Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'invention se rapporte aux outils de forage et
notamment aux outils de forage à haut rendement du type a lames
serties ou moulees portant des blocs en gradins, de preference
diamantes et conçus pour detruire les carottes en cours de
formation et accroître le rendement.
Il existe de nombreux types d'outils comprenant des
moyens destines a eliminer les carottes en formation. Un grand
nombre laisse la carotte se developper sur une certaine lon-
gueur afin de la detruire plus commodement.
C'est ainsi que l'on peut citer, parmi les nombreux
dispositifs d'attaque d'une carotte, les dispositifs comportant
au centre de l'outil un passage d'une longueur relativement
importante par rapport a la hauteur totale de l'outil se ter-
minant au niveau de l'evacuation des debris par un poincon
conique et sans mouvement de rotation par rapport a la carotte,
ayant pour but de la faire eclater a son contact.
En depit des avantages que presente un tel outil,
son utilisation peut entraîner, selon les roches rencontrees,
certaines difficultes dues a des cassures brusques, provoquant
un risque de bourrage d'autant plus gênant que l'avancement est
rapide et que les morceaux de la carotte sont de dimensions
relativement grandes.
L'objet de la presente invention, telle que revendi-
quee ici, est un outil de forage comportant des elements
d'attaque disposes au moins exterieurement sur une couronne
entourant a distance l'axe de rotation de l'outil et un cône
d'attaque de la carotte formee dans l'espace interne a la cou-
ronne, ce cône etant fixe a l'interieur de l'outil sur l'axe
de rotation de celui-ci, avec sa pointe dirigée vers le front
d'attaque extrême, et recevant sur une partie de sa base la
boue de forage qui s'evacue a la peripherie de l'outil apres
son passage sur le front d'attaque extrême, caracterise en ce
~ .
- 1 - ~
~ ~ ' .
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que ce cône est dispose dans l'espace radialement interne a
ladite couronne, est entraine en rotation avec ladite couronne
et comporte une surface laterale d'attaque de sorte que le
cône exerce une double action de poinc,onnement et de forage sur
la carotte au cours de la formation de celle-ci.
Selon un autre aspect, l'invention est revendiquée en
tant qu'un outil de forage dont le front d'attaque extrême
s'effectue hors de son axe de rotation, caract~risé en ce qu'il
comporte à l'extrémité de cet axe de rotation, un cône de
forage de la car,otte centrale formee a l'interieur du front
d'attaque.
Un autre objet de l'invention est de favoriser
l'~vacuation des débris avec ceux formés dans la zone d'attaque
, extérieure à la zone centrale en faisant converger la boue de
forage dans la zone centrale et en évacuant cette boue unique-
ment en aval du cône central d'attaque.
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On obtient de cette manière, un nettoyage approprié à
la dimension réduite des éléments d'attaque du cône central, quel
que soit le type de cône de forage central utilisé.
Un autre objet de l'invention est l'inclusion, au som-
met du cône de forage de la carotte, d'un diamant servant de pivot
au cône de forage et favorisant l'éclatement en petits écalts de
la roche par poinçonnement, le travail de découpe et ou d'abra-
sion étant effectué par les éléments de forage du cône répartis
sur sa surface.
L'expérience montre que la vitesse d'avancement obtenue
est accrue sans risque de graphitisation du diamant, celui-ci
ayant une vitesse aréolaire nulle et étant abondamment balayé par
la ~oue.
D'autre part, l'éclatement de la carotte en petits
éclats, sous l'effet du diamant pivot, est facilité par la dé-
compression qui s'opère au niveau des parties périphériques de la
carotte en raison de l'attaque classique de cette périphérie par
la surface intérieure de l'outil.
D'autre objets et caractéristiques de l'invention res-
sortiront de la description suivante faite en référence aux
dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif,
un mode de réalisation de l'outil à attaque de la carotte.
Sur les dessins:
la figure 1 est un représentation schématique en éléva-
tion et en coupe axiale de l&outil de forage,
la figure 2 une vue schématique en plan de la disposi-
tion des lames d'attaque, et
la figure 3 la vue en élévation de deux lames d'attaque -
périphériques de l'outil.
Bien que l'invention puisse être réalisée sur tous
types d'outils de forage dont la rotation entraîne la formation
d'une carotte que l'on désire détruire pour ne remonter que des
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débris de dimensions réduites, on a représenté figure l un type
d'outil à très haut rendement 1 particulièrement adapté à l'utili-
sation d'un cône de forage 2 de la carotte 3.
Le cône 2 peut être obtenu et incorporé à l'outil par
toute technique connue. Il peut donc être moulé ou serti, être
réalisé par simple frittage avec ou sans infiltration. Les arêtes
d'attaque à la surface du cône 2 ont été schématisées par le
profil 4, cette ligne n'ayant pour objet que de rappeler que le
cône 2 est un cône de forage dont la nature et la structure dé-
pendent de la nature des terrains que l'on doit attaquer. Ainsi,le cône 2 peut comporter une concrétion diamantée ou comporter un
sertissage de diamants sur toute ou partie de sa surface, celle-ci
comportant éventuellement des lames dans lesquelles sont incorporés
des diamants ou une concrétion diamantée. ;
De préférence, la pointe du cône 2 porte un diamant 5
qu'il s'agisse d'un cône à lames d'attaque ou du cône à diamants
sertis représenté figure 2. Les orifices de la boue provenant des
passages tels que ll sont disposés au niveau de la base du cône 2,
de fac,on à irriguer la totalité des surfaces du cône central 2 et -
de la partie active intérieure de l'outil pour s'écouler ensuiteau-delà du front d'attaque extrême 13 et remonter en surface après
passage des lames périphériques 14 et 15. Dans cet exemple, le
cône 2 est limité par la section 6 d'un côté de l'axe 7 de fa,con
à laisser un espace libre 8 en regard des dents d'attaque 9 de la
lame opposée 10 pour faciliter l'écoulement de la boue.
Le sommet du cône avec son diamant 5 est situé dans ~ -
l'axe 7 de la carotte en cours de formation. De cette manière, la
base de la carotte 3, qui s'étend du fond extrême 13 au diamant 5
et qui se trouve déjà en moindre pression que le terrain sous-
jacent par l'attaque latérale et frontale des arêtes des lames de
forage 9, se termine par une zone 16 soumise à une décrompression
intense due à l'attaque des lames internes de forage 9 et de la
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surface d'attaque 4 du cône de forage 2. Cette décompression est
d'autant plus grande que, dans cette région, le cône 2 s'appuie sur
le diamant pivot S, facilitant par effet de poinçonnement sur la
partie centrale de la carotte le travail des autres diamants et
des arêtes des surfaces 4, 9 et 17. Il va de soit que, selon le
type d'outil utilisé, le niveau du diamant pivot 5 peut varier par
rapport à la configuration des niveaux des lames d'attaque, mais
le diamant pivot reste toujours à un niveau suffisamment proche de
la base 13 de la carotte pour que la longueur de celle-ci ne dé-
passe jamais la hauteur sur laquelle s'étend l'ensemble des sur-
faces d'attaque de l'outil.
On remarquera que, dans le mode de réalisation considéré,
de larges zones 18 ont été prévues sans lame au voisinage du front
d'attaque extrême 13, afin de fournir un important volume libre
aux débris et à la boue. Ainsi, les extrémité des lames telles que
10, 19, 20 et 21, sont au niveau 13, alors que les extrémités des
lames telles que 22 sont au niveau 25, lui-même supérieur à celui
des extrémités 26 et 27 des lames 23 et 24. Ces décalages en-
traînent, en outre, des décalages de niveau entre gradins d'attaque
de lames consécutives, comme on peut le voir en considérant les
gradins 28, 26 et 29 par exemple, ainsi que les lames périphéri-
ques 14.
Les surfaces d'attaque 30 et 31, de niveaux différents,
présentent une certain inclinaison, facilitant l'évacuation des -
débris décomprimés après passage des arêtes d'attaque 32. De même,
un certain angle de dégagement 36 a été prévu sur les faces avant
par rapport au sens de rotation des lames. Ces particularités com-
binées aux passages périphériques, tels que ceux formés entre les
lames et les bords 35 de l'outil, contribuent à accroître le rende-
ment total de l'outil. Le cône d'attaque 2, ainsi que toute autre
partie de l'outil, peuvent comporter des diamants sertis, des con-
crétions diamantées ou des pastilles de carbure de tungstène ou
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de n'importe quel autre métal résistant à l'abrasion.
Ainsi, non seulement on ne sortirait pas du cadre de la
présente invention en utilisant un autre type d'outil pour y
adapter un cône central attaquant la carotte en cours de forma-
tion au voisinage du front d'attaque extreme, ce cône, disposé à ~
l'extrémité de l'axe de rotation 7, pouvant se prolonger au-delà .
de la ligne 6, mais quel que soit le mode de réalisation adopté .
on aboutit à un ensemble particulièrement efficace pour effectuer
un forage rapide et sans remontée de l'outil sur une très grande :
profondeur.
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