Brevet FR2643414A1 — publié le 19900824

La présente invention concerne un trépan rotatif monobloc de forage des roches dans le sous-sol. Elle concerne particulièrement les trépans dont la partie frontale est composée de taillants, diamantés ou non, comme éléments de coupe servant & l'attaque des roches, ces taillants peuvent être, soit sertis dans une " matrice " formant une croûte dure à la surface extérieure du trépan, soit rapportés par assemblage dans des logements aménagées dans la partie frontale. Les trépans sont constitués: d'une partie frontale appelée têtue comportant les taillants, d'une partie latérale appelée Jupe comportant des surfaces de frottement servant au centrage du trépan, et d'un fût appelé raccord comportant un filetage destiné à assurer la liaison avec le train de tiges. Selon la technologie actuelle la tête et la jupe des trépans forment une seule pièce; la tête, contenant des taillants disposés sur la partie frontale, se prolonge et fait partie d'un ensemble monobloc avec la jupe contenant des pastilles anti-usure serties à plat sur les surfaces de frottement. Ce dispositif- monobloc- présente le désavantage de ne pouvoir dissocier la tete de la Jupe; alors que, dans la pratique, il est souvent utile, soit de remplacer la tete, soit de remplacer la Jupe, soit de démonter les éléments pour faciliter le reconditionnement du trépan. Le dispositif objet de la présente invention permet d'obvier à cet inconvénient et apporte å la fois une~économie et une simplification -dans la fabrication des trépans, en partiçulier dans la réalisation des trépans suivant la demande de brevet 2 609 750. La présente invention consiste å réaliser un trépan dont la tete et la Jupe sont fabriquées en deux éléments séparés, destinés à etre assemblés et démontés à volonté. premier élément, que nous appellerons tête, comporte la partie frontale du trépan; cet élément est muni de taillants disposés en saillie afin d'engendrer une action de coupe sur les roches. Un deuxième élément, que nous appellerons Jupe-raccord, comporte, d'unie part, la partie latéraleou trepan appelée jupe, constituée de surfaces de frottement munies de pastilles dures servant à la protection contre l'usure, et, d'autre part, la partie raccord, comprenant un filetage, destiné au vissage du trépan sur les tiges. Le montage des deux éléments, tete et jupe-raccord, est obtenu par un dispositif d'assemblage et de vérrouillage. Lé dispositif d'assemblage peut être constitué par un filetage avec une butée sur un rebord de la tete et une collerette de la Jupe. . Le dispositif de vérrouillage peut être constitué de clavettes cylindriques emmanchées à force dans des logements aménagés " entre cuir et chair " dans le plan de Joint entre la tête et l'ensemble jupe-raccord. Les logements de clavettes sont usinés aprés avoir obtenu un positionnement convenable de la tête par rapport à la Jupe à la suite d'un serrage approprié du filetage. L'étanchéité de l'assemblage entre les deux pièces peut etre assurée par un Joint torique disposé concentriquement au filetage. Le démontage s'effectue par extraction des clavettes, oubien par la destruction de celles-ci, puis en dévissant la tête. Le principal avantage de la présente invention consiste à permettre la réparation des trépans usagés par démontage et reconditionnement des pièces. Un autre avantage de l'invention au plan de la fabrication provient du fait que l'usinage séparé de la tete s'effectue sur des pièces plus petites qui nécessitent moins de capacité de machine et d'outillage; la fabrication est donc plus économique. L'invention pourra etre bien comprise å la lecture de la description d'un mode particulier, mais non limitatif, de réalisation illustré par la figure (1) représentant, vu en perspective, le mode d'assemblage et de vérroitllage du trépan. Le trépan selon l'invention se présente comme l'assemblage de trois sous-ensembles. Un premier sous-ensemble formant la tête de forage est composé: d'un corps (1) ayant une forme de révolution autour de l'axe de l'outil, d'une pluralité d'éléments de coupe (2), tels que par exemple des taillants diamantés, exposés en saillie par rapport à la surface du corps, d'orifices d'irrigation (3) qui mettent en communication la surface interne et la surface externe du corps, d'une partie filetée mâle (4) servant à l'assemblage de la tête, d'un rebord (5) servant de butee d'appui au filetage, de demi-logements (6) aménagés dans le rebord et destines à recevoir les clavettes de vérrouillage, d'un joint d'étan~he.té (7) servant å contenir la pression du fluide å l'intérieur du trépan. Un deuxème sous-ensemble formant la Jupe et le raccord est composé: d'con filetage femelle (8) destiné à l'assemblage de la tête, d'une collerette (9) servant de butée pour le rebord de la tête, de demilogements (10) aménagés dans cette collerette et destinés & recevoir les clavettes de vérrouillage, de surfaces cylindriques latérales (11) servant au centrage de l'outil, surfaces qui peuvent être munies de pastilles anti-usure (12), telles que par exemple des taillants diamantés sertis å plat sans exposition, des canaux d'irrigation (13) aménagés entre les surfaces de frottement, d'un raccord en forme de fût (14) comprenant un filetage (15). Un trcsiéme sous-ensemble formant l'élément de vérrouillage des dex premiers est composé d'une pluralité de clavettes cylindriques (16) mises en place par e=anchement entre cuir et chair dans le plan de Joint servant de butée lors du vissage de la tête dans l'ensemble Juperaccord. Selon une variante, les éléments de vérrouillage peuvent être des clavettes de forme géométrique quelconque, elles peuvent être mises e place au moyen de filetages, elle peuvent hêtre soudées en place, e: les peuvent etre maintenues par un circlips, ou par quelque autre mye de fixation amovible ou destructible. Selon une variante le trépan ne détruit pas la roche dans la partie centrale et se présente sous la forme d'une couronne de carottage. BRVEXDICATIOES 1 - Trépan rotatif et monobloc de forage des roches constitué, d'un corps dont la partie frontale comporte des taillants de coupe (2) et des orifices d'irrigation (3), d'une Jupe latérale comportant des surfaces de frottement (11), et d'un raccord de liaison (14) comportant un filetage (15), caractérisé en ce que la partie frontale, appelee tete, et la partie latérale ainsi que le raccord, appelé ensemble jupe-raccord forment deux éléments fabriqués séparément et qui sont assembles par un filetage (4) mis en butée sur un rebord (5) de la tete et sur une collerette (9) de la jupe, l'étanchéité de l'assemblage étant garantie par un Joint torique (7), et le vérrouillage des pièces étant assuré par des clavettes cylindriques 2 - Trépan de forage selon la revendication 1, caracterisé en ce que les clavettes 3 - Trépan de forage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les clavettes (16) peuvent être fixées dans leurs logements par un mode de fixation mécanique quelconque, amovible ou destructible, tels que par exemple, vissage, soudage, circlips, 4 - Trépan de forage selon l'une des revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que le trépan est une couronne de carottage au lieu d'un trépan plein.