Brevet FR2646465A1 — publié le 19901102

La présente invention concerne un appareil de forage de roches qui comprend un véhicule et une flèche de forage fixée à une première extrémité du véhicule et ayant un dispositif de forage fixé à son autre extrémité, le dispo- sitif de forage comprenant au moins une poutre d'avance, un organe de déplacement mobile suivant la longueur de la poutre d'avance, des organes de manoeuvre destinés à com- mander le dispositif de forage, des canalisations souples de fluide sous pression destinées à transmettre un fluide sous pression du véhicule vers l'organe de déplacement et les organes de manoeuvre du dispositif de forage et à par- tir de ces organes, et des soupapes de commande du fonc- tionnement du dispositif de forage. Un appareil de forage de roches comporte un véhicule qui est mobile sur des roues ou analogues et auquel au moins une flèche de forage est fixée. Une poutre d'avance le long de -laquelle un organe de déplacement peut se déplacer pendant le forage est fixée à chaque flèche. Un ensemble de commande recevant le fluide sous pression d'une pompe hydraulique et comprenant des soupapes de commande des opérations de l'organe de déplacement et du dispositif d'avance est monté sur le véhicule afin qu'il commande l'opération de forage. Les soupapes communiquent avec le dispositif d'avance et l'organe de déplacement par plu- sieurs canalisations hydrauliques souples transmettant du fluide sous pression aux différents organes de manoeuvre afin que la poutre d'avance et l'organe de déplacement soient mis en position de forage et afin qu'un trou soit foré, et afin de ramener les différents éléments en posi- tion initiale après le forage du trou. La disposition de l'ensemble de commande, qui com- porte plusieurs soupapes hydrauliques, des éléments de raccordement et des tuyauteries souples sur le véhicule de l'appareil de forage, pose souvent des problèmes. Un grand nombre de tuyauteries souples de différents types doivent être placées entre l'ensemble moteur contenant la pompe hydraulique et l'ensemble de commande et l'organe de dépla- cement, et les tuyauteries souples pendent avec du jeu car elles doivent passer au-dessus de diverses structures mobiles en rotation et en translation. Le grand nombre de tuyauteries souples présente des difficultés au passage de l'ensemble de commande à la flèche, car ces canalisations doivent être protégées contre les détériorations et elles sont aussi très lourdes, toutes ces caractéristiques devant être prises en considération pour la réalisation de l'appa- reil. En outre, il est difficile de faire passer les tuyau- teries souples le long de la flèche et au-dessus des arti- culations de l'ensemble formant la flèche, vers la poutre d'avance et l'organe de déplacement, dans des espaces étroits, étant donné les déplacements nécessaires de la poutre d'avance; les tuyauteries souples occupent aussi un espace considérable. La présente invention a pour but la résolution des problèmes précités et la réalisation d'un appareil de forage de roches dans lequel il n'est pas nécessaire de faire passer des faisceaux importants de tuyauteries souples le long de l'appareil d'un ensemble à un autre, l'appareil ayant un petit ensemble de commande dont le montage est facile et la réalisation simple. Ces caracté- ristiques sont obtenues selon l'invention d'une manière telle que les soupapes de commande sont de type commandé électriquement et forment un ensemble fixe de commande placé dans le dispositif de forage, du fluide sous pression étant transmis du véhicule à l'organe de déplacement et aux organes de manoeuvre du dispositif de forage par l'intermé- diaire de canalisations souples de fluide sous pression connectées entre le véhicule et l'ensemble de commande, et des canalisations souples destinées à transmettre un fluide sous pression nécessaire au fonctionnement de l'organe de déplacement et de chaque organe de manoeuvre étant con- nectées entre l'ensemble de commande et l'organe de dépla- cement et chaque organe de manoeuvre, et un câble de commande étant connecté entre le véhicule et l'ensemble de commande des soupapes. La caractéristique fondamentale de l'invention est que l'organe de déplacement et le dispositif d'avance sont commandés par des soupapes elles-mêmes commandées électri- quement ou d'une autre manière permettant une commande à distance, et formant un ensemble fixe de commande séparé qui est disposé par rapport à la poutre d'avance après les articulations de la poutre d'avance sur la flèche. Lors de l'utilisation d'une telle solution, une seule paire de- tuyauteries souples suffit pour la commande de l'organe de déplacement et de la poutre d'avance, un fluide sous pres- sion étant transmis aux soupapes par une tuyauterie souple et le fluide revenant vers le véhicule par l'autre tuyau- terie souple. En outre, un câble de commande est nécessaire et peut comprendre simplement des fils électriques ou à la fois des fils électriques et un câble optique. De cette manière, des faisceaux importants de tuyauteries souples sont évités, de même que les problèmes posés par leur ins- tallation entre le véhicule d'une part et la poutre d'avance et l'organe de déplacement d'autre part, car les connexions formées entre les soupapes nécessaires à la commande de la poutre d'avance peuvent être agencées en un ensemble fixe de soupapes constituant un ensemble de com- mande. L'ensemble de commande communique avec chaque organe de manoeuvre par l'intermédiaire de conduits et de tuyau-t teries souples qui peuvent être disposés afin que l'instal- lation soit la.plus commode possible et ne puisse pas être détériorée pendant le fonctionnement. En outre, le nombre de raccords hydrauliques du véhicule est réduit, étant donné que l'espace nécessaire aux éléments utilisés dans un système de commande électrique ou analogue est très réduit. En pratique, l'espace nécessaire à l'installation est déterminé par l'espace nécessaire entre les dispositifs mécaniques de commande et l'organe de centralisation. En outre, l'ensemble de commande peut avoir une construction comprenant une structure connue à soupapes formées par des cartouches dont la réalisation est facile. De cette manière, l'ensemble de commande comprenant les soupapes peut être très petit et son montage peut être facile par rapport à la poutre d'avance. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale- d'un mode de réalisation d'appareil de forage de roches selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan du mode de réalisa- tion d'appareil de forage de roches de l'invention; et la figure 3 est un schéma d'un mode de réalisation de con- nexion transmettant un fluide sous pression dans l'appareil de forage de roches des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 représentent un appareil de forage de roches qui comprend un véhicule 1 mobile sur des roues. Divers éléments et dispositifs connus dans les appa- reils de forage de roches sont montés sur le véhicule. Ces éléments et dispositifs ne sont pas décrits plus en détail dans le présent mémoire. Une flèche 2 de forage est fixée à l'extrémité antérieure du véhicule 1, et un berceau 3 est monté à l'extrémité de la flèche de forage. Une poutre d'avance 4 est montée à son tour dans le berceau 3 et est mobile longitudinalement par rapport à lui. Un dispositif de forage comprenant un organe 5 de déplacement est monté afin qu'il puisse se déplacer longitudinalement sur la poutre d'avance. La poutre 2 tourne par rapport au véhicule 1 autour de diverses articulations, de manière connue. En outre, le berceau 3 tourne par rapport à l'extrémité de la flèche 2, autour de diverses articulations, de manière connue. Ces articulations ne sont pas décrites plus en détail. Des soupapes nécessaires au déplacement de la poutre d'avance en direction longitudinale par rapport au berceau et à la commande correspondante du fonctionnement de l'organe 5 de déplacement sont montées dans un- ensemble séparé 6 de commande disposé sur le côté du berceau 3. L'ensemble 6 de commande communique avec le véhicule 1 par deux tuyauteries souples 7 de fluide sous pression ou, dans certains cas, trois tuyauteries. Les tuyauteries de fluide sous pression destinées à chaque organe de manoeuvre et à l'organe 5 de déplacement et provenant de l'ensemble 6 de commande parviennent à un support de montage 8 puis, de manière connue, à chaque organe de manoeuvre et à l'organe de déplacement. Le support 8 de montage, dont le rôle est essentiellement de fixer les tuyauteries souples en un point, est fixé à la poutre d'avance 4, et des tuyauteries souples permettant le déplacement de la poutre 4 d'avance par rapport au berceau 3 en direction longitudinale sont montées entre l'ensemble de commande 6 et le support 8 de montage. En outre, un câble de commande 9 est placé entre un panneau 10 de commande incorporé au véhicule 1 et l'ensemble de commande 6 de chaque flèche de forage. La figure 3 est un schéma analogue de la connexion réalisée selon l'invention, des références identiques à celles des figures 1 et 2 étant utilisées pour désigner des parties correspondantes. Le panneau de commande 10 est connecté à l'ensemble de commande 6 par le câble 9 de com- mande. Des pompes 12a et 12b entraînées en rotation par un moteur 11 communiquent avec i'ensemble 6 de commande par l'intermédiaire de tuyauteries souples 7a et 7b de fluide sous pression et d'une tuyauterie souple de retour 7c. Le fluide sous pression provenant de l'ensemble de commande est transmis à l'organe 5 de déplacement et aux organes de manoeuvre de la poutre d'avance 4 en fonction d'impulsions de commande ou de signaux de commande transmis à partir du panneau 10 de commande. Dans le cas le plus avantageux, le fonctionnement de la poutre d'avance 4 et de l'organe 5 de déplacement, dans les solutions des figures 1 et 2, peut être commandé par deux tuyauteries souples de fluide sous pression et un câble de commande placé entre le véhicule i et la poutre d'avance 4 ou le berceau 3 de chaque flèche de forage, si bien que leur installation et la réalisation de la flèche sont simplifiées et l'espace nécessaire et les mesures de sécurité nécessaires sont considérablement réduits par rapport à ceux d'une structure connue. En outre, comme la commande de la poutre d'avance et de l'organe de déplace- ment nécessite une opération intermittente seulement, par exemple au début ou à la fin du forage et lorsque l'appa- reillage est déplacé pour le forage d'un nouveau trou, il est possible d'utiliser une solution très simple dans la- quelle une commande électrique est utilisée de manière que toutes les flèches de forage aient un panneau commun 10 de commande et que le tableau de commande comporte un commuta- teur destiné à sélectionner la flèche dont la poutre d'avance et/ou l'organe de déplacement doit être commandé. Sur les figures i et 2, l'ensemble 6 de commande est monté dans le berceau de la poutre d'avance; cependant, il peut aussi être monté dans la poutre d'avance ou même dans l'or- gane de déplacement. Le principe de l'invention peut aussi s'appliquer à des structures dans lesquelles la poutre d'avance n'est pas mobile longitudinalement par rapport à la flèche et à tous les ensembles connus comprenant une poutre d'avance et un organe de déplacement, destinés à être utilisés à l'extrémité de diverses flèches. L'inven- tion n'est nullement limitée aux solutions décrites en référence à une structure particulière de connexions de commande et de soupapes, mais l'ensemble de commande peut être formé par des soupapes de différents types afin que les conditions de commande de la poutre d'avance et de l'organe de déplacement soient remplies, avec la commande nécessaire dans chaque cas particulier, les soupapes étant montées sous forme d'un tout fixe dans lequel des conduits de circulation de fluide sous pression placés entre les soupapes sont de préférence sous forme de conduits fixes placés entre les différentes parties de l'ensemble, sans tuyauterie souple supplémentaire entre les différentes soupapes. REVENDICATIONS 1. Appareil de forage de roches comprenant un véhi- cule (1) et une flèche de forage (2) fixée par une première extrémité au véhicule et ayant, à son autre extrémité, un dispositif de forage qui lui est fixé, le dispositif de forage comprenant au moins une poutre d'avance (4), un organe de déplacement (5) mobile suivant la longueur de la poutre d'avance (4), des organes de manoeuvre du dispositif de forage, des tuyauteries souples (7) d'alimentation en fluide sous pression destinées à transmettre un fluide sous pression du véhicule (1) à l'organe de déplacement (5) et aux organes de manoeuvre du dispositif de forage, et à partir de ceux-ci, et des soupapes de commande du fonction- nement du dispositif de forage, caractérisé en ce que les soupapes de commande sont commandées électriquement et sont sous forme d'un ensemble fixe de commande (6) monté dans le dispositif de forage, un fluide sous pression étant trans- mis du véhicule (1) à l'organe de déplacement (5) et aux organes de manoeuvre du dispositif de forage par des tuyau- teries souples (7) de fluide sous pression connectées entre le véhicule (1) et l'ensemble de commande (6), et des tuyauteries souples de transmission de fluide sous pression nécessaires pour la commande de l'organe de déplacement (5) et de chaque organe de manoeuvre étant connectées entre l'ensemble de commande (6) et l'organe de déplacement (5) et chaque organe de manoeuvre, un câble de commande (9) étant connecté entre le véhicule (1) et l'ensemble de com- mande (6) pour la commande des soupapes. 2. Appareil de forage de roches selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les soupapes de commande sont des soupapes à cartouches montées dans un bâti dans lequel sont formés des conduits reliant les soupapes. 3. Appareil de forage de roches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (6) est monté dans la poutre d'avance (4). 4. Appareil de forage de roches selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (6) est monté dans un berceau (3) permettant le déplacement longitudinal de la poutre d'avance (4).