Brevet FR2905724A1 — publié le 20080314

La présente invention concerne les matériels de foration, utilisés lors de travaux souterrains en particulier dans les exploitations minières. Elle se rapporte, en particulier, aux dispositifs de foration par rotopercussion, du genre connu sous la désignation "marteau fond de trou", utilisés dans des galeries de mine de faible hauteur, notamment pour la foration de trous dans le "toit" de telles galeries. Encore plus particulièrement, cette invention se rapporte à un tubage flexible, utilisé pour alimenter, en fluide hydraulique sous haute pression tel que de l'eau, un marteau fond de trou tel que décrit, par exemple, dans les documents de brevet EP 0 394 255 BI, EP 0 534 806 BI, et EP 0 733 152 B1. Un tel marteau fond de trou comporte un corps de perforatrice de forme générale cylindrique qui est relié, par le tubage flexible, à une pompe à eau sous haute pression, placée à distance notamment sur un véhicule porteur de faible hauteur. Des moyens de déplacement en avant du tubage flexible sont prévus sur le véhicule porteur, pour transmettre par l'intermédiaire de ce tubage flexible une poussée au corps de perforatrice, la profondeur du trou foré étant sensiblement équivalente à la course d'entraînement du tubage flexible. En outre, des moyens d'entraînement en rotation du tubage flexible sont prévus sur le véhicule porteur, pour transmettre par l'intermédiaire de ce tubage un mouvement de rotation alternatif ou continu au corps de perforatrice. Ainsi, le tubage flexible doit ici, simultanément, assurer la transmission de l'effort de poussée (qui peut être supérieur à 2000 N) et du couple de rotation (de l'ordre de 50 à 200 Nm) au corps de perforatrice, ainsi que le transport d'un fluide hydraulique sous pression. Il n'existe, à l'heure actuelle, aucun dispositif flexible pouvant réaliser de façon satisfaisante ces trois fonctions, donc adapté à l'application ici concernée. En particulier, si l'on utilise un flexible hydraulique classique, dont les raccords terminaux sont sertis sur un tuyau en caoutchouc, ce flexible ne supporterait pas un couple de rotation important. La présente invention vise à pallier à cette lacune, et elle a donc pour but de fournir un dispositif flexible de conception spécifique, permettant de transmettre un effort de poussée et un couple de rotation, tout en assurant le transport du fluide hydraulique sous pression nécessaire au fonctionnement du marteau fond de trou, ce dispositif restant composé de pièces et matières relativement courantes de manière à pouvoir être fabriqué de façon 2905724 2 économique et à pouvoir aussi être remplacé aisément après usure ou dégradation. A cet effet, l'invention a pour objet un tubage flexible pour dispositif de foration par rotopercussion, le tubage flexible étant prévu pour transmettre 5 un effort de poussée et un couple de rotation à un corps de perforatrice, et pour alimenter le corps de perforatrice en fluide hydraulique sous pression, ce tubage flexible étant essentiellement caractérisé par le fait qu'il se compose, à l'extérieur ou à l'intérieur, d'un flexible hydraulique et, à l'intérieur ou à l'extérieur selon le cas, d'un tuyau agrafé ou d'un ressort à spires jointives, les 10 extrémités du tubage flexible étant pourvues de raccords aptes à transmettre l'effort de poussée et le couple de rotation. Dans ce tubage flexible, le flexible hydraulique extérieur (ou intérieur) apporte l'étanchéité, et la résistance à la pression, nécessaires au transport du fluide hydraulique notamment de l'eau sous haute pression, qui 15 est amené au marteau fond de trou pour assurer la fonction de percussion. Ce flexible hydraulique extérieur (ou intérieur) possède avantageusement structure classique, avec une, deux ou plusieurs tresses. Le tuyau agrafé intérieur (ou extérieur) apporte au tubage flexible la rigidité nécessaire pour transmettre l'effort de poussée et le couple de rotation 20 utilisés pour la foration. Les raccords, situés aux extrémités du tubage flexible, sont nécessaires au raccordement de ce tubage flexible aux moyens motorisés d'entraînement en rotation d'une part, et au marteau fond de trou, d'autre part. Afin de transmettre l'effort de poussée et le couple de rotation par 25 l'intermédiaire des raccords, il est prévu une liaison rigide entre une partie de chaque raccord et l'extrémité correspondante du tuyau agrafé ou du ressort à spires jointives. Dans un mode de réalisation préféré du tubage flexible objet de l'invention, chaque raccord comprend un embout annulaire extérieur de 30 raccordement, un insert cylindrique engagé à l'intérieur du tuyau agrafé ou du ressort à spires jointives lui-même intérieur, et une jupe extérieure emboîtée autour de l'extrémité du flexible hydraulique ici extérieur. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, 35 à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce tubage flexible pour dispositif de foration par rotopercussion : 2905724 3 Figure 1 est une vue partielle d'un tubage flexible conforme à la présente invention, vu en coupe passant par son axe ; Figure 2 illustre une utilisation de ce tubage flexible, sur un dispositif de foration par rotopercussion. 5 La figure 1 représente un tronçon d'un tubage flexible, désigné dans son ensemble par le repère 2, cette figure montrant plus particulièrement la région d'une extrémité de ce tubage flexible 2. Dans sa partie courante, le tubage flexible 2 possède un diamètre inférieur à 30 mm, et il se compose ici d'un flexible hydraulique classique 3 à 10 l'extérieur, et d'un tuyau de type agrafé 4 à l'intérieur. Le flexible hydraulique 3, qui peut être à deux, trois ou quatre tresses, procure l'étanchéité et la résistance à la pression, nécessaires au transport du fluide hydraulique, tel que de l'eau sous haute pression, qui alimente ici un marteau fond de trou 5 (voir figure 2). 15 Le tuyau agrafé 4 procure au tubage flexible 2 la rigidité nécessaire pour transmettre au marteau fond de trou 5 l'effort de poussée et le couple de rotation. Aux deux extrémités du tubage flexible 2 sont prévus des raccords 6, dont l'un est visible sur la figure 1. Chaque raccord 6 comprend un 20 embout annulaire extérieur de raccordement 7, un insert cylindrique 8 engagé à l'intérieur du tuyau agrafé 4, et une jupe extérieure 9 emboîtée autour de l'extrémité du flexible hydraulique 3. Le raccord 6 ainsi constitué possède une liaison rigide avec le tuyau agrafé 4, ce qui permet la transmission de l'effort de poussée et du couple de rotation par l'intermédiaire de ce raccord 6, 25 notamment pour transmettre cet effort de poussée et ce couple au marteau fond de trou 5. La figure 2 illustre, très schématiquement et à titre d'exemple, un dispositif de foration par rotopercussion utilisant le tubage flexible 2 précédemment décrit. Ce dispositif de foration comprend un véhicule 30 porteur 10, possédant un châssis 11 et des roues 12, qui lui permettent de se déplacer dans une galerie de mine 13 pouvant être de faible hauteur H. Sur le châssis 11 du véhicule 10 est montée une plateforme mobile 14, déplaçable en translation dans le sens de la longueur du châssis 11. La plateforme mobile 14 porte une pompe à eau 15 sous haute pression qui est reliée, par le tubage 35 flexible 2, au marteau fond de trou 5 lequel, en cours d'utilisation, est amené à 2905724 4 l'emplacement du trou à forer, notamment au niveau du "toit" de la galerie de mine 13. Au point de départ du tubage flexible 2, sont prévus une électrovanne 16 autorisant le passage de l'eau sous haute pression vers le 5 tubage 2, et des moyens motorisés 17 d'entraînement en rotation du tubage flexible 2. Dans le cas présent, le premier raccord 6 du tubage flexible 2 est raccordé aux moyens motorisés 17 d'entraînement en rotation de ce tubage flexible 2. Le second raccord 6 du tubage flexible 2 est raccordé à l'extrémité 10 arrière du corps de perforatrice appartenant au marteau fond de trou 5. Ainsi, le tubage flexible 2 assure, avec ses raccords 6, la transmission vers le marteau fond de trou 5 : - de l'effort de poussée F exercé par le déplacement en translation motorisé de la plateforme mobile 14 ; et 15 du couple de rotation C imparti par les moyens motorisés 17. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce tubage flexible pour dispositif de foration par rotopercussion qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. 20 C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : par une inversion de disposition, dans la structure du tube flexible, le flexible hydraulique occupant dans ce cas une position intérieure (et non plus extérieure), et le tuyau agrafé occupant alors une position extérieure (et non plus intérieure) ; par des modifications de détail, concernant par exemple la constitution des raccords du tubage flexible, notamment ses embouts qui peuvent être de tout type ; par le recours à tous composants équivalents, en particulier le remplacement du tuyau agrafé intérieur du tubage flexible par un ressort intérieur à spires jointives, dont la conception permettrait également de transmettre l'effort de poussée et le couple de rotation ; par l'adaptation de ce tubage flexible à des dispositifs de foration par rotopercussion de divers types, en ce qui 25 30 35 5 10 2905724 5 concerne tant le marteau fond de trou que le système d'alimentation en fluide sous pression et d'avance, la plateforme mobile en translation étant en particulier remplaçable par un dérouleur monté sur le véhicule porteur et provoquant l'avance du tubage flexible ; enfin, dans le même ordre d'idées, en remplaçant la plateforme mobile par une glissière de foration classique, auquel cas l'ensemble constitué par les moyens d'entraînement en rotation, le tubage flexible et le marteau fond de trou peut se déplacer sur la glissière. REVENDICATIONS 1. Tubage flexible (2) pour dispositif de foration par rotopercussion, le tubage flexible (2) étant prévu pour transmettre un effort de poussée (F) et un couple de rotation (C) à un corps de perforatrice (5), et pour alimenter le corps de perforatrice (5) en fluide hydraulique sous pression (P), caractérisé en ce qu'il se compose, à l'extérieur ou à l'intérieur, d'un flexible hydraulique (3) et, à l'intérieur ou à l'extérieur selon le cas, d'un tuyau agrafé (4) ou d'un ressort à spires jointives, les extrémités du tubage flexible (2) étant pourvues de raccords (6) aptes à transmettre l'effort de poussée (F) et le couple de rotation (C). 2. Tubage flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flexible hydraulique extérieur (3) ou intérieur possède une structure avec une, deux ou plusieurs tresses. 3. Tubage flexible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une liaison rigide entre une partie (8) de chaque raccord (6) et l'extrémité correspondante du tuyau agrafé (4) ou du ressort à spires jointives. 4. Tubage flexible selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque raccord (6) comprend un embout extérieur de raccordement (7), un insert cylindrique (8) engagé à l'intérieur du tuyau agrafé (4) ou du ressort à spires jointives lui-même intérieur, et une jupe extérieure (9) emboîtée autour de l'extrémité du flexible hydraulique (3) ici extérieur. 5. Utilisation du tubage flexible (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans un dispositif de foration par rotopercussion qui comporte une perforatrice (5) reliée, par le tubage flexible (2), à une pompe à eau (15) sous haute pression, des moyens motorisés (17) étant en outre prévus pour l'entraînement en rotation du tubage flexible (2).30