Brevet FR2681638A1 — publié le 19930326

ENGIN DE FORAGE L'invention concerne un engin de forage muni d'un affile pour réaliser des forages dans le sol. Des engins de forage possèdent un affût allongé sur lequel coulisse un chariot d'avance qui comporte un bloc d'entraînement rotatif pour faire tourner le train de tiges de forage. En général, le chariot d'avance sert également à pousser la ligne de forage en direction du trou. Pour entraîner le chariot d'avance le long de l'raffut de forage, on utilise des systèmes de câbles complexes dont les câbles sont déviés aux extrémités de l'affût pour pouvoir tirer le chariot d'avance dans les deux directions. I1 est également connu d'employer des unités piston-cylindre pour entraîner le chariot. En tout état de cause, les systèmes connus d'entraînement du chariot exigent une lourde mise en oeuvre de câbles et de poulies de renvoi ou de composants hydrauliques, les dispositifs d'entraînement devant être conçus de façon à pouvoir s'étendre sur toute la longueur de l'affût.En raison des conditions de service sévères rencontrées lors des travaux de forage effectués en environnement polluants les dispositifs d'entraînement peuvent facilement tomber en panne ou se détériorer. I1 est particulièrement désavantageux que des pièces mobiles des dispositifs d'entraînement se trouvent par nécessité dans toutes les zones de l'affût, courent le risque d'être détériorées et nuisent à la minceur de l'affût, de sorte que, dans des lieux exigus, il n'est souvent pas possible d'amener l'affût dans une position appropriée. L'invention a pour but de fournir un engin de forage dans lequel la structure de l'affût est simplifiée et dans lequel les dimensions du bloc d'entraînement du chariot sont réduites. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce que l'affût de forage comporte une crémaillère longitu dinale, et en ce qu'il est prévu, sur le chariot d'avance, un pignon qui est entraîné par un moteur et qui coopère avec la crémaillère. Dans l'engin de forage conforme à l'invention, le dispositif d'entraînement du chariot d'avance se trouve intégralement sur le chariot d'avance lui-même. Le dispositif d'entraînement a donc des dimensions structurelles réduites. En particulier, il n'est pas indispensable qu'il s'étende sur toute la longueur de l'affût. Seules les conduites d'alimentation doivent être amenées au chariot d'avance par l'intermédiaire de flexibles. Comme l'affût est dépourvu de dispositifs d'entraînement, il peut être fabriqué de manière simple et avec une section transversale de dimensions réduites. En cas de défaillance du dispositif d'entraînement, l'affût peut continuer à être utilisé et il est simplement nécessaire de changer le chariot d'avance. Le chariot d'avance correspond en quelque sorte à un véhicule automoteur qui se déplace le long de l'affût sans être tiré ni poussé. Sur l'affût, seule la crémaillère est à prévoir. De manière appropriée, cette crémaillère est réalisée à la manière d'une échelle, c'est-à-dire avec des barreaux ou des tourillons transversaux, le pignon du chariot d'avance coopérant avec ces derniers. Par rapport à une crémaillère classique, cette conception a l'avantage de ne pas comporter de nids dans lesquels peuvent s'accumuler des saletés qui seraient comprimées par les pignons et durciraient progressivement. Les saletés qui restent collées à une crémaillère en forme d'échelle sont repoussées par le pignon à travers les interstices et tombent par terre. Pour améliorer la sécurité contre les pannes fonctionnelles et contre un déplacement accidentel du chariot d'avance, il est prévu sur ce dernier, de manière appropriée, deux pignons dont chacun possède son propre moteur. L'emploi de deux moteurs a l'avantage que chaque moteur ne doit fournir que la moitié de la force d'entraînement et donc peut être d'un petit format, et que le chariot d'avance reste opérationnel en cas de panne d'un moteur. Les moteurs sont normalement des moteurs hydrauliques. Pour éviter, en cas de chute ou de perte de pression, que le chariot d'avance ne se déplace de lui-même sous l'action de son poids ou d'autres facteurs, chaque moteur peut être équipé d'un frein de sécurité qui bloque mécaniquement l'arbre du moteur en cas de chute de pression. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit en détail ci-après en référence aux dessins. Sur ces dessins sont représentées à - la figure 1, une vue de côté de l'engin de forage, et - la figure 2, une vue de face de l'engin de forage. L'engin de forage comporte un affût allongé 10 en forme de rail rectiligne rigide qui est muni d'une glissière de guidage 11 et qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est orienté verticalement, mais qui peut également s'étendre horizontalement ou selon un angle quelconque par rapport à l'horizontale. Le chariot d'avance 12 peut se déplacer le long de la glissière de guidage 11. Le chariot d'avance 12 supporte un bloc d'entraînement rotatif 13 pour un train de tiges de forage 14 qui, dans le présent cas, est constitué par une tige carrée télescopique. Le train de tiges de forage 14 traverse un carter 15 qui renferme une couronne de rotation qui coopère avec le train de tiges de forage et est entraînée par un moteur hydraulique de rotation 16.Le bloc d'entraînement rotatif 13 fait tourner le train de tiges de forage 14 à l'extrémité avant duquel se trouve un outil de forage 17 qui, en l'occurrence, est réalisé sous la forme d'une ta rière. Le chariot d'avance peut également comporter un dispositif de poussée (non représenté), pour soutenir axialement et pousser le train de tiges de forage, ainsi qu'un marteau de forage qui frappe l'extrémité arrière du train de tiges de forage. Le dispositif d'entraînement du chariot d'avance 12 se trouve sur le chariot d'avance proprement dit. Il comporte deux pignons 18, 18a qui sont montés en rotation sur le chariot d'avance. Chacun de ces pignons est relié indirectement à l'arbre de sortie d'un moteur hydraulique 19 et, respectivement, 19a qui est disposé latéralement à côté du pignon, de manière immédiatement adjacente à ce dernier. Deux crémaillères parallèles 20, 20a s'étendent dans un plan commun le long de l'affût de forage. Chacune de ces crémaillères comporte deux montants longitudinaux 21 entre lesquels s'étendent des tourillons transversaux 22. Les crémaillères sont constituées de sections rectilignes individuelles qui sont reliées entre elles par des éléments de liaison à la manière d'une chaine à maillons. Le pignon 18 coopère avec la crémaillère 20, et le pignon 18a avec la crémaillère 20a. Les deux pignons 18 et 18a sont donc décalés latéralement l'un par rapport à l'autre. Les moteurs 19 et 19a sont disposés de façon que chacun d'eux soit orienté en direction de l'autre pignon. Pour que les moteurs 19 et 19a ne se gênent pas mutuellement, les pignons et les moteurs sont décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l1 affût, comme le montre la figure 2. Les moteurs se chevauchent latéralement. Ceci permet aux crémaillères d'avoir un écartement mutuel réduit et au dispositif d'entraînement dans son ensemble d'occuper peu de place sur le chariot d'avance 12. Chaque moteur hydraulique 19, 19a est équipé d'un frein de sécurité en forme de frein à disques multiples, qui bloque mécaniquement l'arbre du moteur en cas de chute de pression. Ceci empêche le chariot d'avance 12 de tomber le long de l'affût de forage en cas de chute ou de perte de la pression hydraulique. L'affût de forage est monté sur un véhicule 25, de préférence sur un véhicule chenillé automoteur, de façon à pouvoir être amené dans une position horizontale, dans une position verticale et dans les positions inclinées intermédiaires. REVENDICATIONS 1. Engin de forage muni d'un affût de forage (10) et d'un chariot d'avance (12) qui peut coulisser sur ce dernier et qui supporte un bloc d'entraînement rotatif (13) pour faire tourner un train de tiges de forage (14), caractérisé en ce que l'affût de forage (10) comporte une crémaillère longitudinale (20), et en ce qu'il est prévu, sur le chariot d'avance (12), un pignon (18) qui est entraîné par un moteur (19) et qui coopère avec la crémaillère (20). 2. Engin de forage selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que la crémaillère (20) est réalisée à la manière d'une échelle et comporte deux montants espacés (21) entre lesquels s'étendent des tourillons transversaux (22). 3. Engin de forage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le chariot d'avance (12), deux pignons (18, 18a) dont chacun possède son propre moteur (19, 19a). 4. Engin de forage selon la revendication 3, ca ractérisé en ce qu'à chaque pignon (18, 18a) est associée sa propre crémaillère (20, 20a). 5. Engin de forage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moteurs (19, 19a) et les pignons (18, 18a) sont décalés mutuellement dans le sens longitudinal du chariot d'avance, les moteurs se chevauchant latéralement. 6. Engin de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moteur est un moteur hydraulique muni d'un frein de sécurité qui bloque mécaniquement l'arbre du moteur en cas de chute de pression.