Forets à friction en alliage : pourquoi bien extraire est aussi important que percer
On parle rarement des problèmes de remontée de la tige de forage. On encense le forage : vitesse de pénétration, mètres forés par poste, profondeur atteinte avant la date prévue. Remonter la tige ? C'est juste le nettoyage. Du moins, jusqu'à ce que ça ne le soit plus. Jusqu'à ce qu'à mi-chemin du forage, la tige se bloque sur un amas de déblais compactés, que les plaquettes en carbure s'accrochent à une paroi effondrée, ou qu'un incompétent aux commandes décide de tirer brusquement au lieu de dégager la tige, et là, c'est la pêche à la ligne au lieu de la remontée.
Les trépans à lames en alliage — ces outils robustes à trois ailettes et plaquettes en carbure, indispensables au forage dans les formations tendres à moyennement dures — sont particulièrement vulnérables lors de leur extraction. Leur profil d'ailette large leur confère une grande efficacité de coupe, mais les rend également susceptibles de s'accrocher aux irrégularités de la paroi du forage. Voici comment les extraire sans transformer une opération de forage de routine en une véritable opération de récupération souterraine.
Avant de tirer : Nettoyez d'abord le trou
La principale cause évitable de blocage des trépans lors des manœuvres de remontée est la présence de déblais dans le puits. À la fin d'un cycle de forage, le puits est rempli de fines particules de roche en suspension, de boue et de tous les résidus que le trépan a traversés. Si l'on interrompt le rinçage et que l'on commence immédiatement la remontée, ces particules solides se déposent autour du corps du trépan. Plus les ailettes du trépan sont larges, plus la surface sur laquelle les déblais peuvent s'accumuler est importante.
L'opération prend deux minutes : avant de toucher au palan, faites fonctionner la pompe de rinçage à plein débit pendant au moins une à trois minutes, le trépan restant au fond. Tournez lentement, juste assez pour maintenir les déblais en suspension. Observez le flux de retour au niveau du collier. Lorsqu'il est constamment clair, le trou est suffisamment propre pour déclencher le forage. S'il est encore trouble, poursuivez la circulation.
Cette étape est plus importante avec les fraises à lames traînées qu'avec les fraises à rouleaux coniques, car les premières n'ont pas de pièces mobiles capables de dégager les débris accumulés. Une fraise à trois lames peut rouler sur un petit tas de déblais lors de son passage. Une fraise à lames traînées à trois ailettes, quant à elle, le retiendra fermement comme une charrue.
Quand le mors se bloque : reculez, ne tirez pas brusquement
Vous tirez sur la corde et soudain, l'indicateur de poids s'affole. La mèche ne bouge pas. Quelque part en bas, une aile s'est accrochée à quelque chose : un rebord de déblais compactés, un léger coude dans le trou, une section de paroi partiellement effondrée.
La mauvaise réaction, et celle qui cause le plus de dégâts, consiste à tirer plus fort sur le palan. Une traction excessive risque de casser un foret coincé. Il faut plutôt abaisser le fil. Juste une courte distance, suffisante pour dégager le foret. Ensuite, faites tourner lentement, très lentement (30 à 50 tours par minute), en effectuant de petits mouvements de va-et-vient avec le fil. Le but est d'aléser le point dur avec la surface de coupe du foret, et non de forcer.
Si le foret se dégage et que le fil coulisse à nouveau librement, continuez à percer. Si le foret se bloque une seconde fois au même endroit, le trou nécessite un travail plus approfondi : il vous faudra retourner au fond, faire des allers-retours et aléser correctement la zone étroite avant de tirer. C'est embêtant, certes, mais bien moins qu'une tige de forage cassée et un foret resté coincé dans le trou.
Le pot aux roses est découvert : et maintenant ?
Retirez le foret de la tige de perçage et examinez-le avant de le ranger. Voici ce que vous devez vérifier :
Les plaquettes en carbure le long des bords des ailettes. Y en a-t-il qui sont ébréchées ou manquantes ? Une seule plaquette ébréchée sur une fraise à trois ailettes n'empêchera pas la coupe, mais cela signifie que les plaquettes restantes sur cette aile supportent une charge supérieure à celle pour laquelle elles ont été conçues. L'aile s'usera de manière irrégulière, et cette usure irrégulière entraînera un décentrage de la fraise lors du perçage suivant.
Les conduits d'eau entre les ailes. S'ils sont obstrués par de la boue séchée, la pièce ne refroidira pas correctement la prochaine fois. Enlevez-la maintenant ; une fois sèche, elle sera dix fois plus difficile à enlever.
Le raccord fileté. Les mèches de forage fonctionnent souvent sur des raccords coniques, et un raccord ayant tourné à couple élevé pendant des heures présentera une certaine usure. Recherchez des traces de grippage sur les faces du filetage : un métal brillant et déchiré au lieu de marques d'usinage nettes. Le grippage indique un manque de lubrification ou un serrage excessif du filetage, ce qui compromet la connexion. Un raccord grippé peut tenir pour un autre forage, ou se desserrer après 150 mètres. Ne prenez pas de risques.
Nettoyez l'embout, essuyez le filetage, vaporisez un produit antirouille sur le corps en acier et rangez-le dans un endroit où d'autres outils ne risquent pas d'endommager les arêtes en carbure. Le carbure est dur, mais aussi fragile : un choc violent, comme celui d'une clé qui tombe, peut ébrécher un insert aussi facilement qu'un caillou.
Trois choses à ne jamais faire avec un embout de frein en alliage
Ne jamais laisser le réservoir se tarir. C'est inévitable, mais ça arrive quand même : une pompe à eau lâche, un tuyau se plie, et quelqu'un décide de finir le perçage sans affleurement parce que « on y est presque ». Sans refroidissement, les plaquettes en carbure surchauffent en quelques secondes. Le carbure de tungstène ne fond pas, mais le liant au cobalt qui agglomère les grains de carbure se ramollit au-dessus de 500 °C. Lorsque le liant se ramollit, des grains de carbure se détachent du tranchant, et la plaquette s'use dix fois plus vite que la normale. Quelques secondes de fonctionnement à sec peuvent causer plus de dégâts qu'une journée entière de perçage à l'eau.
Ne jamais forcer un foret de traînée dans de la roche dure. Les trépans à friction en alliage sont conçus pour l'argile, la mudstone, le grès altéré – des formations tendres à moyennement dures où le cisaillement est le principal mécanisme de coupe. Lorsque vous rencontrez un filon de calcaire dur, un nodule de chert ou une couche de quartzite abrasive, les plaquettes en carbure ne peuvent plus cisailler. Si vous continuez à exercer une pression excessive sur le trépan, les plaquettes s'ébrécheront, se fractureront ou se détacheront complètement des épaulements. Il ne s'agit pas d'un défaut de conception, mais de l'utilisation d'un outil inadapté à la formation. Passez à un trépan tricone ou à un trépan diamanté lorsque le terrain devient dur. Le coût d'un changement de trépan en cours de forage est négligeable comparé à la destruction d'un trépan à friction et aux dommages potentiels causés à la tige de forage.
Ne jamais percer un trou contenant des débris. Si un morceau de roche s'est détaché de la paroi et s'est déposé au fond, ou si un outil ou un raccord est tombé dans le trou, n'essayez pas de le percer. Le trépan risque de remonter sur les débris, de dévier latéralement et de dévier du forage ou de se bloquer. Dans le pire des cas, le trépan se coince simultanément contre les débris et la paroi du trou, ce qui peut entraîner un blocage de la garniture de forage et nécessiter un nouveau forage. Dégagez toujours le trou au préalable.
