Technologie de forage (partie 2) — Équipement de forage de base: Plateformes de forage

I. Exigences fonctionnelles de base des plateformes de forage dans les processus de forage
Pour répondre aux exigences du forage au noyau, une plate-forme de forage doit remplir les fonctions essentielles suivantes:
Fournir la puissance de rotation: Fournir la force de rotation nécessaire pour entraîner la corde de forage et les outils de rupture de roches (broches de forage) pour fracturer les formations rocheuses.

Appliquer et régler la pression: Fournir la pression vers le bas à la broche pour pénétrer la roche, avec la possibilité de réguler cette force au besoin.

Recuperation d'outils de poignée: Posséder la capacité de relever et abaisser efficacement les outils de forage.

II. Types de plateformes de forage
Les plateformes de forage utilisées dans le forage au noyau sont classées comme suit:
Plateformes de forage mécaniques: y compris les plateformes de type axe et les plateformes de table rotative.

Plateformes de forage entièrement hydrauliques : entièrement alimentées par des systèmes hydrauliques.
De plus, il existe d'autres types tels que les plates-formes d'empilage rotatif, les plates-formes montées sur camion et les plates-formes montées sur rampe, qui servent à des fins spécialisées.

III. Paramètres clés pour la sélection et l ' évaluation des plateformes de forage
Les spécifications techniques des plateformes de forage sont divisées en trois catégories principales:
Paramètres de base: Ceux-ci reflètent la capacité et la stabilité de forage de la plate-forme, généralement exprimées en combinaison de profondeur de forage et de diamètre de tige de forage.

Paramètres principaux: Derivés des paramètres de base, ceux-ci comprennent:
Vitesse de rotation du rotateur.

Poussée vers le haut et force de forage.

Vitesse d'alimentation et longueur de course.

Capacité de levage et vitesse.

Poids de la plateforme, dimensions globales et spécifications de la source d'alimentation (p. ex. puissance et vitesse du moteur).

Paramètres généraux: Les spécifications secondaires sont subordonnées aux paramètres de base et primaires, tels que le diamètre de la corde de fil et le diamètre du tambour, qui indiquent des détails techniques moins critiques.

IV. Composants des plateformes de forage à transmission mécanique
(1) Rotateur et Chuck
Rotateur: Transfère la puissance de rotation, fournissant la vitesse de forage et le couple, avec la capacité de tourner dans les deux directions.

Chuck: trouvé dans les plates-formes de broche (pas dans les plates-formes de table rotative, où il est intégré au rotateur), le mandrin transmet le mouvement de rotation et le couple tout en serrant la tige de forage. Il facilite également le mouvement axial et la force de forage (ou vers le haut).

(2) Mécanisme d'alimentation
Le mécanisme d'alimentation est un composant essentiel dans le forage rotatif, responsable de:
Mesure du poids de la broche.

Appliquer ou réduire la pression de forage.

Fournir une force axiale et une vitesse de forage constantes.

Rétraction, levage et suspension des outils de forage.

Extraire par la force des outils coincés.
Les mécanismes d'alimentation sont disponibles en deux types:

Alimentation hydraulique: entraîné par des cylindres hydrauliques.

Alimentation mécanique manuelle: fonctionne manuellement avec rotation mécanique.

(3) Elevateur
Aussi connu sous le nom de treuil ou tirage, le levage est utilisé pour:
Lever et abaisser les outils de forage et les boîtiers pendant le fonctionnement.

Aider au forage à pression réduite ou gérer les incidents dans les trous en travaillant avec le mécanisme d'alimentation pour l'extraction forcée.

(4) Boîte de vitesses et boîtier de transfert
Boîte de vitesses: Ajuste la vitesse et le couple du rotateur et de l'ascenseur.

Boîtier de transfert: distribue l'énergie au rotateur et à l'élévateur, permettant le fonctionnement indépendant ou simultané des deux systèmes.

(5) embrayage à frottement
L'embrayage à frottement sert à:
Activer ou désactiver la puissance du moteur.

Faciliter le changement d'engrenage et les opérations spécialisées dans les trous (p. ex. découpement ou découpage d'échantillons de noyau).

Fournir une protection contre la surcharge.

Diagramme simplifié des composants de la plate-forme de type axe:
Source d'alimentation

embrayage

Boîte de vitesses

Cas de transfert

broche

Hoist

Frein à eau

Pompe hydraulique

Carrage

Base

V. Plateformes de forage entièrement hydrauliques
Une plate-forme de forage entièrement hydraulique utilise des systèmes hydrauliques pour entraîner ses mécanismes de rotation, de forage et de levage d'outils. Il se compose généralement de trois parties principales: l'unité principale, la station de pompage et la console de commande, reliées par des tuyaux haute pression.
Diagramme structural simplifié d'une plate-forme entièrement hydraulique:
Station de pompage

Tuyau haute pression

Unité principale

Console de commande

Caractéristiques des plates-formes de forage entièrement hydrauliques:
Conception unique: Contrairement aux plateformes mécaniques traditionnelles, elle comprend trois composants distincts avec une structure plus simple.

Contrôle de vitesse sans pas : Offre des réglages de vitesse infinis.

Elevation sans tour : permet la connexion et la déconnexion mécaniques et automatisées des outils.

Facilité d'utilisation: nécessite moins de travailleurs et simplifie les tâches.

Commande à distance: permet un fonctionnement plus sûr sur des distances, y compris une télécommande potentielle.

Avantage de longue course: Contrairement aux plateformes de broche, qui nécessitent un cadre de forage amovible et ont une courte course (moins de 1m), les plateformes de noyau entièrement hydrauliques peuvent manipuler des tiges de forage plus longues (par exemple, 3m) en une seule opération sans rétraction fréquente de la tige.

Inconvénients :
Consommation d'énergie élevée: rendement mécanique inférieur.

Exigences de précision: Les composants hydrauliques exigent une haute précision, et le système nécessite une qualité et une filtration strictes de l'huile hydraulique, ce qui rend la maintenance difficile.