FR3001250A1

FR3001250A1 - Procede de forage comprenant une etape de desolidarisation de l'outil de coupe

Info

Publication number: FR3001250A1
Application number: FR0850022A
Authority: FR
Inventors: Daniel Perpezat; Dominique Mazzieri
Original assignee: Compagnie du Sol SARL
Current assignee: Compagnie du Sol SARL
Priority date: 2008-01-03
Filing date: 2008-01-03
Publication date: 2014-07-25
Anticipated expiration: 2028-01-03
Also published as: WO2009083596A2; FR3001250B1; WO2009083596A3

Abstract

L'invention concerne un procédé de forage comprenant : - une étape de forage d'un trou dans le sol, au cours de laquelle un tube de forage (102) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106) désolidarisable dudit tube, est mis en rotation ; cette étape étant suivie par ; - une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet (120) est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.

Description

0 0 12 5 0 1 La présente invention concerne le domaine du forage du sol. Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de forage d'un trou dans le sol, lequel trou peut être par exemple, mais non nécessairement rempli de béton afin de former un pieu dans le sol.

Dans certaines situations, il peut être intéressant d'équiper le pieu d'un équipement tel par exemple une armature ou un tirant. Cet équipement doit être placé dans le trou après l'étape de forage, et avant l'étape de remplissage de béton. Par exemple, lorsque le moyen de forage est un tube de forage équipé à son extrémité d'un outil de coupe, l'équipement peut être inséré dans le tube après l'étape de forage. Toutefois, dans ces conditions, une difficulté est posée par l'outil de coupe qui obture au moins partiellement l'extrémité du tube de forage. Un but de la présente invention est de proposer un procédé de 15 forage qui permet de résoudre ce problème. L'invention atteint son but par le fait que le procédé comprend : - une étape de forage d'un trou dans le sol, au cours de laquelle un tube de forage pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe désolidarisable dudit tube, est mis en rotation ; cette 20 étape étant suivie par : - une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage. 25 Ainsi, après l'étape de désolidarisation, l'extrémité du tube de forage n'est plus obturée par l'outil de coupe de sorte que ce dernier, une fois désolidarisé, c'est-à-dire détaché du tube, reste au fond du trou. Par ailleurs, l'outil de coupe présente de préférence une forme telle que le tube de forage reste avantageusement vide lors de l'étape de 30 forage, c'est-à-dire que l'on évite le carottage. Ainsi, on comprend que l'invention permet de placer des équipements dans le trou en les introduisant dans le tube, lesquels équipements peuvent sortir du tube par l'extrémité qui était précédemment obturée par l'outil de coupe. 35 De préférence, l'objet est inséré dans le tube par son extrémité opposée à l'extrémité qui est pourvue de l'outil de coupe. 3 0 0 12 5 0 2 L'objet est de préférence une boule, une ogive ou tout autre type d'objet apte à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage. De manière particulièrement avantageuse, l'objet est poussé par un fluide circulant dans le tube de forage. 5 Dans ce cas, c'est donc la circulation du fluide qui permet le déplacement de l'objet dans le tube de forage. Ce fluide peut par exemple, mais pas nécessairement, être celui qui est habituellement utilisé pour évacuer débris du forage hors du trou lors de l'étape de forage. 10 Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet est amené en contact avec l'outil de coupe de sorte que l'objet pousse l'outil de coupe hors du tube de forage grâce à la pression exercée par le fluide sur l'objet. De préférence, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet obture le tube de forage tout en appuyant directement ou indirectement sur l'outil de coupe de sorte que la pression du fluide en aval de l'objet augmente jusqu'à appliquer une force suffisante sur l'objet, et donc sur l'outil de coupe, afin de permettre la désolidarisation de ce dernier. Selon une variante avantageuse, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet vient percuter l'outil de coupe. Dans cette variante, l'objet agit comme un projectile qui vient percuter l'outil de coupe, lequel projectile est de préférence entraîné par le fluide circulant dans le tube, ou bien chute, sous l'action de son propre poids, sur l'outil de coupe. Dans ce cas, l'objet est dimensionné pour que la force de percussion soit suffisante pour chasser l'outil de coupe. L'objet peut présenter la forme d'une boule ou d'une ogive par exemple. De préférence, le procédé selon l'invention comporte en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le tube de forage, suivie par une étape de retrait du tube de forage du trou, ledit équipement restant dans le trou à l'issue de l'étape de retrait. Un intérêt est de pouvoir placer un équipement dans le trou foré, par exemple un tirant, une armature ou tout autre type d'équipement. De manière particulièrement avantageuse, au cours de l'étape de forage, l'outil de coupe émet des vibrations.

Ces vibrations favorisent la pénétration de l'outil de coupe dans le sol. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de forer dans des sols particulièrement durs, tout en maintenant le tube de forage vide pendant l'étape de forage afin de faciliter l'introduction d'un équipement dans le trou foré. De préférence, les vibrations sont du type à haute fréquence, c'est- à-dire comprise entre 50 et 200 Hz, de préférence de l'ordre de 150 Hz. La longueur du tube de forage et la fréquence des vibrations seront de préférence choisies de manière à provoquer un effet de résonnance afin de maximiser l'énergie de vibration transmise à l'outil de coupe par le tube de forage.

De préférence, un mouvement de rotation du tube de forage à faible vitesse sera associé à l'émission des vibrations. La présente invention concerne également un ensemble de forage comprenant : - un tube de forage pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe désolidarisable du tube de forage, l'ensemble de forage comportant en outre un objet destiné à être déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à pouvoir chasser l'outil de coupe hors du tube de forage. Avantageusement, l'objet qui présente par exemple la forme d'une boule ou d'une ogive, est destiné à être mis en mouvement par un fluide circulant dans le tube. Comme on l'a expliqué ci-dessus, selon une variante, l'objet agit tel un projectile. Avantageusement, l'ensemble de forage comprend en outre un organe de maintien permettant de maintenir l'outil de coupe avec le tube de forage lors du forage. Autrement dit, l'organe de maintien solidarise provisoirement l'outil de coupe avec le tube de forage. Cet organe de maintien est arrangé de telle sorte qu'il maintienne l'outil de coupe axialement lors de l'étape de forage. Un intérêt est de pouvoir forer tout en opérant au tube de forage un mouvement de va-et-vient selon la direction axiale dudit tube. Grâce à l'invention, il n'est donc pas nécessaire que l'outil de coupe soit plaqué contre la surface de coupe. Ce mouvement de va-et-vient facilite le forage du sol. On comprend donc que l'organe de maintien génère une force de maintien tendant à maintenir l'outil de forage à l'extrémité du tube. Par conséquent, l'objet est arrangé pour exercer sur l'outil de coupe une force 3 0 0 12 5 0 4 de poussée axiale, opposée à la force de maintien, dont l'intensité est supérieure à celle de la force de maintien de manière à pouvoir désolidariser l'outil de coupe de l'extrémité du tube lors de l'étape de désolidarisation. 5 De manière particulièrement avantageuse, l'outil de coupe est fixé à l'organe de maintien. Dans ce cas, l'organe de maintien est également destiné à être chassé hors du tube de forage. De préférence, l'organe de maintien comprend un joint disposé radialement entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe, lequel 10 joint peut être fixé soit à l'outil de coupe ou bien à l'extrémité du tube de forage. On comprend donc que la composante axiale de la force de frottement exercée entre l'outil de coupe et le tube de forage grâce à la présence du joint permet le maintien axial de l'outil de coupe. La force de maintien axiale mentionnée ci-dessus correspond donc à cette 15 composante axiale. Selon un premier mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention, le joint présente la forme d'un disque épais pourvu d'un orifice axial apte à être obturé par l'objet. Lorsque l'objet est une boule, son diamètre est inférieur au diamètre intérieur du tube de forage mais 20 supérieur à celui de l'orifice axial. L'orifice permet, d'une part, la circulation du fluide dans le tube de forage lors de l'étape de forage, pour l'évacuation des débris de forage. D'autre part, l'obturation de l'orifice par l'objet pendant l'étape de désolidarisation, entraîne avantageusement l'augmentation de la pression 25 du fluide s'exerçant sur l'objet jusqu'à ce que l'objet exerce une poussée suffisante sur l'outil de coupe pour le chasser hors de l'extrémité du tube de forage, c'est-à-dire une poussée supérieure à la force de maintien axiale. Selon un second mode de réalisation de l'ensemble de forage selon 30 invention, l'outil de coupe et l'extrémité du tube de forage forment une liaison crabot, laquelle permet au tube de forage d'entrainer en rotation l'outil de coupe pendant l'étape de forage. Selon un troisième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention, l'organe de maintien comprend une goupille fixée 35 transversalement dans l'outil de coupe, ainsi que deux encoches axiales ménagées dans deux génératrices du tube de forage diamétralement opposées et débouchant axialement à son extrémité, lesquelles encoches sont destinées à maintenir des extrémités de la goupille lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage. De préférence et pour les mêmes raisons que celles mentionnées ci-dessus, l'outil de coupe comporte un orifice axial apte à être obturé par l'objet. Selon un quatrième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention, l'organe de maintien comporte une bague élastique s'étendant selon la direction axiale du tube de forage, au moins un pion, et de préférence deux, s'étendant transversalement au tube de forage depuis une périphérie de la bague élastique tout en traversant un premier orifice ménagé dans l'outil de coupe et un second orifice ménagé dans le tube de forage. De préférence et pour les mêmes raisons que celles mentionnées ci-dessus, la bague élastique comporte un orifice axial apte à être obturé par l'objet. De manière particulièrement avantageuse, pour chacun des modes de réalisation, l'outil de coupe s'étend transversalement par rapport à l'axe du tube de forage.

Grâce à cette conformation avantageuse, l'outil décrit un disque lors de sa rotation autour de son axe, de sorte que le forage est réalisé en empêchant, de manière avantageuse, la formation d'une carotte à l'intérieur du tube de forage. Un autre intérêt est que l'outil de coupe présente une surface utile plus faible que la section totale, ce qui augmente avantageusement la pression exercée par l'outil de coupe sur le sol à l'endroit du front de coupe. Selon une variante avantageuse, l'ensemble de forage comporte en outre des moyens de coupe s'étendant selon la circonférence de l'extrémité du tube de forage. Autrement dit, l'organe de coupe de l'ensemble de forage est constitué par l'outil de coupe et par les moyens de coupe qui peuvent être quant à eux désolidarisables ou non. L'invention concerne enfin une machine de forage comportant un 35 ensemble de forage selon l'invention, des moyens pour entrainer l'outil de coupe en rotation ainsi qu'une source de fluide connectée au tube de forage, lequel fluide est destiné à s'écouler dans ledit tube. De manière avantageuse, la machine comporte en outre des moyens pour faire vibrer l'outil de coupe.

L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue éclatée d'une extrémité d'un premier mode de réalisation de l'ensemble de forage selon la présente invention ; - la figure 2 montre l'ensemble de forage de la figure 1 lors de l'étape de forage ; - la figure 3 représente l'ensemble de forage de la figure 1 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ; - la figure 4 est une vue éclatée d'une extrémité d'un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon la présente invention ; - la figure 5 représente l'ensemble de forage de la figure 4 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ; - la figure 6 est une vue éclatée d'une extrémité d'un troisième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention ; - la figure 7 représente l'ensemble de forage de la figure 6 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ; - la figure 8 représente une vue éclatée d'un quatrième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention ; - la figure 9 est une vue de l'ensemble de forage de la figure 8 lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe désolidarisable ; et - la figure 10 représente une machine de forage conforme à l'invention qui comporte un ensemble de forage selon l'invention. A l'aide des figures 1 et 2, on va tout d'abord décrire un ensemble de forage 100 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.

Cet ensemble de forage est destiné à forer un trou dans un sol. Pour ce faire, il est entraîné en rotation autour de son axe principal A par des moyens non représentés sur la figure 10. L'ensemble de forage 100 comporte un tube de forage 102 dont on a représenté ici uniquement l'extrémité inférieure 103 qui est pourvue de moyens de coupe 104 constituant la partie taillante de l'ensemble de forage 100. Comme on l'expliquera plus en détail ci-après, l'extrémité supérieure du tube de forage 102 est quant à elle fixée à un bras d'une machine de forage, telle que celle représentée sur la figure 10.

Dans ce tube de forage 102, un fluide peut être mis en circulation de manière à évacuer les débris de coupe qui sont créés lors du forage du trou. Comme on le voit sur la figure 1, le tube de forage 102 est pourvu à son extrémité inférieure 103 d'un outil de coupe désolidarisable 106 qui 15 est avantageusement désolidarisable du tube de forage 102. En l'espèce, l'outil de coupe désolidarisable 106 se présente sous la forme d'une barre comprenant des boutons de coupe 108 destinées à excaver le sol 118. L'outil de coupe désolidarisable 106 s'étend selon un diamètre de 20 l'extrémité 103 du tube de forage 102 lorsque ledit outil de coupe est solidarisé au tube de forage 102. Plus précisément, dans sa position solidarisée, l'outil 106 est logé par ses extrémités 106a,106b dans deux rainures 112,114 diamétralement opposées qui s'étendent selon la direction axiale du tube de forage tout en débouchant à l'extrémité 25 inférieure de celui-ci. Qui plus est, l'outil de coupe 106 présente une épaisseur inférieure au diamètre intérieur du tube, de sorte que l'outil de coupe n'obture pas totalement l'extrémité 103 du tube de forage 102 mais délimite deux lumières entre l'outil de coupe et la paroi interne 103a de l'extrémité 30 103 du tube de forage 102. En revanche, lorsque le tube de forage 102 effectue un demi-tour autour de son axe principal A, l'outil de coupe 106 décrit une surface formant disque correspondant sensiblement au front de coupe C. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'outil de coupe désolidarisable 35 106 fait partie des moyens de coupe 104 qui, en l'espèce, comprennent 3 0 0 12 5 0 8 également des boutons de coupe 105 disposées selon le pourtour inférieur P de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Comme on le comprend à l'aide de la figure 2, l'ensemble de forage 100 comporte en outre un organe de maintien 110 qui est en l'espèce 5 constitué par un joint, présentant la forme, dans cet exemple, d'un disque épais, lequel joint est disposé radialement entre l'extrémité 103 du tube de forage 102 et l'outil de coupe 106. L'outil de coupe 106 est fixé au joint 110 de sorte que lorsque l'outil de coupe 106 est monté dans l'extrémité 103 du tube de forage 102, l'organe de maintien 110 10 maintient axialement l'outil de coupe 106 avec le tube de forage 102 grâce au frottement existant entre le joint 110 et la paroi interne 103b de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Par ailleurs, lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage 102, c'est-à-dire en l'espèce lorsque les extrémités 106a, 106b de l'outil de coupe 106 sont logés dans les rainures 112,114 de l'extrémité du tube de forage 102, on comprend que s'opère un couplage en rotation entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe. En d'autres termes, la rotation du tube de forage entraîne celle de l'outil de coupe 106, grâce à quoi le couple de rotation est transféré vers l'outil de coupe désolidarisable. Conformément à l'invention, l'outil de coupe 106 est désolidarisable de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Cela signifie que l'outil de coupe 106 peut être détaché ou chassé hors du tube de forage 102. Pour ce faire, selon l'invention, on réalise une étape de désolidarisation de l'outil de coupe 106 lors de laquelle un objet 120, en l'espèce une boule, est déplacé dans le tube de forage 102 axialement vers l'extrémité 103 du tube de forage de manière à chasser l'outil de coupe 102 hors du tube de forage 102. La figure 3 illustre l'étape de désolidarisation mise en oeuvre dans le premier mode de réalisation de l'invention. Dans cette étape, la boule 120, après avoir été introduite dans le tube de forage 102, est poussé vers l'extrémité 103 par un fluide F, qui est par exemple mais pas nécessairement le fluide utilisé pour évacuer les débris résultant de l'excavation du sol. Ce fluide F est injecté par une extrémité du tube de forage 102 et circule dans ce dernier avant d'être évacué à l'extrémité 103 du tube de forage, par les lumières décrites ci-dessus.

Comme on le comprend à l'aide de la figure 3, la boule 120 est amenée en contact avec l'outil de coupe 106, par l'intermédiaire de l'organe de maintien formant joint 110 et le tube de forage 102, de sorte que la boule 120 pousse l'outil de forage 106 hors du tube de forage 102 grâce à la pression exercée par le fluide F sur la boule 120. La force de pression exercée par la boule est supérieure à la composante axiale de la force de frottement générée par le contact entre le joint 110 et le tube de forage 102, de sorte que le joint 110 auquel est fixé l'outil de coupe 106 glisse axialement jusqu'à être expulsé hors de l'extrémité 103 du tube de forage 102. Dans ce cas, le diamètre de la boule 120 est supérieur au diamètre de l'orifice axial 122. Pour ce faire, le joint 110 est pourvu d'un orifice axial 122 qui, en premier lieu, permet le passage du fluide F lors de l'étape de forage, et, en second lieu présente un rebord périphérique formant siège 124 sur lequel la boule 120 est apte à venir se positionner de manière à obturer le joint 110 et, par voie de conséquence, l'extrémité 103 du tube de forage 102. L'augmentation de la pression du fluide résultant de l'obturation de l'orifice axial 122 génère une force axiale suffisante pour chasser l'outil de 20 coupe 106 hors du tube de forage 102. Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de forage selon l'invention. Les éléments similaires à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur cent. 25 Dans ce deuxième mode de réalisation, l'ensemble de forage 200 comporte un tube de forage 202 comportant deux encoches axiales 203a, 203b, ici diamétralement opposées, qui débouchent axialement à l'extrémité inférieure 203 du tube de forage 202. L'ensemble de forage 200 comporte en outre un outil de coupe 30 désolidarisable 206 du tube de forage, lequel outil présente une forme généralement cylindrique dont l'extrémité inférieure 250 est pourvue de moyens de coupe 252. Ces moyens de coupe 252 comportent une barre taillante 254 s'étend selon un diamètre d'un organe cylindrique ayant une arête circulaire coupante 256. 3 0 0 12 5 0 10 La barre taillante 254 délimite deux lumières au travers desquelles le fluide F évacue les débris de coupe hors du tube lors de l'étape de forage. L'ensemble de forage 200 comporte en outre un organe de 5 maintien 210 permettant de maintenir l'outil de coupe 206 avec le tube de forage 202 lors de l'étape de forage. Cet organe de maintien 210 comporte une goupille 260 fixée transversalement dans un manchon 262 de l'outil de coupe 206, tout en dépassant de part et d'autre de la surface extérieure dudit manchon 262. 10 Par ailleurs, comme on le voit sur la figure 5, lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202, le manchon 262 est introduit dans l'extrémité inférieure 203 du tube de forage 202. Un joint annulaire 264 est de préférence monté dans une rainure périphérique du manchon de manière à réaliser l'étanchéité entre la surface intérieure 15 203a de l'extrémité du tube de forage et la surface extérieure du manchon 262. Comme on le comprend à l'aide de la figure 5, les extrémités 260a,260b de la goupille 260 sont destinées à venir se loger dans les encoches axiales 203a,203b lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202. La goupille 206 et les encoches axiales 203a,203b sont conformées de manière que le diamètre des extrémités 260a,260b de la goupille 260 soit légèrement supérieur à la largeur des encoches 203a,203b de sorte que ces dernières maintiennent axialement, par frottement, les extrémités de la goupille 260 lorsque l'outil de coupe 206 est solidarisé au tube de forage 202. En outre, l'arrangement de la goupille 260 avec les encoches axiales 203a,203b permet de transmettre le couple de rotation du tube de forage 202 vers l'outil de coupe 206. Selon l'invention, l'outil de coupe 206 comporte en outre un orifice 30 axial 222 débouchant aux deux extrémités de l'outil de coupe 206. Comme dans le premier mode de réalisation, cet orifice axial 222 permet en premier lieu le passage du fluide F lors de l'étape de forage. En second lieu, le diamètre de l'orifice axial 222 est conformé de sorte que l'extrémité supérieure du manchon 262 soit apte à être obturée par l'objet 35 formant boule 220 lors de l'étape de désolidarisation. 3 0 0 12 5 0 11 Ainsi, du fait de cette obturation, le fluide F exerce une poussée axiale sur l'outil de coupe 206, par l'intermédiaire de la boule 220, tendant à le chasser hors de l'extrémité 203 du tube de forage 202 dès lors que la force de poussé devient supérieure la composante axiale de la 5 force de frottement générée par le contact entre la goupille 260 et l'extrémité 203 du tube de forage 202. Les figures 6 et 7 illustrent un troisième mode de réalisation d'un ensemble de forage 300 conforme à la présente invention. Les éléments similaires à ceux du deuxième mode de réalisation 10 portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur cent. L'ensemble de forage 300 comporte un tube de forage 302 qui est pourvu à son extrémité inférieure 303 d'un outil de coupe désolidarisable 306 du tube de forage 302. L'outil de coupe désolidarisable 306 est similaire à celui du 15 deuxième mode de réalisation sauf en ce qu'il ne comporte pas de goupille mais deux échancrures 370 diamétralement opposées et débouchant axialement vers une extrémité opposée à celle où se trouvent les moyens de coupe. L'extrémité inférieure 303 du tube de forage 302 comporte une 20 portion cylindrique 371 apte à être emboitée dans le manchon 362 de l'outil de coupe 306. L'ensemble de forage 300 comporte en outre un organe de maintien 310 constitué par deux joints annulaires 372 disposés radialement entre l'extrémité 303 du tube de forage 302 et l'outil de 25 coupe 306, lesquels permettent de maintenir axialement l'outil de coupe 306 avec le tube de forage 302. Ces joints annulaires 372 permettent en outre d'assurer l'étanchéité entre l'outil de coupe 306 et le tube de forage 302. Comme on le comprend à l'aide des figures 6 et 7, lorsque l'outil de coupe 306 est solidarisé avec le tube de forage 302, la portion cylindrique 371 est emboitée dans le manchon 362 de l'outil de coupe 306, de telle sorte que les échancrures 370 coopèrent avec deux renflements 374 diamétralement opposés qui sont ménagés sur la paroi périphérique de la portion cylindrique 371. Plus précisément, les renflements 374 viennent se loger dans les échancrures 370 lorsque l'outil de coupe est solidarisé au tube de forage 302, de façon que l'extrémité 303 du tube de forage 302 et l'outil de coupe 306 forment une liaison crabot. Cette liaison crabot permet de transférer le couple de rotation entre le tube de forage 302 et l'outil de coupe 306 lors de l'étape de forage.

Pour réaliser la désolidarisation de l'outil de coupe 306, ce dernier comporte un joint annulaire 380 disposé contre la paroi intérieure 362a du manchon 362, tout en étant coaxial audit manchon 362. Ce joint annulaire 380 forme un siège conformé de manière à pouvoir être obturé par un objet 320, formant boule, mis en mouvement par un fluide F circulant dans le tube de forage 302. En se référant aux explications des modes de réalisation précédemment décrits, on comprend que lorsque la boule 320 obture le joint annulaire 380, la pression du fluide F circulant dans le tube de forage augmente si bien que la boule 320 exerce une poussée axiale sur l'outil de coupe 306 de sorte que ce dernier est chassé hors du tube de forage 302. Les figures 8 et 9 représentent un quatrième mode de réalisation de l'ensemble de forage 400 selon la présente invention. Les éléments similaires à ceux du deuxième mode de réalisation portent les mêmes références numériques augmentées de la valeur deux 20 cents. L'ensemble de forage 400 comporte un tube de forage 402 ayant une extrémité inférieure 403 pourvue d'un outil de coupe désolidarisable 406 du tube de forage 402 similaire à celui du deuxième mode de réalisation à ceci près qu'il ne comporte pas de goupille transversale. 25 L'outil de coupe comporte un manchon 462 qui est pourvu d'une paire de premiers orifices 490 traversant radialement la paroi du manchon 462, les premiers orifices 490 étant diamétralement opposés. L'extrémité 403 du tube de forage 402 est quant à elle pourvue d'une paire de seconds orifices 492 traversant radialement la paroi de 30 l'extrémité 403 du tube de forage 402, les seconds orifices 492 étant là encore diamétralement opposés. Lorsque l'outil de coupe 406 est solidarisé à l'extrémité du tube de forage 402, le manchon 462 est introduit dans l'extrémité du tube de forage de telle manière que chaque premier orifice est en regard d'un 35 second orifice. Dans cette position, l'outil de coupe 406 est maintenu au tube de forage par un organe de maintien 410 qui, en l'espèce, comporte une bague élastique 493 dont l'axe principal s'étend selon la direction axiale du tube de forage 402, ainsi qu'une paire de pions 494 s'étendant transversalement au tube de forage 403 depuis une périphérie 493a de la bague élastique 493 tout en traversant les premiers et seconds orifices 490. La bague élastique 493 comporte à son extrémité supérieure une extension radiale périphérique 493b permettant de faire tenir les pions 494 avec la bague élastique 493 lors de l'étape de forage. Les pions 494 ne sont pas fixés solidairement à la bague élastique 493 mais sont maintenus radialement dans les orifices par la pression centrale exercée par cette bague. De manière similaire aux autres modes de réalisation, la bague élastique comporte un orifice axial 422 apte à être obturé par un objet telle une boule 420 que l'on déplace dans le tube de forage 402.

L'obturation de cet orifice 422 entraine l'augmentation de la pression du fluide F s'exerçant sur la boule 420, à la suite de quoi la bague élastique 493 et les pions sont poussés hors du tube de forage 402. L'outil de coupe 406, qui n'est plus retenu axialement, est alors chassé hors du tube de forage 402.

Sans sortir du cadre de la présente invention, selon une variante de ces modes de réalisation, en l'absence de fluide, on peut également faire chuter la boule 120,220,320,420 depuis l'extrémité supérieure du tube de forage à la suite de quoi, la boule vient percuter l'outil de coupe, ce qui le chasse hors du tube de forage.

Dans chacun des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, à la suite de l'étape de désolidarisation, de préférence on réalise en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le trou qui vient d'être foré, lequel équipement peut par exemple être un tirant ou tout autre équipement que l'on souhaite placer dans le trou. Comme l'extrémité du tube de forage est dégagée du fait de l'expulsion de l'outil de coupe, le tube de forage guide l'équipement au fond du trou. Ensuite, on réalise une étape de retrait du tube de forage du trou de sorte que l'équipement reste dans le trou à l'issue de l'étape de retrait. Pour ce faire, on extrait le tube de forage en le tirant axialement hors du trou qui vient d'être foré, l'équipement et l'outil de coupe demeurant dans 3 0 0 12 5 0 14 le trou. Puis, ce dernier peut être par exemple rempli de béton pour réaliser un pieu. La figure 10 montre une machine de forage 501 selon l'invention qui comporte un ensemble de forage 500 conforme à l'invention, par 5 exemple l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus. L'ensemble de forage 500 comporte un tube de forage 502 ayant une extrémité supérieure 502a et une extrémité inférieure 502b, cette dernière étant pourvue d'un outil de coupe 506 désolidarisable du tube de forage 502. La machine de forage 501 comporte en outre des moyens 10 d'entrainement 508 pour entrainer l'outil de coupe 506 en rotation. En l'espèce, les moyens d'entrainement 508 sont disposés à l'extrémité supérieure 502a du tube de forage 502 afin d'entrainer ce dernier en rotation, lequel entraîne à son tour l'outil de coupe 506 en rotation. En outre, la machine de forage 501 comporte en outre une source 15 de fluide 510 connectée au tube de forage 502 afin d'y faire circuler le fluide destiné tant à évacuer les débris de coupe lors de l'étape de forage que de pousser l'objet lors de l'étape de désolidarisation de l'outil de coupe 506. Conformément à l'invention, la machine de forage 500 comporte 20 en outre des moyens 512 pour faire vibrer l'outil de coupe 506. Ceux-ci sont aptes à générer des vibrations depuis l'extrémité supérieure du tube de forage 504, les vibrations se propageant ensuite jusqu'à l'outil de coupe qui, par voie de conséquence, émet avantageusement des vibrations lors de l'étape de forage. 25 30

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de forage caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de forage d'un trou dans le sol, au cours de laquelle un tube de forage (102, 202, 302, 402, 502) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106, 206, 306, 405, 506) désolidarisable dudit tube, est mis en rotation ; cette étape étant suivie par : - une étape de désolidarisation de l'outil de coupe lors de laquelle un objet (120, 220, 320, 420) est déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.
2. Procédé de forage selon la revendication 1, dans lequel l'objet est poussé par un fluide (F) circulant dans le tube de forage (102, 202, 302, 402, 502).
3. Procédé de forage selon la revendication 2, dans lequel, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet (120, 220, 320, 420) est amené en contact avec l'outil de coupe de sorte que l'objet pousse l'outil de coupe hors du tube de forage grâce à la pression exercée par le fluide (F) sur l'objet.
4. Procédé de forage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, lors de l'étape de désolidarisation, l'objet (120, 220, 320, 420) vient percuter l'outil de coupe.
5. Procédé de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'introduction d'un équipement dans le tube de forage, suivie par une étape de retrait du tube de forage (100, 200, 300, 400, 500) du trou, ledit équipement restant dans le trou à l'issue de l'étape de retrait.
6. Procédé de forage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, au cours de l'étape de forage, l'outil de coupe (106, 206, 306, 406, 506) émet des vibrations.
7. Ensemble de forage (100, 200, 300, 400, 500) comprenant : un tube de forage (102, 202, 302, 402, 502) pourvu à l'une de ses extrémités d'un outil de coupe (106, 206, 306, 406, 506) désolidarisable du tube de forage, l'ensemble de forage étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un objet (120, 220, 320, 420) destiné à être déplacé dans le tube de forage axialement vers ladite extrémité de manière à pouvoir chasser l'outil de coupe hors du tube de forage.
8. Ensemble de forage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'objet est destiné à être mis en mouvement par un fluide (F) circulant dans le tube.
9. Ensemble de forage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'objet (120, 220, 320, 420) est une boule.
10. Ensemble de forage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de maintien (110, 210, 310, 410) permettant de maintenir l'outil de coupe avec le tube de forage lors du forage.
11. Ensemble de forage selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'outil de coupe (106, 206) est fixé à l'organe de maintien (110, 210). 30
12. Ensemble de forage selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'organe de maintien (110, 310) comprend un joint (110, 372) disposé radialement entre l'extrémité du tube de forage et l'outil de coupe. 25
13. Ensemble de forage selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le joint présente la forme d'un disque épais (110) pourvu d'un orifice axial (122) apte à être obturé par l'objet.
14. Ensemble de forage selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'outil de coupe (306) et l'extrémité (303) du tube de forage (302) forment une liaison crabot.
15. Ensemble de forage selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'organe de maintien (210) comprend une goupille (260) fixée transversalement dans l'outil de coupe (206), ainsi que deux encoches axiales (203a, 203b) ménagées selon deux génératrices du tube de forage (202) diamétralement opposées et débouchant axialement à son extrémité, lesquelles encoches sont destinées à maintenir des extrémités de la goupille lorsque l'outil de coupe est solidarisée au tube de forage.
16. Ensemble de forage selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'outil de coupe (206) comporte un orifice axial (222) apte à être obturé par l'objet (220).
17. Ensemble de forage selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe de maintien comporte une bague élastique (493) s'étendant selon la direction axiale du tube de forage (402), au moins un pion (494) s'étendant transversalement au tube de forage (402) depuis une périphérie (493a) de la bague élastique (493) tout en traversant un premier orifice (490) ménagé dans l'outil de coupe (406) et un second orifice (492) ménagé dans le tube de forage (402).
18. Ensemble de forage selon la revendication 17, caractérisé en ce que la bague élastique (493) est pourvue d'un orifice axial (422) apte à être obturé par l'objet (420).35
19. Ensemble de forage selon l'une quelconque des revendications 7 à 18, caractérisé en ce que l'outil de coupe (106) s'étend transversalement par rapport à l'axe (A) du tube de forage.
20. Ensemble de forage selon l'une quelconque des revendications 7 à 19, caractérisé qu'il comporte en outre des moyens de coupe (105) s'étendant selon le pourtour intérieur (P), l'extrémité (103) du tube de forage (102).
21.Machine de forage (501) comportant un ensemble de forage (500) selon l'une quelconque des revendications 7 à 20, des moyens (508) pour entrainer l'outil de coupe en rotation ainsi qu'une source de fluide (510) connectée au tube de forage (502), lequel fluide est destiné à s'écouler dans ledit tube (502).
22. Machine de forage selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens (512) pour faire vibrer l'outil de coupe (506).