Entretien des tiges de forage : La différence entre une tige à 200 $ et une pêche à 20 000 $
Une tige de forage est un consommable, le composant principal le moins cher d'une garniture de forage. Mais lorsqu'une tige casse, elle est rarement la seule à céder. La tige qui se casse est généralement encore reliée à un outil coûteux : un alésoir, une sonde, un marteau, un instrument de levé. La rupture d'une tige à 200 $ peut engendrer une opération de récupération à 20 000 $, voire une perte totale si le matériel ne peut être récupéré.
Les pratiques d'entretien qui préviennent la rupture des tiges ne sont pas exotiques. Elles concernent principalement les filetages et la capacité à savoir quand une tige passe de l'état « utilisable » à l'état « responsable ». Voici le guide pratique.
Threads : L'interface où tout se gagne ou se perd
Les filetages des tiges de forage remplissent deux fonctions : ils transmettent le couple et la force de traction, et assurent l’étanchéité du raccord afin que l’air ou le fluide puisse circuler dans la garniture sans fuite. Ces deux fonctions dépendent de la propreté, de la lubrification et du serrage correct des filetages.
Les cannes neuves nécessitent une préparation, pas seulement une utilisation.À la sortie d'usine, les filetages des bielles sont recouverts de graisse protectrice. Essuyez-la. Nettoyez l'alésage de la bielle à l'air comprimé ou à l'eau pour éliminer tout résidu de fabrication. Appliquez ensuite le composé de filetage approprié avant le premier assemblage. Négliger cette étape entraînera un grippage dès le premier raccordement, et un raccordement grippé est le point de départ d'une série de défaillances.
Chaque maquillage nécessite un composé pour les fils.Absolument tous. Ce composé remplit trois fonctions : il lubrifie le filetage lors du serrage afin que la connexion atteigne le couple de serrage optimal sans grippage, il empêche le contact métal sur métal responsable du soudage à froid et il assure l’étanchéité de la connexion contre les pertes de pression. Une connexion sèche ne peut atteindre le couple de serrage adéquat – le frottement étant un obstacle – et il en résulte un assemblage insuffisamment serré.
Un couple de serrage insuffisant est aussi néfaste qu'un couple de serrage excessif.Un assemblage desserré provoque le frottement des filets l'un contre l'autre sous charge. Les crêtes s'usent et deviennent tranchantes. Un grippage se produit. L'épaulement ne se positionne pas correctement, ce qui entraîne une fuite d'air ou de fluide et compromet l'étanchéité du joint. Dans le pire des cas, les charges cycliques exercées sur le pied du filet desserré provoquent une fissure de fatigue et la rupture de la goupille au fond du puits.
Alignement avant maquillage.La goupille doit entrer bien droite dans le boîtier. Forcer un alignement incorrect provoque un filetage croisé, endommageant irrémédiablement les deux extrémités. Si l'insertion n'est pas droite au départ, reculez et réessayez. Assurez-vous également que la broche de la perceuse est coaxiale avec la tige de perçage ; une tête mal alignée rend chaque connexion extrêmement difficile.
La bielle de démarreur : l’élément sacrificiel dont personne ne parle
La première tige derrière le marteau ou l'alésoir subit des contraintes qu'aucune autre tige de la chaîne n'encaisse. Elle encaisse l'impact direct, le couple le plus élevé, les vibrations les plus importantes et les contraintes hors axe les plus fortes.
C'est pourquoi la première position sur la chaîne doit être occupée par une tige de départ spécifique : une tige dont vous savez qu'elle s'usera plus vite que les autres. Faites-la tourner, surveillez son état et remplacez-la plus fréquemment. La tige de départ est sacrificielle. Elle protège le reste de la chaîne en absorbant les chocs les plus violents. Utiliser une tige ordinaire à cette position signifie simplement que vous perdrez cette tige prématurément, et peut-être même les outils qu'elle contient.
La rayure qui condamne une tige
Tous les dommages superficiels sur une tige ne se valent pas. Une règle empirique, tirée de l'expérience : une rayure de moins de 0,5 mm de profondeur, en spirale autour de la tige (suivant le filetage), est un signal d'alerte. Utilisez la tige, mais avec précaution. Une rayure de 0,5 mm de profondeur ou plus indique qu'elle doit être mise au rebut. La tige présente un risque de fissure de fatigue, et la concentration de contraintes au niveau d'une rayure profonde correspond précisément à l'endroit où elle se rompra sous charge.
Les rayures proviennent de trois sources : des objets pointus dans le forage (pierres brisées, débris métalliques), une déviation du forage qui plaque la tige contre la paroi, et des formations abrasives (lits de gravier, zones de fracture, béton armé). Si vous constatez des rayures profondes et récurrentes, le problème ne vient pas des tiges, mais du forage lui-même. Identifiez la cause de ces rayures et corrigez-la, sinon vous risquez de devoir remplacer vos tiges à répétition.
Usure normale vs. usure anormale
Les cannes s'usent normalement, et c'est normal. Deux signes d'usure normale indiquent qu'il est temps de mettre une canne à la retraite :
Le diamètre extérieur s'est usé de 2 mm ou plus en dessous de la norme, avec une usure lisse et uniforme.
Les crêtes des fils se sont usées, devenant nettes et lisses à force de maquillage et d'éruptions cutanées.
Ces cannes sont tout simplement en fin de vie. Mettez-les au rebut correctement. N'essayez pas de tirer le meilleur parti d'une canne dont le filetage est abîmé ou dont le diamètre extérieur est insuffisant ; c'est ainsi qu'une canne à 200 $ se transforme en une machine à pêcher à 20 000 $.
L'usure anormale (rayures, entailles, déformations localisées, usure inégale d'un côté) est un symptôme, et non une raison de remplacer la tige. Il est essentiel d'en identifier la cause avant de la remplacer, afin d'éviter que la tige suivante ne présente le même problème.
Les règles de mélange
Deux choses ne devraient jamais partager une même tige de forage :
Cannes de différents fabricants.Les tiges de différents fabricants peuvent porter la même désignation de filetage nominale (même dimension sur la fiche technique), mais les tolérances réelles, les détails de profil du filetage, la géométrie de l'épaulement et l'état de surface diffèrent. Des filetages non adaptés s'usent de manière irrégulière, grippent et ne garantissent pas une étanchéité optimale. Le coût du choix d'un fournisseur unique est une simple décision d'achat. Le coût du mélange de produits est une défaillance en fond de puits.
Vieilles cannes et cannes neuves.Une canne ayant parcouru 500 mètres en conditions difficiles présente des dimensions de filetage différentes de celles d'une canne neuve, même du même fabricant. L'engagement des filets usés diffère de celui des filets neufs. Mélanger les deux concentre la charge sur la connexion la plus serrée et crée une répartition inégale des contraintes. Si une série de cannes nécessite des modèles d'âges différents, il est conseillé de les trier par catégorie et de les apparier de manière similaire.
Les petits détails qui font la différence
Connexions bloquées :Si un joint est grippé, tapotez légèrement la bague avec un petit marteau pour le débloquer. N'utilisez jamais de masse : vous risqueriez de déformer le filetage et de rendre votre canne inutilisable.
Petits dommages au fil :Une entaille sur un ou deux filets, de moins de 10 mm de long environ, peut être réparée à la lime et la machine remise en service. Des dommages plus profonds ou plus longs nécessitent un refiletage professionnel.
Stockage et transport :Les tiges stockées à l'extérieur présentent une corrosion superficielle et des filetages endommagés. Nettoyez-les, graissez les filetages et protégez les deux extrémités. Manipulez-les avec précaution lors du transport : une tige qui tombe sur son axe présente un raccord endommagé.
La discipline qui paie
Rien de compliqué. Nettoyez les filetages. Graissez tous les raccords. Serrez au couple prescrit. Utilisez une tige de démarrage. Respectez le seuil de rayure de 0,5 mm. Remplacez les bielles lorsque l'usure du diamètre extérieur atteint 2 mm ou que les filetages sont abîmés. N'utilisez pas de bielles de marques ou d'années différentes.
C'est une discipline ennuyeuse et répétitive. Et c'est ce qui fait la différence entre une garniture de forage qui dure des milliers de mètres et une garniture de forage qui sert à introduire des outils coûteux au fond du puits sur une tige déjà usinée.
