Vous n'avez peut-être jamais entendu parler de foreuse fond de trou, n'est-ce pas ? Il s'agit d'une machine de forage souvent utilisée pour le forage de trous d'ancrage, de trous de mine, de trous d'injection et autres travaux de construction dans le cadre de projets urbains, ferroviaires, routiers, fluviaux, hydroélectriques, etc. Dans cet article, Xiaodian vous présente en détail la structure, le principe de fonctionnement et la classification des foreuses fond de trou. C'est parti !
Composition du mécanisme d'une grande installation de forage de fond de trou.
1. Support de perçage : Le support de perçage est le rail de guidage permettant le coulissement du dispositif de rotation, l'avancement et le levage de l'outil de perçage.
2. Compartiment : Le chariot est une structure en forme de boîte carrée soudée à partir de plaques d'acier, qui sert à connecter et à supporter le cadre de forage.
3. Dispositif rotatif : Ce mécanisme est composé d’un moteur hydraulique, d’un mécanisme de broche, d’une tête de pression, d’un plateau coulissant et d’un système d’alimentation en air centralisé. La chaîne du mécanisme de propulsion est fixée au plateau coulissant par l’intermédiaire d’un axe et d’un amortisseur à ressort.
4. Mécanisme de propulsion : Le mécanisme de propulsion est composé d'un moteur hydraulique de propulsion, d'un ensemble de pignons, d'une chaîne et d'un ressort amortisseur.
5. Déchargeur de tiges : Le déchargeur de tiges est composé d'un corps de tige supérieur, d'un corps de tige inférieur, d'un cylindre de serrage et d'un cylindre de sortie de tige.
6. Dispositif d'élimination de la poussière : Le dispositif d'élimination de la poussière se divise en plusieurs méthodes telles que l'élimination de la poussière sèche, l'élimination de la poussière humide, l'élimination de la poussière mixte et l'élimination de la poussière en mousse.
7. Mécanisme de marche : Le dispositif de marche est composé d'un châssis de marche, d'un moteur hydraulique, d'un réducteur planétaire à plusieurs étages, d'une courroie de chenille, d'une roue motrice, d'une roue menée et d'un dispositif de tension.
8. Châssis : le groupe compresseur d'air, le dispositif d'élimination de poussière, le groupe pompe à carburant, le groupe de vannes, la cabine, etc. sont tous installés sur le châssis.
9. Mécanisme de rotation du fuselage : Ce mécanisme est composé d'un moteur de rotation, d'un frein, d'un dispositif de décélération, d'un pignon, d'un roulement de rotation, etc.
10. Le mécanisme de lacet de l'appareil de forage : ce mécanisme est composé d'un cylindre de lacet, d'un arbre de charnière et d'un siège de charnière, qui peuvent faire lacet l'appareil à gauche et à droite et ajuster l'angle de forage.
11. Système de compresseur et impacteur : Le système de compresseur est généralement équipé d'un compresseur d'air à vis pour fournir de l'air comprimé au système de nettoyage par jet de l'impacteur haute pression et du dépoussiéreur à flux laminaire.
Composition de base d'un appareil de forage de fond de trou à usage général
L'outillage de forage se compose d'une tige de forage, d'un trépan et d'un marteau perforateur. Lors du forage, deux adaptateurs de tige de forage sont utilisés pour percer la plaque d'acier inoxydable. Le système d'alimentation en air de la tige de forage comprend un moteur rotatif, un réducteur rotatif et un dispositif rotatif d'alimentation en air. Le réducteur de rotation est un engrenage cylindrique à trois étages fermé, lubrifié automatiquement par un graisseur à spirale. Le dispositif rotatif d'alimentation en air comprend un corps de raccordement, un joint d'étanchéité, un arbre creux et un raccord de tige de forage. Il est équipé de pinces pneumatiques pour le raccordement et le débranchement de la tige de forage. Le mécanisme de réglage de la pression de levage est actionné par le moteur de levage grâce au réducteur de levage, à la chaîne de levage, au mécanisme de rotation et à l'outil de forage. Dans le système à chaîne fermée, un vérin de régulation de pression, une poulie mobile et un agent d'étanchéité sont installés. En fonctionnement normal, la tige de piston du vérin de régulation de pression pousse la poulie pour permettre à l'outil de forage d'effectuer un forage par décompression.
Principe de fonctionnement d'une foreuse de fond de trou
Le principe de fonctionnement d'une foreuse fond de trou est identique à celui d'une perforatrice pneumatique rotative à percussion classique. Les perforatrices pneumatiques combinent un mécanisme de rotation et de percussion, et transmettent l'énergie de percussion au trépan par l'intermédiaire de la tige de forage ; la foreuse fond de trou, quant à elle, sépare le mécanisme de percussion (impacteur) et plonge directement au fond du trou. Quelle que soit la profondeur de forage, le trépan est installé directement sur l'impacteur, et l'énergie de percussion n'est pas transmise par la tige de forage, ce qui réduit les pertes d'énergie.
Avec l'augmentation de la profondeur de forage des foreuses de fond de trou, la perte de capacité de forage des tiges et des joints (forage de trous moyens et profonds) s'accroît, la vitesse de forage diminue significativement et les coûts augmentent. Afin de réduire les pertes de production et d'améliorer l'efficacité du forage, une foreuse de fond de trou a été conçue. Alimentée par air comprimé, elle fonctionne grâce à un marteau pneumatique installé à l'extrémité du train de tiges, avec le trépan. Lors du forage, le mécanisme de propulsion maintient l'outil de forage en mouvement, exerçant une pression axiale sur le fond du trou et assurant le contact du trépan avec la roche. Le piston effectue alors un mouvement de va-et-vient et frappe le trépan pour achever le forage. L'air comprimé, provenant du système d'alimentation rotatif, pénètre au fond du forage par la tige creuse. La poudre de roche concassée est évacuée de l'espace annulaire entre le train de tiges et la paroi du forage vers l'extérieur. Le forage de roche en fond de trou repose donc sur la combinaison de deux méthodes de concassage : l'impact et la rotation. Sous l'effet de la pression axiale, l'impact est intermittent tandis que la rotation est continue. Cette action provoque un concassage et un cisaillement continus de la roche. Dans le forage de roche en fond de trou, l'énergie d'impact est prépondérante.
Classification des appareils de forage de fond de trou
La structure d'un appareil de forage fond de trou se divise en deux types : monobloc et en deux parties. Selon le mode d'évacuation des gaz, on distingue deux types : à évacuation latérale et à évacuation centrale. Enfin, selon la forme des plaquettes en carbure incrustées sur la surface de travail, on trouve des forets fond de trou à lames, à dents de colonne et hybrides (lames-lames).
L'appareil de forage fond de trou monobloc est composé d'une tête et d'une queue. Simple à fabriquer et facile à utiliser, il minimise les pertes de transmission d'énergie. Son principal inconvénient est qu'en cas d'endommagement de la tête de forage, l'appareil est mis au rebut. L'appareil de forage fond de trou modulaire, quant à lui, est constitué d'une queue (ou tige de forage) séparée de la tête et reliée par un filetage spécial. Ainsi, même en cas d'endommagement de la tête, la tige de forage peut être conservée, ce qui permet de préserver l'acier. Cependant, sa structure est plus complexe et son rendement de transmission d'énergie s'en trouve réduit.
Date de publication : 25 avril 2023
