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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXECUTION? PAR PERFORATION, DE CONDUITES
TUBULAIRES SOUTERRAINES EN TERRAINS NON COHERENTS.
La présente invention a pour objet, d'une part un procédé pour l'exécution, par perforation, de conduites tubulaires horizontales et incli- nées par rapport au plan horizontal, à partir d'une fouille ou d'un puits, et, d'autre part, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Il n'est pas nouveau d'avoir songé à poser, par perforation, des conduites tubulaires en terrains non compacts, et une application particu- lière consiste dans la captation des eaux souterraines. Le procédé utilisé jusqu'à ce jour consiste à enfoncer horizontalement, dans le terrain un tube- gaine dont les parois sont de grande épaisseur et qui est muni d'un sabot d'attaque. La perforation terminée, on introduit dans le tube-gaine un tube percé de fenêtres, dont les parois sont de faible épaisseur, après quoi on sépare le sabot d'attaque et l'on retire le tube-gaine.
Le procédé utilisé jusqu'à ce jour s'est toutefois révélé inap- plicable à la construction économique de conduites tubulaires souterraines, parce que le diamètre que l'on peut pratiquement donner aux conduites restant dans le sous-sol est très petit; on ne peut pas songer à une disposition té- lescopique pour des conduites ayant un développement notable, parce que le sabot reste dans la direction de la perforation et en raison de la diminu- tion rapide du diamètre utile en passant d'un tron.çon au suivant.
Le procédé selon l'invention élimine cette déficience; il trouve son application à n'importe quelles conduites souterraines, qu'elles soient au-dessous ou au-dessus du niveau des nappes d'eau.
Ce procédé se caractérisé comme suità partir d'une fouille et d'un. puits, on enforce à la presse hydraulique, à travers leurs parois, un poinçon perforateur, en même temps que la conduite qui l'entoure, et ceci dans la direction désirée du sous-sol.
De cette manière, c'est le poinçon perforateur qui a à effectuer la majeure partie du travail de perforation.
Dans le cas de perforations de petit développement, et en terrain
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friable., le poinçon perforateur est massif et pointu à l'avant; dans le cas de perforations de développement importante il est, au contraire,creux et sa pointe est ouverte pour recueillir les matériaux dégagés.
Le poinçon et la conduite se composent de divers tronçons de longueur appropriée. Lorsque la longueur complète de perforation a été at- teinte, on n'enlève que le poinçon tandis que la conduite reste en place où elle se trouve.
Dans le cas de conduites ayant un développement notable, avec forte attrition sur les parois,, on pratique une nouvelle perforation téles- copique, d'un diamètre inférieur à celui du tronçon de conduite déjà exécu- té.
A titre d'exemple, l'invention peut être mise en pratique comme décrit ci-après,, en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
La figure 1 est une vue schématique en plan du dispositif en cours de travail;
Les figures 2 à 5 montrent schématiquement les stades successifs de l'opération de perforation.
Le dispositif représenté sur la figure 1 est installé dans un puits délimité par le mur 1; dans ce mur sont ancrées deux presses consti- tuées par un cylindre 2 dans lequel travaille un piston 3 solidaire d'une tige 4; aux deux extrémités de chacun'des cylindres 2 on peut admettre et éva- cuer un fluide sous pression., par exemple de l'eau ou de l'huile, par les tu- bulures 5 et 6. Aux tiges 4 est fixé un châssis 7 qui peut être déplacé par les presses, dans chacun des deux sens, ledit châssis étant soutenu par des guides d'un type quelconque qui, pour la simplicité, ne sont pas représentés sur le dessin.
Un bloc 8 peut être fixé dans diverses positions par rapport au châssis 7, par exemple au moyen de coins 9 engagés dans des encoches 10 du châssis 7 et dans d'autres encoches du bloc 8.
Sur le bloc 8 est fixé un poinçon 11 composé de tronçons assem- blés l'un à l'autre, le tronçon le plus en avant ayant son extrémité quelque peu formée en pointe.
Dans le cas de la figure 1, le poinçon 11 est tubulaire et ouvert tant à son extrémité d'avant qu'à son extrémité opposée où il se raccorde au bloc 8, lequel présente lui même une perforation coaxiale à celle du poin- con.
La dimension transversale du bloc 8 est plus grande que le dia- mètre du poinçon et, contre l'épaulement qui en résulte, vient s'appuyer un tube 12 qui entoure le poinçon 11, ce tube ayant un diamètre antérieur un peu supérieur au diamètre extérieur du dit poinçon; le tube 12 est., lui- même, composé de plusieurs sections assemblées l'une à l'autre.
Dans le mur 1 est pratiqué un trou pour le passage du tube 12 qui renferme le poinçon 11, le dit trou étant muni de moyens de retenue 13.
Au delà du mur 1, le tube 12 et l'extrémitédu poinçon 11 sont enfoncés dans le terrain non cohérent 14 dans lequel le tube 12 est destiné à rester en place.
La perforation du terrain, avec exécution simultanée de la mise en place du tube s'effectue comme représenté schématiquement sur les figures 2 à 5. Le dispositif se trouvant dans la position indiquée sur la figure 2, on admet de l'eau ou de l'huile sous pression dans le cylindre 2 par les tu- bulures 6,provoquant ainsi le mouvement du piston 3 qui ramène en arrière le poinçon 11, sur une certaine longueur de course, par exemple 50 cm. Le dispositif vient ainsi occuper la position représentée sur la figure 3 et l'extrémité en pointe du poinçon, en se retirant, laisse un espace vide, le- quel se remplit en général de terrain éboulé.
On admet alors de l'eau ou de l'huile sous pression par les tubulures 5 en laissant se décharger l'eau ou l'huile par les tubulures 6: le piston 3 se déplace alors en sens con-
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traire et fait avancer à nouveau le poinçon 11 dans le terrain 14, lequel se trouve toutefois, en ce point, à l'état moins compact, comme indiqué sur la figure 4. Si le poinçon 11 est creux, comme c'est le cas sur la figure 1, une partie du terrain 14 précédemment éboulé pénètre dans la cavité du poinçon.
Ces deux opérations sont répétées un certain nombre de fois;, plus au moins grand selon la nature et la compacité du terrain, jusqu'à ce que la compacité du terrain 14, qui oppose une résistance à l'extrémité du tube 12, ne puisse pas permettre l'avancement avec une facilité suffisante.
En admettant alorsà nouveau, de l'eau ou de l'huile sous pression dans le cylindre 2, par les tubulures 5, on provoque l'avancement des pistons 3, du châssis 7 et du bloc 8 de telle façon que le dit bloc 8, en s'appuyant con- tre le tube 12 provoque simultanément, avec l'avancement dans le poinçon 11, un avancement du tube lui-même, le dispositif se plaçant alors dans la position représentée sur la figure 5.
Dans cette position l'opération recommence à la manière ci-dessus décrite en référence à la figure 2 et, quand la course utile du piston 3 a été complètement épuisée, le bloc 8 est séparé du châssis 7, par enlèvement des coins 9 et est fixé, à l'aide des mêmes coins, aux encoches 10 qui vien- nent après les encoches précédemment utilisées. Quand la longueur entière du châssis 7 a été épuisée, on ajoute une nouvelle section tant au poinçon 11 qu'au tube 12, en ramenant le bloc 8 dans sa position la plus en arrière, et l'on procède ainsi de suite jusqu'à ce que la longueur entière de tube ait été mise en place. Lorsque la perforation a été achevée, on retire complète- ment le poinçon 11 en laissant en place, dans le sous-sol, la seule condui- te 12.
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METHOD AND DEVICE FOR THE EXECUTION? BY PERFORATION, OF CONDUITS
UNDERGROUND TUBULAR IN NON-COHERENT TERRAIN.
The subject of the present invention is, on the one hand, a method for the execution, by perforation, of horizontal tubular conduits inclined with respect to the horizontal plane, from an excavation or a well, and, d on the other hand, a device for implementing this method.
It is not new to have thought of laying, by perforation, tubular conduits in loose soil, and a particular application consists in the collection of groundwater. The process used to date consists in driving horizontally, in the ground, a sheath tube whose walls are very thick and which is provided with an attack shoe. Once the perforation is completed, a tube pierced with windows, the walls of which are thin, is introduced into the sheath tube, after which the attack shoe is separated and the sheath tube is removed.
The method used to date has, however, proved to be inapplicable for the economical construction of underground tubular conduits, because the diameter which can practically be given to the conduits remaining in the basement is very small; one cannot think of a telescopic arrangement for pipes with a notable development, because the shoe remains in the direction of the perforation and because of the rapid reduction of the useful diameter when passing a section. next.
The method according to the invention eliminates this deficiency; it finds its application to any underground conduits, whether they are below or above the level of the water tables.
This process is characterized as follows from an excavation and a. well, we enforce with the hydraulic press, through their walls, a perforating punch, at the same time as the pipe which surrounds it, and this in the desired direction of the basement.
In this way, the punch punch has to do most of the punching work.
In the case of perforations of small development, and in
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friable., the punch is massive and pointed at the front; in the case of perforations of significant development, it is, on the contrary, hollow and its point is open to collect the released materials.
The punch and pipe consist of various sections of suitable length. When the full length of perforation has been reached, only the punch is removed while the pipe remains in place where it is.
In the case of pipes having a notable development, with strong attrition on the walls, a new telescopic perforation is made, with a diameter smaller than that of the pipe section already executed.
By way of example, the invention can be put into practice as described below, with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a schematic plan view of the device during operation;
Figures 2 to 5 schematically show the successive stages of the perforation operation.
The device shown in Figure 1 is installed in a well delimited by the wall 1; in this wall are anchored two presses constituted by a cylinder 2 in which a piston 3 integral with a rod 4 works; at the two ends of each of the cylinders 2 it is possible to admit and evacuate a pressurized fluid, for example water or oil, through the tubes 5 and 6. To the rods 4 is fixed a frame 7 which can be moved by the presses, in either of the two directions, said frame being supported by guides of any type which, for simplicity, are not shown in the drawing.
A block 8 can be fixed in various positions relative to the frame 7, for example by means of wedges 9 engaged in notches 10 of the frame 7 and in other notches of the block 8.
On the block 8 is fixed a punch 11 composed of sections assembled to one another, the forward section having its end somewhat shaped as a point.
In the case of FIG. 1, the punch 11 is tubular and open both at its front end and at its opposite end where it connects to the block 8, which itself has a perforation coaxial with that of the punch.
The transverse dimension of the block 8 is greater than the diameter of the punch and, against the resulting shoulder, a tube 12 which surrounds the punch 11 rests, this tube having an anterior diameter a little greater than the diameter. exterior of said punch; the tube 12 is itself composed of several sections assembled together.
In the wall 1 is a hole for the passage of the tube 12 which contains the punch 11, said hole being provided with retaining means 13.
Beyond the wall 1, the tube 12 and the end of the punch 11 are driven into the non-coherent ground 14 in which the tube 12 is intended to remain in place.
The perforation of the ground, with simultaneous execution of the installation of the tube is carried out as shown schematically in Figures 2 to 5. The device being in the position shown in Figure 2, water or water is admitted. oil under pressure in the cylinder 2 by the tubes 6, thus causing the movement of the piston 3 which brings back the punch 11, over a certain stroke length, for example 50 cm. The device thus comes to occupy the position shown in FIG. 3 and the pointed end of the punch, by withdrawing, leaves an empty space, which is generally filled with fallen ground.
Pressurized water or oil is then admitted through the pipes 5, allowing the water or oil to discharge through the pipes 6: the piston 3 then moves in the opposite direction.
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milking and advancing again the punch 11 in the ground 14, which is however, at this point, in a less compact state, as indicated in figure 4. If the punch 11 is hollow, as is the case in FIG. 1, part of the previously collapsed ground 14 enters the cavity of the punch.
These two operations are repeated a certain number of times;, larger or smaller depending on the nature and compactness of the ground, until the compactness of the ground 14, which opposes resistance to the end of the tube 12, cannot not allow advancement with sufficient ease.
By then admitting again, water or oil under pressure in the cylinder 2, through the pipes 5, it causes the advancement of the pistons 3, of the frame 7 and of the block 8 so that said block 8 , by resting against the tube 12 simultaneously causes, with the advancement in the punch 11, an advancement of the tube itself, the device then placing itself in the position shown in FIG. 5.
In this position the operation begins again in the manner described above with reference to FIG. 2 and, when the useful stroke of the piston 3 has been completely exhausted, the block 8 is separated from the frame 7, by removing the wedges 9 and is fixed, using the same wedges, to the notches 10 which come after the notches previously used. When the entire length of the frame 7 has been exhausted, a new section is added both to the punch 11 and to the tube 12, bringing the block 8 back to its rearmost position, and we proceed so on until that the entire length of tubing has been fitted. When the perforation has been completed, the punch 11 is completely withdrawn, leaving in place, in the basement, the only pipe 12.