Utilisation des outils de forage de roche : pratiques permettant de prolonger la durée de vie des trépans et des tiges
La durée de vie des outils de forage dépend de bien plus que de la qualité des matériaux. Un adaptateur de tige, un raccord, une tige de forage et un trépan de haute qualité peuvent néanmoins s'user prématurément si le processus de forage est mal maîtrisé. Des pratiques d'utilisation correctes protègent l'ensemble de la garniture de forage, améliorent la performance de pénétration et réduisent les coûts de forage et de dynamitage.
Pour les foreuses à rails de guidage lourds, les jumbos hydrauliques et autres foreuses de roche de forte puissance, la garniture de forage doit transmettre l'énergie d'impact, la rotation et la force d'avance tout en résistant à la flexion, à l'usure du filetage, aux vibrations et aux surcharges soudaines. Les pratiques suivantes contribuent à prolonger la durée de vie des outils de forage et à maintenir une production stable.
Commencez le trou progressivement
Le sertissage est une étape cruciale du forage. Au début du trou, le trépan n'est pas encore guidé par la roche. Une avance excessive ou une énergie d'impact maximale peuvent entraîner le glissement, le rebond ou un impact irrégulier sur la paroi rocheuse.
Une procédure de forage contrôlée permet d'obtenir un trou droit et protège le trépan. Commencez par un rinçage approprié et une avance modérée. Une fois le trépan complètement en place et le trou correctement formé, les paramètres de forage peuvent être augmentés jusqu'à leur niveau de fonctionnement normal.
Un démarrage agressif peut engendrer des contraintes locales importantes au niveau du trépan, des plaquettes en carbure, de la tige et des raccords de tige. Il peut également générer de la chaleur si le rinçage est insuffisant. Il peut en résulter des éclats de carbure, des plaquettes fissurées, des filetages endommagés ou une rupture prématurée de la tige.
Maintenez la garniture de forage alignée
Un mauvais alignement est une cause majeure d'endommagement inutile des outils de forage. L'adaptateur de tige, le raccord et la tige de forage doivent être concentriques avant le forage. Si la poutre d'alimentation, le bras ou le chariot de forage se déplace pendant le fonctionnement, l'alignement doit être vérifié avant de connecter une autre tige.
Forcer une tige dans un raccord mal aligné peut endommager le filetage ou créer des contraintes de flexion au niveau de la connexion. Un filet peut ne s'engager que partiellement, et l'impact et la rotation qui s'ensuivent peuvent rompre le raccord, la tige ou la tige près du fond du filetage.
Avant d'ajouter une tige, vérifiez l'état du filetage, la position du raccord et l'alignement de la connexion. Si la connexion ne s'emboîte pas facilement, identifiez-en la cause plutôt que de forcer. Un alignement correct prend beaucoup moins de temps que la réparation d'une garniture de forage cassée.
Poignée coincée, foret en acier, avec précaution
Le blocage des outils en acier peut se produire dans la roche fracturée, les cavités, les matériaux meubles ou en cas de mauvais rinçage. C'est un problème courant lors du forage, mais des méthodes de récupération improvisées et brutales peuvent transformer un problème gérable en une perte importante d'outils.
Ne frappez pas la garniture de forage avec une autre tige et n'exercez aucune force de traction incontrôlée. De telles actions peuvent fissurer les raccords, endommager les filetages ou rompre la tige et le corps de tige. Suivez plutôt la procédure de récupération recommandée par le fabricant pour le modèle de foreuse et les conditions du site.
En général, la récupération doit viser à réduire le blocage, à assurer un rinçage adéquat et à appliquer des réglages contrôlés de rotation et d'avance. Si la garniture de forage ne peut être récupérée en toute sécurité, suivez la procédure établie en cas d'outil coincé sur le site. Une intervention appropriée protège les opérateurs, l'équipement et le puits.
Retirer les tiges sans endommager le filetage
Les raccords filetés peuvent se gripper après le forage sous l'effet des chocs, de la chaleur, de la poussière et d'une pression de contact élevée. Avant de débloquer un raccord, laissez la garniture de forage se desserrer conformément au mode de fonctionnement de la machine. Une rotation ou une vibration contrôlée peut faciliter le déblocage des filets.
Forcer le serrage en sens inverse d'un assemblage fortement sollicité peut endommager l'adaptateur de tige, le raccord ou la tige. L'endommagement du filetage réduit le transfert d'énergie et crée des concentrations de contraintes qui diminuent la durée de vie en fatigue.
Veillez à la propreté des raccords filetés. La poussière de roche, les fines de forage et la corrosion peuvent accélérer l'usure et compliquer le démontage. Utilisez le lubrifiant approprié lorsque celui-ci est spécifié par le fabricant de l'équipement et remplacez les raccords ou les tiges lorsque les profils de filetage sont usés.
Maintenir une chasse d'eau efficace
Le rinçage remplit plusieurs fonctions : il refroidit le trépan, évacue les déblais du forage et empêche le broyage des roches concassées. Dans les formations tendres, friables ou très fracturées, les fines peuvent se mélanger à l’eau et former une pâte autour de la garniture de forage. Cela peut rendre l’outil difficile à retirer et augmenter le risque de blocage.
Un débit d'eau ou d'air adéquat facilite l'évacuation des déblais hors du trou. Le réglage requis dépend de la méthode de forage, de la nature de la roche, de la profondeur du trou et du type de trépan. Si les déblais ne sont pas évacués correctement, il est conseillé aux opérateurs de vérifier le système d'évacuation plutôt que de forcer le forage.
Un rinçage insuffisant peut entraîner une usure excessive du trépan, une réduction du taux de pénétration, un forage instable et des contraintes supplémentaires sur l'ensemble de la garniture de forage.
Meulez les mèches avant que l'usure ne devienne importante.
L'entretien des trépans est essentiel à la gestion des outils de forage. Les plaquettes et les inserts en carbure doivent être rectifiés avant qu'ils ne soient trop aplatis, fissurés ou usés. Un rectification régulière permet de restaurer le profil de coupe, d'améliorer la pénétration et de réduire les contraintes sur la tige et le système d'accouplement.
Un trépan affûté perce la roche plus efficacement. Un trépan émoussé augmente la résistance de la roche, ce qui peut réduire la vitesse de pénétration et accroître les vibrations. Cette charge supplémentaire affecte non seulement le trépan, mais aussi tous les composants du système de forage.
Les opérateurs doivent inspecter régulièrement les embouts pour vérifier :
Boutons aplatis ou bords de coupe usés.
Perte de jauge.
Fissures, motifs en « peau de serpent » ou dommages causés par les carbures.
Boutons cassés.
Usure excessive du corps en acier autour du carbure.
Orifices de chasse d'eau obstrués ou endommagés.
La fréquence d'affûtage doit être déterminée en fonction de l'abrasivité de la roche, du type de trépan, des performances de forage et des résultats d'inspection. Un entretien régulier est plus économique que d'attendre que le trépan soit gravement endommagé.
Considérez le système de forage comme une seule unité.
Pour obtenir les meilleurs résultats de forage, il est essentiel d'adapter l'équipement, le choix des outils et les pratiques d'exploitation. Le type de trépan, le diamètre de la tige, le système de filetage, la puissance de forage, la force d'avance, la vitesse de rotation et le rinçage doivent être adaptés aux caractéristiques de la roche et à l'opération de forage.
De bonnes pratiques d'utilisation permettent de réduire les pannes évitables. Le serrage progressif, l'alignement précis, le dégagement contrôlé des tiges coincées, la manipulation soigneuse du filetage, un rinçage efficace et un affûtage régulier contribuent tous à prolonger la durée de vie des outils de perçage.
Pour les équipes minières et de construction, ces pratiques améliorent bien plus que la durée de vie des consommables. Elles contribuent à maintenir la vitesse de forage, à réduire les temps d'arrêt, à protéger le matériel de forage coûteux et à diminuer le coût total par mètre foré.
