Brevet FR3031763A1 — publié le 20160722

. TURBO- MARTEAU DE FOND POUR REALISATION DE FORAGES PETROLIERS ET MINIERS La présente invention à titre de produits industriels nouveaux concerne un outil de forage des sols. A l'heure actuelle les forages pour la recherche d'hydrocarbures sont verticaux, mais aussi inclinés et même horizontaux. Ceux-ci pour capter des zones géologiques productives de faible 10 épaisseur, mais de grande longueur, ce qui explique la réalisation de ces forages déviés. Cette technique s'applique aussi à la recherche minière ou gazière dans les roches mères à faible teneur en gaz. La méthode employée aujourd'hui permet de forer des trous 15 horizontaux à l'aide d'un outil appelé turbine, elle est vissée à la base d'un train de tiges classiques celles-ci permettant une certaine souplesse. A partir d'un forage vertical d'une profondeur déterminée, la turbine permet la déviation du forage en évitant que le train de tiges tourne, 20 en suivant un grand rayon le forage peut être poursuivi jusqu'à une ligne horizontale. Ladite turbine entraîne en rotation la tête de forage garnie en métal dur. Seul le poids de la garniture formée par le train de tiges assure son avancement, elle-même alimentée en énergie par la boue du forage 25 injectée sous pression depuis le sol via le train de tiges. Ce type de foration offre de bons résultats mais un tel dispositif engendre quelques inconvénients. En effet les avancements de foration sont très lents, les matériaux désagrégés par la tête de forage, remontent à la surface, en très 30 fines particules ce qui est un inconvénient majeur pour déterminer la nature des minéraux forés, sous l'effet de la boue assurant la lubrification. La présente invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients. Pour cela la puissante turbine est remplacée par un outil appelé turbo marteau comportant deux circuits hydrauliques. Ledit turbo marteau assure un forage plus rapide, sous l'effet des 5 chocs rapides répétés sur le taillant, la roche est fracturée et désagrégée en morceaux de quelques millimètres ce qui permet une interprétation plus rapide des matériaux rencontrés. En outre un tel dispositif permet de forer des trous de plus grands diamètres, d'obtenir un volume plus important de déblais pour la 10 reconnaissance géologique. Sous l'effet de chocs émis par le marteau le sol est déstabilisé, cela permet au fluide contenu éventuellement dans la couche de se libérer plus facilement pour être traité et analysé en surface. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement montrent 15 un mode de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en plan montrant la disposition des éléments, constituant l'invention, contenue dans deux tubes concentriques métalliques 1 et 2 La turbine 3 entraîne en rotation par l'intermédiaire d'un arbre 20 muni de cardans 4, la pompe hydraulique à double corps 6 fixée à l'intérieur du réservoir 5 contenant le fluide. On comprend qu'ainsi installé un corps de la pompe 6 puisse alimenter en fluide hydraulique le marteau 9 par les canalisations 18 et 19. Le deuxième corps de la dite pompe 6 assure l'alimentation en 25 fluide hydraulique par les canalisations 16 et 8 le moteur à rotation lente et à arbre creux 12. L'impact de frappe fourni par le marteau 9 est transmis au taillant 20 par l'arbre cannelé 11 solidaire du taillant 20 fixé par un filetage 21. 30 L'amortisseur 23 absorbe les vibrations engendrées par le marteau. Le moteur hydraulique à rotation lente 12 possède dans son arbre creux des cannelures permettant l'entraînement et le déplacement latéral de l'arbre cannelé 11. Ledit arbre 11 vissé sur le taillant 20 l'entraîne dans un mouvement rotatif. Le taillant se déplace latéralement il est maintenu par un jonc 22 à l'intérieur du tube 2 dans la lumière 15. La fixation du taillant étant très connue elle n'est pas décrite. La conception du marteau hydraulique étant très connue elle n'est pas décrite. La boue du forage à la sortie de la turbine 3 est canalisée vers le front de taille, dans le canal formé par l'espace annulaire 17 entre le 10 tubage 1 et 2. Les joints 7-10-13 assurent l'étanchéité des arbres tournant. Lorsque le taillant 20 est en contact avec le front de taille l'arbre cannelé vient déplacer le piston frappeur 14 du marteau 9, le dit marteau se met en action de frappe, et dès que l'arbre cannelé 11 15 n'est plus en contact avec le frappeur 14 celui-ci annule son action. La figure 2 est une vue générale de l'invention. Il est bien entendu que l'étendue de l'invention n'est pas limitée à l'exemple ou aux exemples de réalisation qui en ont été décrits, toute variante considérée comme équivalence ne pouvant en 20 modifier la portée. La présente invention permet d'accélérer les travaux de forage, ainsi qu'une meilleure interprétation de l'analyse des déblais remontant à la surface ainsi que la détection des gaz contenus dans les roches mères. 25 REVENDICATIONS1°) Dispositif permettant la réalisation des forages de sols à l'aide d'un turbo marteau à double circuit hydraulique. Caractérisé par le fait qu'il présente un double tubage (1,2) contenant une turbine (3) qui entraîne une pompe hydraulique (6)1 celle-ci transmet l'énergie à un marteau (9), ledit marteau (9) exerce son action de frappe sur un arbre cannelé (11) solidaire par un filetage (21) d'un taillant (20)1 ledit taillant (20) entraîné dans un mouvement rotatif par l'arbre cannelé (11) traversant un moteur (12), l'arbre central du moteur est creux et cannelé, ledit moteur (12) est alimenté en énergie par la pompe hydraulique (6) elle-même entraîné par la turbine (3). 2°) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la turbine (3) est activée par la boue du forage, est placée à l'intérieur du double tubage (1,2) visée à la base d'un train de tiges. 30) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la 20 pompe hydraulique (6) à double corps est positionnée à l'intérieur d'un réservoir (5) contenant le fluide de telle sorte que la turbine (3) puisse l'entraîner. 40) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la 25 pompe hydraulique (6) à double corps alimente le marteau (9) ainsi que le moteur à rotation lente (12) 5°) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que l'arbre cannelé (11) qui traverse en son centre le moteur à arbre 30 creux cannelé est solidaire du taillant (20) par un filetage (21). S 3031763 6°) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que l'arbre cannelé (11) est positionné sous l'axe du marteau (9) qui transmet l'impact de frappe au taillant (20), et la mise en rotation. 5 7°) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le double tubage (1,2) permet la circulation de la boue de forage vers le taillant (20) et le front de taille.