Brevet FR2745031A1 — publié le 19970822

OUTIL A ROTO-PERCUSSION POUR CREUSEMENT DE PUITS DE GRANDS DIAMETRES EN TERRAINS DURS L'invention à pour objet un outil de fond pour le creusement de puits de grands diamètres en terrains très durs. Creuser un puits à ciel ouvert est un travail très pénible et assez périlleux surtout si l'on doit creuser à plusieurs dizaines de mètres de profondeur dans des terrains très durs. A l'heure actuelle il n'existe pas de procédé mécanique pour effectuer ce travail . Le puisatier doit descendre au fond et utiliser marteau perforateur et explosif . La remontée des déblais à la surface à l'aide d'un treuil manuel est pénible et souvent dangereuse pour l'ouvrier resté au fond du puits. La présente invention a pour but d'éviter tous ces inconvénients. La mise en oeuvre de l'invention ne nécessite que très peu de matériel, seulement un compresseur et une grue. La fabrication de l'appareil et la maintenance sont simplifiées du fait de la conception très simple ne nécessitant que des matériels courants. En effet le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs roues caoutchoutées prenant appui constamment sur le fond du puits et animées individuellement par un motoréducteur activé lui- même par un fluide comprimé. Cet ensemble permet la mise en rotation d'un plateau sur lequel sont fixés des marteaux animés par le même fluide comprimé. L'appui constant des roues sur le front de taille est obtenu à l'aide des ressorts fixés sur le plateau et des bielles ceci afin d'obtenir une adhérence parfaite et de transmettre un couple maximum au disque porte marteaux .Les roues motrices tractent les marteaux sur le front de taille, dans un mouvement circulaire et permettent ainsi de supprimer tout appareil de rotation en surface .Ce procédé permet d'obtenir un couple de rotation important et autorise la réalisation de puits de grands diamètres. Pour la réalisation d'ouvrages dans des formations géologiques très difficiles, la puissance de rotation de ce dispositif peut-être renforcée par intermittence ou en continu par deux ou plusieurs roues pneumatiques placées sur la partie supérieure du disque et animées individuellement par un moto réducteur .Un fluide comprimé indépendant permettra en même temps le fonctionnement du moto-réducteur et le gonflage des pneumatiques qui assurent l'adhérence contre la paroi verticale du puits. Le plateau est d'épaisseur suffisante pour recevoir la fixation de plusieurs marteaux pneumatiques ou hydrauliques ainsi que la distribution du fluide comprimé. L'ensemble de l'engin de creusement se décompose en deux parties. La partie supérieure assure la stabilité et la rectitude du puits, se déplace verticalement, supporte par l'intermédiaire d'un joint tournant la partie inférieure animée d'un mouvement de rotation . Un deuxième joint tournant autorise l'alimentation des marteaux, des moteurs et des roues en fluide comprimé provenant d'un générateur de surface . Le retour des déblais ainsi que l'eau de la nappe vers la surface s'effectue suivant le procédé de circulation inverse (Brevet nO 2.597.150). Tous les matériels sont étanches afin de pouvoir fonctionner dans l'eau L'invention est en outre caractérisée par les différents détails qui en seront donnés à titre d'exemple ci-dessous: La figure 1 est une vue schématique de la partie perforatrice montrant la disposition des marteaux, la partie du dispositif mobile (27) et la partie fixe (26), l'alimentation en fluide comprimé ainsi que la récupération (4,28) et l'évacuation (6,12) des déblais, la fixation du câble permettant le maintien en place du dispositif pendant la foration ainsi que la montée et la descente de l'ensemble pour les manoeuvres. La queue (30) des taillants périphériques (1) est excentrée de façon à obtenir une meilleure répartition de la frappe des marteaux sur la surface des taillants en contact avec le front de taille. Par ailleurs, les taillants périphériques ont la forme de secteur de cercle. La figure 2 est une vue schématique de dessus en coupe C.C. de la figure 3, montrant la position des roues motrices (15) et des motos réducteurs (23-24) ainsi que la position des taillants (1) et balais (28) . La figure 3 est une vue schématique de la partie motrice du dispositif en coupe B.B. de la figure 2 montrant les roues motrices inférieures (15) et les roues supérieures (16), ainsi que le procédé d'appui des roues inférieures par l'intermédiaire de ressorts (21) et de bielles.(22) L'effort exercé par les ressorts permet d'obtenir l'adhérence nécessaire des roues sur le front de taille et la rotation de l'appareil lorsque l'on soulève l'ensemble pour dégager de quelques centimètres les marteaux ou pour arrêter la frappe et obtenir un meilleur soufflage. La figure 4 est une vue générale du dispositif. Selon la figure 1, l'ensemble du dispositif est constitué par un plateau circulaire (5) sur lequel sont fixés des marteaux (2) et (3), le plateau (5) étant lui même fixé sur une tige à double parois (14), elle même reliée au stabilisateur (10) par le joint tournant (9) . La cloche conique (4) avec l'aide des balais (28) permet de canaliser les déblais de roche créés par la frappe des marteaux vers le centre de la tige double parois (14) . Selon la figure 3, les roues (15) prenant appui sur le fond du puits, activées par les moto réducteurs (23) et (24), entraînent dans un mouvement de rotation le plateau porte marteaux (5) autour d'un axe vertical formé par le marteau central (3). Celui-ci guide l'ensemble du dispositif. Les roues supérieures (16) activées par les moto-réducteurs (17) prennent appui sur la paroi verticale du puits, l'adhérence contre la paroi étant obtenue par la mise sous pression des pneus. Un circuit d'air comprimé assure l'alimentation des moto réducteurs ainsi que le gonflage des pneumatiques . Le circuit est actionné à distance à l'aide d'une vanne (29) télécommandée. Le dégonflage des roues pneumatiques supérieures provoque la diminution du diamètre de celles-ci et arrête leur effet moteur . L'arrêt d'arrivée d'air comprimé stoppe en même temps les moto réducteurs supérieurs. Un outil de forage construit selon l'invention peut être avantageusement utilisé pour le creusement de puits de grands diamètres dans les roches très dures. On comprend qu'un tel appareil apporte un avantage certain car il permet de supprimer le personnel au fond du puits et en diminue la fatigue, donc gain de sécurité, de temps, puisque l'avancement du creusement peut être très important . n n'implique qu'un matériel très réduit en surface. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fond mécanique permettant l'entrainement en rotation d'un plateau circulaire supportant des marteaux pour le creusement de puits sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un appareillage de forage lourd en surface, caractérisé par le fait que le plateau circulaire (5) supportant des marteaux (2) et (3) est entraîné dans un mouvement de rotation autour d'un axe formé par le marteau central (3), par des roues caoutchoutées (15) et (16) prenant appui sur le fond et sur la partie verticale du puits .La partie inférieure mobile (27) de l'ensemble du dispositif est supportée par la partie supérieure (26) non animée de rotation. Les deux parties du dispositif étant reliées entre elles par le joint tournant (9). 2. Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait que les roues motrices inférieures (15) entraînent le plateau (5), supportant les marteaux (2) et (3), dans un mouvement de rotation autour d'un axe central formé par le marteau (3). 3. Dispositif conforme à la revendication 2 caractérisé par le fait que les roues supérieures motrices (16) renforcent le couple de rotation du dit plateau (5) en prenant appui sur la paroi verticale du puits. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que les roues motrices supérieures (16) et inférieures (15) sont activées par des moto-réducteurs (17,23,24) utilisant le fluide comprimé commun aux marteaux comme source d'énergie. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte des ressorts (21) assurant un appui constant sur les roues motrices inférieures (15) en prenant appui sur le plateau (5) et des bielles (22) . 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte des balais (28) fixés sous la cloche (4) assurant , par frottement sur le front de taille, la récupération des déblais. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le joint tournant (9) assure la liaison entre la partie mobile inférieure (27) et la partie supérieure (26). 8. Dispositif selon la revendication 1 ou 7 caractérisé par le fait que le stabilisateur (10) est fixé sur la partie supérieure du dispositif. 9. Dispositif selon la revendication l ou 3 caractérisé par le fait que les vannes (29) sont commandées à distance pour l'alimentation en fluide comprimé des roues supérieures (16) . 10. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait qu'un tube souple (12) fixé au sommet de l'appareil permet le cheminement des déblais à la surface du sol. 11. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les taillants périphériques (1) ont leur queue (30) excentrée par rapport à l'axe des taillants.