Down the Hole Drilling
Forage fond de trou
Une foreuse fond de trou, généralement appelée DTH par la plupart des professionnels, est essentiellement un marteau-piqueur vissé au bas d'un train de tiges de forage. L'action rapide du marteau brise la roche dure en déblais et la poussière et les débris sont évacués par l'air, le fluide ou la boue. Le marteau DTH est l’un des moyens les plus rapides de forer la roche dure. On pense que le système a été inventé indépendamment par Stenuick Frères en Belgique et Ingersoll Rand aux États-Unis au milieu des années 1950.
Étant donné que la méthode DTH a été initialement développée pour forer des trous de grand diamètre vers le bas dans des applications de forage de surface, son nom vient du fait que le mécanisme de percussion suivait le trépan vers le bas dans le trou.
Comment fonctionne un marteau DTH ?
Dans le forage DTH, le mécanisme de percussion – communément appelé marteau – est situé directement au-dessus du foret. Les tiges de forage transmettent la force d'avance et la rotation nécessaires au marteau et au trépan, ainsi que le fluide (air, eau ou boue de forage) utilisé pour actionner le marteau et rincer les déblais. Les tiges de forage sont ajoutées au train de tiges successivement derrière le marteau à mesure que le trou s'approfondit.
Le marteau est entièrement actionné par fluide. Il est composé de deux parties mobiles : une valve, contrôlant le débit et un piston qui frappe sur une surface d'impact directement liée au foret. Le corps du marteau permet un guidage droit et stable du foret.
Il existe trois types de marteaux, selon le fluide d'actionnement :
- Les marteaux pneumatiques ont d'abord été développés pour forer la roche dure, mais sont limités aux trous peu profonds (< 200 m).
- Les coups de bélier ont été développés par une société suédoise appelée Wassara. Un débit d'eau perdu (entre 55 et 744 L/min, selon la taille du marteau) est nécessaire pour actionner le marteau. Il permet de meilleures performances (contrôle des trous de forage) et peut forer plus profondément que les marteaux pneumatiques.
- Les marteaux fonctionnant avec de la boue de forage sont actuellement développés par une société française appelée Drillstar Industries. Ils présentent l’avantage de pouvoir forer sur n’importe quelle plateforme existante en utilisant une composition de boue classique. Leur capacité à forer en profondeur en fait une bonne technologie pour forer la roche dure rencontrée dans les projets géothermiques profonds.
- Un projet de recherche en cours appelé ORCHYD, financé par l'Union européenne (UE) dans le cadre du programme Horizon 2020 développera une nouvelle technique de forage, entièrement entraînée par fluide, qui combine le marteau à boue DTH avec un système de jet d'eau à haute pression qui creuse des rainures dans la roche. avec l'action percussive. Cela permettra de couper les roches à de plus grandes profondeurs de manière efficace et sûre, réduisant ainsi la durée opérationnelle de l'exploration géothermique et donc le coût total d'utilisation de l'énergie géothermique.
Applications de forage DTH
Les produits DTH peuvent être utilisés dans les applications suivantes :
- Forage minier et trous de dynamitage dans les mines à ciel ouvert, où l'opérateur de forage forera plusieurs trous, puis les remplira d'explosifs et fera exploser pour soulever la roche permettant l'accès au minerai.
- RC - Circulation inverse - Exploration minérale et contrôle de la teneur des fosses (nécessite des marteaux spécialisés à circulation inverse).
- RAB - Rotary Air Blast - Exploration minérale à l'aide d'un marteau DTH conventionnel.
- GW - Forages géothermiques et puits d'eau.
- Pétrole et gaz – Forages de puits profonds : des marteaux pneumatiques peuvent être utilisés à condition que le soulèvement de la coupe et la stabilité du forage soient assurés. Pour les puits plus profonds, de nouvelles technologies DTH, notamment les coups de bélier et les marteaux de boue, peuvent être utilisées pour améliorer les taux de forage dans la roche dure.
- Industrie de la construction - Pieux, semelles et clouage souple.