Méthode de fonctionnement du forage rotatif à percussion avec marteau fond de trou
Le forage rotatif à percussion consiste à installer un marteau de fond de trou entre l'extrémité inférieure de la colonne de tige de forage rotative et le carottier, de sorte que l'impulsion d'impact, la pression axiale du trépan et le couple de rotation du trépan agissent simultanément sur le trépan pour réaliser le forage et la collecte de carottes. Cette méthode de forage est née en Europe au début du 19e siècle. Le ministère chinois de la géologie a commencé à l'étudier en 1958 et s'est développée rapidement dans les années 1970. Ses principaux avantages sont qu'elle peut augmenter considérablement la vitesse de forage et la longueur du métrage rond dans les formations rocheuses dures, réduire le degré de flexion du trou de forage et réduire considérablement le coût de forage. Le forage rotatif à percussion est généralement réalisé par deux types de marteaux. L'un consiste à utiliser le marteau entraîné par l'énergie du fluide de forage, ce qui est appelé forage rotatif à percussion hydraulique, et l'autre consiste à utiliser un marteau pneumatique entraîné par l'air comprimé, ce qui est appelé forage rotatif à percussion pneumatique. Ce qui suit présente principalement le forage rotatif à percussion hydraulique.
Le système de forage rotatif à impact hydraulique utilise une pompe à boue pour pomper le fluide de rinçage de forage à travers le tube de forage dans le marteau pour entraîner le marteau hydraulique à percuter le tube de carottage et le trépan. Le tube de forage est entraîné par l'appareil de forage pour faire tourner et pressuriser le trépan. Cette méthode de forage peut également être combinée avec des outils de forage à carottage à câble, appelés forage rotatif à impact hydraulique à carottage à câble. Avant le début du forage, le marteau hydraulique et le tube de carottage interne suspendus par la pointe de lance sont placés dans le tube de forage à carottage à câble depuis le sol, puis le fluide de rinçage de forage est pompé dans le tube de forage pour entraîner le marteau pour le forage et le carottage. À la fin du retour, un câble en acier fin est utilisé pour mettre le dispositif de récupération et le marteau et le tube de carottage interne sont soulevés hors du sol par un treuil spécial.
Le marteau hydraulique est l'outil principal pour le forage rotatif à percussion. Selon son principe de fonctionnement, il peut être divisé en trois types : action positive, double action et action de réaction. Selon la fréquence d'impact, ceux dont la fréquence est supérieure à 40 Hz sont des marteaux à haute fréquence, qui peuvent être équipés de forets diamantés. Le concassage des roches se fait principalement par rotation et complété par l'impact, ce qu'on appelle le forage à percussion rotatif hydraulique. Ceux dont la fréquence est inférieure à 40 Hz sont des marteaux à basse fréquence, qui sont souvent équipés de forets en carbure. Le concassage des roches se fait principalement par impact et complété par la rotation, ce qu'on appelle le forage à percussion rotatif hydraulique.
