Brevet FR2650335A1 — publié le 19910201

L'invention concerne un dispositif pour réaliser un trou de forage par trépanage par percussion, incliné ou vertical. Pour réaliser un trou de forage par percussion, il est connu de fragmenter le terrain à l'emplacement voulu, au moyen d'un trépan qui s'enfonce progressivement dans le terrain et d'évacuer les déblais de fragmentation du trou de forage. Pour faciliter cette évacuation, il est connu d'envoyer de l'eau dans le forage et d'associer au trépan un conduit tubulaire pour évacuer vers l'entrée du forage le mélange des déblais et de l'eau, des moyens étant en outre prévus pour injecter dans ce conduit de l'air comprimé afin de diminuer la densité du mélange et permettre cette évacuation (technique dite "air-lift"). Dans la technique connue, le conduit est constitué par un train de tiges rigides, ce qui limite ou rend impossible la réalisation de forages inclines. En outre, cela impose des temps morts pour le raboutage des tiges au fur et à mesure de l'enfoncement du trépan. Enfin, les tiges sont exposées à des risques fréquents de rupture en raison des vibrations dues aux chocs répétés du trépan sur la roche. La présente invention vise à conserver les avantages liés à l'utilisation de l'air comprimé et d'un conduit d'évacuation sans donner lieu aux inconvénients signalés plus haut. On y parvient, selon l'invention, en utilisant, comme conduit d'évacuation, un tube flexible apte à être courbé à tout endroit de sa longueur, ce tube comportant un passage pour l'évacuation des déblais depuis le fond du forage jusqu'en surface du terrain. Dans une réalisation préférée, ledit tube flexible est également suffisamment résistant à la traction pour que le trépan lui soit suspendu, en sorte que le tube constitue le moyen de manipuler le trépan dans le trou de forage. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un dispositif conforme à l'invention en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure I est un schéma d'ensemble du dispositif - la figure 2 est une coupe axiale - schématique du trépan - la figure 3 est une coupe axiale du trépan et du tube flexible dans la région de raccordement du flexible au trépan - la figure 4 est un schéma de principe illustrant la technique du curage à l'air comprimé - la figure 5 est une section droite courante du tube flexible - la figure 6 est un schéma du dispositif en service pour un forage vertical - la figure 7 est un schéma du dispositif en sérvice pour un forage incliné ; - la figure 8 est une vue agrandie et complétée du dispositif en service pour un forage incliné ;; - la figure 9 est une coupe axiale d'une cage à rouleaux utilisée pour guider le tube flexible lors du forage incliné - la figure 10 est une section suivant le plan a-a de la figure 9; - la figure 11 est un schéma illustrant l'opération de mise en place de la cage sur le tube flexible - la figure 12 est un schéma illustrant la phase de récupération du trépan. Le dispositif représenté sur les figures comprend un trépan à percussion 1 suspendu à un tube 2 flexible et résistant à la traction du trépan (figures 1 et 2). Le trépan est d'un type quelconque en soi connu muni d'un passage interne longitudinal 3 faisant communiquer. l'extrémité basse du trépan avec ltextrémité haute du trépan et suffisamment large pour permettre le passage des déblais dûs à l'action du trépan. Ce passage est, par exernple, constitué par un tube axial. Le tube flexible 2 est par exemple en élastomère naturel ou synthétique, renforcé par des armatures métalliques ou en fibres synthétiques. Il comporte un canal central longitudinal 2a (figure 5) apte à laisser passer les déblais provenant du passage interne 3 du trépan. Ce passage a, par exemple, un diamètre de la gamme 100 à 400 mm, le diamètre étant choisi en fonction de la taille du trépan et de la grosseur des déblais. Dans la masse de la paroi du tube flexible 2 sont formés des canaux longitudinaux 2b,2c pour le passage d'air comprimé. En variante, ces canaux pourraient être constitués par les tubes rapportés sur; dans ou à côté du tube flexible. Ces canaux ont par exemple un diamètre de 20 à 100 mm, selon leur nombre et la dimension du tube flexible. L'extrémité basse du conduit flexible est munie d'une joue de raccordement 5 apte à être appliquée et fixée (par les moyens appropriés non représentés) à une bride 6 qui constitue l'extrémité haute du trépan. Cette joue comporte des conduits 4b, 4c qui communiquent d'une part avec les canaux 2b, 2c, et, d'autre part, avec une couronne 7 percée de trous 8 qui débouchent dans le canal principal 2a du tube flexible. La figure 4 schématise l'action de l'air comprimé sur le mélange déblais + eau dans le tube 3 du trépan, action qui est connue en soi. De préférence, I'extrémité haute du trépan est munie d'un amortisseur périphérique 10, destiné à amortir l'effet des chocs subis par le trépan sur les moyens de raccordement du tube flexible au trépan. Le dispositif de l'invention permet d'utiliser le trépan pour un forage vertical (figure 6) ou incliné (figure 7). De préférence, et de façon en soi connue, le dispositif comporte un tube de guidage 15 pour guider le trépan dans le fortage. En outrc. sclon une caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un accessoire pour guider le tube flexible, comme on le voit le mieux sur les figures z a. 12. Cet accessoire est une cage à rouleaux constituée par une structure Il qui porte une série de rouleaux 12 aptes à enserrer le flexible et une serie de rouleaux 13 disposés suivant une courbe sur un côté du flexible pour ramener le flexible en position verticale à la sortie (vers le haut) du nlbe 15. Avantageusement, la structure 11 porte également une colerette périphérique 14 pour faciliter l'introduction du trépan dans le tube 15. La structure 11 est'en deux parties IlA,llB qui peuvent être sépares pour la mise en place de la structure sur le flexible puis réunies et verrotiiliees. La structure une fois enfilée sur le flexible est fixée à l'embouchure ilu tube de guidage du forage 15. A son extrémité supérieure, le tube flexible 2 qui, en service. est normalement dirigé vers le haut, est éventuellement raccordé à uri t u yaX46 qui permet d'évacuer au sol ou dans un réceptacle les déblais pro en du flexible. En variante, cette extrémité du tube flexible peut être coudée vers le bas. Pour descendre le trépan dans un forage, on suspend le trépan 1, par le flexible 2, à un dispositif de levage, par exemple le crochet 17 d'une grue (figure 8). Pour ce faire, on utilise, avantageusement, un dispositif de suspension 18 entre le crochet et le flexible. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour réaliser un trou de forage par trépanage, qui comprend un trépan à percussion (I) muni d'un passage interne longitudinal (3) faisant communiquer l'extrémité basse du trépan avec l'extrémité haute du trépan pour l'évacuation des déblais produits par l'action du trépan, ce passage communiquant avec un conduit tubulaire (2) pour évacuer vers l'entrée du forage les déblais dudit passage, des moyens étant en outre prévus pour injecter dans ce conduit de l'air comprimé afin de permettre cette évacuation, caractérisé en ce que ledit conduit est un tube flexible apte à entre courbé à tout endroit de sa longueur, ce tube comportant un passage (2a) pour l'évacuation des déblais depuis le fond du forage jusqu'en surface du terrain. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube flexible (2) est suffisamment résistant à la traction pour que le trépan lui soit suspendu. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit tube flexible (2) comporte des passages auxiliaires longitudinaux (2b,2c) pour alimenter ledit passage d'évacuation (2a) du tube flexible en air comprimé depuis la surface. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit tube flexible comporte à une extrémité une joue (5) de raccordement au trépan munie de conduits d'air (4b, 4c, 7, S) pour l'introduction d'air comprimé dans ledit passage d'évacuation (2a) du tube flexible. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité haute du trépan est munie d'un amortisseur périphértque (10), destiné à amortir l'effet des chocs sur les moyens de raccordement du flexible au trépan. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé cn ce qu'il comporte des moyens pour guider le tube flexible. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par un accessoire (11-14) apte à être fixé i une extrémité d'un tube (15) dans lequel le trépan peut coulisser. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit accessoire est une cage à rouleaux constituée par une structure (I I) qui porte une série de rouleaux (12) aptes à enserrer le flexible et une série de rouleaux (13) disposés suivant une courbe sur un côté du flexible pour ramener le flexible en- position verticale à ladite extrémité du tube dans lequel le trépan peut coulisser. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu a son extrémité supérieure, le tube flexible (2) qui, en service, est normalement dirigé vers le haut, est raccordé à un tuyau (16) qui permet d'évacuer au sol ou dans un réceptacle les déblais provenant du flexible. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit tube flexible (2) est en élastomère renforcé, et en ce que ledit passage d'évacuation (2a) du tube flexible a un diamètre de la gamme 100-400 mm.