions qu'elles présentent. Notamment des inconvénients importants apparaissent au niveau de l'asservissement des organes et accessoires aptes a équiper le mat. Dans le cas d'un travail en carottage à la tarière ou en destructif, le problème posé est résolu en ce qu'une tête de rotation apte à recevoir un outil en vue de son entraînement en rotation, est montée coulissante, le long du mât en étant asservie par des moyens de commande hydraulique pour être déplacée en hauteur en vue d'assurer l'enfoncement progressif de l'outil. Dans le cas d'un pénétromètre statique, le problème posé est résolu en ce qu'un mouton est monté coulissant le long du mât, ledit mouton étant relié à un treuil fixé dans la partie supérieure du mât et assujetti à des moyens de commande pour assurer la remontée et la chute automatique du mouton, selon différentes hauteurs. D'une manière avantageuse, les problèmes posés sont aussi résolu par les caractéristiques suivantes Le treuil de battage est hydraulique à commande électrique en étant asservi à un déclencheur électrique réglable en hauteur. La tête de rotation, capable d'entraîner tous outils rotatifs, est montée sur un support coulissant relié au moyen de commande hydraulique sous forme d'un vérin dont la tige est fixe, tandis que le fût est relié audit support coulissant. Cette tête de rotation permet aussi d'introduire dans les tiges creuses qu'elle entraîne, un fluide d'injection. Une partie du support coulissant est apte à pivoter angulairement. Le chassis support est équipé de vérins stabilisateurs hydrauliques d'appui au sol La machine est équipée d'un boîtier de commande monté sur un bras support articulé. Les moyens de commande et de contrôle sont constitués essentiellement par une centrale hydraulique commandée par un moteur notamment diésel et par une pompe d'injection commandée par un moteur essence. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective de la sondeuse. -La figure 2 est, à une échelle plus importante, une vue partielle en perspective du mat de fonçage équipé des accessoires et outils de forage et sondage. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. La sondeuse comprend un châssis support (1) faisant office de remorque et équipé d'un essieu recevant des roues (2). Sur le châssis (1) sont montés des vérins stabilisateurs d'appui au sol (3). Ces vérins sonta commande hydraulique et sont par exemple, au nombre de trois, en étant disposés d'une manière triangulée aux extrémités arrière et avant du châssis. Sur le châssis sont disposés les moyens de commande, de contrôle et d'entraînement sous forme d'une centrale hydraulique (4) commandée par un moteur diesel (5). Sur la version présentée ici, une pompe d'injection (6) permet de réaliser une injection d'eau ou de boue. Elle est entraînée- par un moteur à essence (7) mais sur une autre version, elle peut être aussi bien entraînée par le moteur principal (5). Ces différents éléments (4), (5), (6) et (7 > sont assujettis à un boîtier de commande (8) équipé de manomètres donnant les pressions d'huile en fonction du couple de rotation et de l'effort sur l'outil de forage et/ou de sondage. Ce boîtier de commande (8) reçoit également un régulateur de pression et un répartiteur de débit. D'une manière avantageuse, le boîtier de commande pour permettre son accès par l'opérateur selon des orientations angulaires diverses fonction de l'implantation de la sondeuse. A l'arrière du châssis (1) est monté un mât de fonçage (10) destiné à recevoir d'une manière connue les différents organes ou éléments aptes à réalisser les opérations de forage ou de battage. Le mât (10) est constitué par une poutre de section carrée notamment et est monté d'une manière articulée, avec capacité de démontage, en bout d'un axe transversal (11) établi à l'extrémité arrière du châssis. Le mât (10) est maintenu en position verticale ou inclinée par une jambe de force (12) fixée d'une manière démontable en partie haute du mât et à l'extrémité avant du châssis (1). Sur le mât (10) est monté, à libre coulissement, un support (13) conformé pour recevoir une tête de rotation (14). Le support coulissant (13) enserre la section du mat (10) et est accouplé au fût (15a) d'un vérin de guidage (15) dont la tige (15b) est fixée en bout à l'extrémité inférieure du mât. Le vérin (15) étant assujetti au groupe hydraulique et asservi par le boîtier de commande (8) de sorte qu'une action sur ce dernier aura pour effet de déplacer en hauteur le fût du vérin et par conséquent le support coulissant recevant la tête de rotation (14). D'une manière connue, la tête de rotation (14) assujettie au groupe hydraulique, est par exemple accouplée à un outil de forage qui sera soumis éventuellement à un effet conjugué de rotation et de poussée. Cette tête (14) permet aussi d'introduire dans les tiges creuses auxquelles elle est accouplée, un fluide d'injection envoyé par la pompe (6). A noter que la tête de rotation est fixée sur une partie (13a) du support apte a pivoter angulairement. Cette partie (13a) est par-exemple reliée au corps du support par une charnière. Suivant une autre caractéristique, le mât (10) est agencé pour permettre le montage et le guidage d'un mouton (16). Ce mouton (16), de conception connue, est monté coulissant le long de deux tiges verticales de guidage (21) établies de part et d'autre du mât (10). En outre, le mouton (16) est relié par câble à un treuil hydraulique (17) commandé par un déclencheur électrique, pour soumettre ledit mouton à une chute automatique et selon des cadences de frappe réglables. La commande du treuil (17) est asservie par un détecteur (18) monté sur une tige (19) avec capacité de réglage en hauteur, en étant apte à être sollicité par le mouton Le mouton (16) présente une ouverture débouchante (16a) pour le passage, selon l'opération à effectuer, de tubes, tiges, tarières, etc..., telles que la partie active d'un outil de forage (22) (figure 1) ou de la tige (20a) d'une enclume hydraulique annulaire (20 > (figure 2). L'invention est particulièrement bien adaptée pour la géotechnique et spécialement pour la réalisation d'essais in situ comme les essais de pénétration statique et dynamique, le standard pénétration test, les essais en dilatomètre, au pressiomètre, etc.... REVENDICATIONS achine du type sondeuse comprenant un châssis support (1) sur lequel sont montés différents moyens de commande et de contrôle, ledit châssis (1) recevant un mât de fonçage (10) pour le montage d'organes de travail, caractérisée en ce qu'une tête de rotation (14) apte à recevoir un outil en vue de son entraînement en rotation, est montée coulissante, le long du mât (10) en étant asservie par des moyens de commande hydraulique pour être déplacée en hauteur en vue d'assurer l'enfoncement progressif de l'outil. -2- Machine du type sondeuse comprenant un châssis support (1) sur lequel sont montés différents moyens de commande et de contrôle, ledit châssis (1) recevant un mât de fonçage (10) pour le montage d'organes de travail, caractérisée en ce qu'un mouton (16) est monté coulissant le long du mât (10 > , ledit mouton étant relié à un treuil (17) fixé dans la partie supérieure du mât et assujetti à des moyens de commande pour assurer la remontée et la chute automatique du mouton, selon différentes hauteurs. -3- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un mouton (16) est monté coulissant le long du mât (10), ledit mouton étant relié à un treuil (17) fixé dans la partie supérieure du mât et assujetti à des moyens de commande pour assurer la remontée et la chute automatique du mouton, selon différentes hauteurs. -4- Machine selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le treuil de battage (17) est hydraulique à commande électrique en étant asservi à un déclencheur (18) réglable en hauteur, -5- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête de rotation (14) est montée sur un support coulissant (13) relié au moyen de commande hydraulique sous forme d'un vérin (15) dont la tige est fixe, tandis que le fut est relié audit support coulissant. -6- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une partie du support coulissant (13) est apte à pivoter angulairement. -7- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le châssis support (1) est équipé de vérins hydrauliques stabilisateurs d'appui au sol. -8- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un boîtier de commande (8) monté sur un bras support articulé. -9- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de commande et de contrôle sont constitués essentiellement par une centrale hydraulique commandée par un moteur notamment diésel et par une pompe d'injection commandée par un moteur essence. -10- Machine selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, caractérisée en ce que le mouton (16) est monté coulissant le long de deux tiges verticales de guidage (21) établies de part et d'autre du mât.