Contrôle des coûts et prolongation de la durée de vie des outils de forage de roche
Dans tous les types de travaux de forage, les outils de forage sont des consommables à haute fréquence. Sur la durée des projets, leur consommation s'accumule et leur coût peut représenter jusqu'à la moitié des dépenses totales de forage. Cela montre que la gestion du coût et de la durée de vie des outils n'est pas un enjeu mineur, mais un enjeu essentiel pour la rentabilité d'un projet.
Pour atteindre l'objectif de maximisation du rendement à moindre coût, la gestion des outils doit être privilégiée. Grâce à l'apprentissage continu des connaissances professionnelles et à la synthèse de l'expérience terrain, les stratégies d'utilisation et de contrôle doivent être constamment optimisées : c'est la voie incontournable pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité des travaux de forage.
Deux facteurs essentiels déterminent la durée de vie de l'outil La durée de vie de l'outil n'est pas déterminée par un seul facteur, mais par l'influence combinée de la qualité du produit et de la méthode d'utilisation — les deux sont indispensables :
Base de qualité du produit : des outils de haute qualité sont la condition préalable à une durée de vie plus longue ; la qualité du matériau et de la fabrication détermine directement la résistance à l'usure.
Une utilisation standardisée est essentielle : même les meilleurs outils s'usent rapidement s'ils ne sont pas utilisés correctement. Comme le dit le proverbe, « à bon cheval, bonne selle » : des opérateurs compétents et expérimentés qui maîtrisent précisément les détails opérationnels peuvent réduire considérablement l'usure inutile des outils et exploiter pleinement les performances des équipements, réduisant ainsi les coûts des consommables à la source.
Six causes courantes de dommages aux outils (avec des conseils pour les atténuer). D'après la pratique, les dommages aux outils sont principalement dus aux six problèmes suivants. Identifier la cause permet de les éviter de manière ciblée :
(1) Mauvaise concentricité de l'ensemble de l'outil
Symptôme : l'adaptateur de tige, le manchon d'accouplement et la tige de forage ne sont pas concentriques, ce qui provoque une flexion et une déformation de l'assemblage et génère des contraintes supplémentaires.
Effet de chaîne : les contraintes endommagent la précision d'accouplement aux interfaces de connexion, entraînant des desserrages et des défauts latents.
Atténuation : vérifier la concentricité des composants avant l'assemblage et s'assurer de l'absence de désalignement après l'installation.
(2) Pression d'alimentation (avance) inadaptée Une pression d'alimentation trop basse ou trop élevée provoque une usure :
Faible pression d'alimentation : elle diminue la vitesse de pénétration et produit souvent un bruit de claquement aux raccords. Cela entraîne des pertes de transfert d'énergie, un échauffement des outils, une usure anormale du filetage et même des piqûres d'érosion dans les cas les plus graves. Solution : ajuster la pression d'alimentation à la plage recommandée par l'équipement pour éviter une sous-alimentation.
Pression d'avance élevée : réduit la vitesse de rotation du foret et augmente considérablement le risque de blocage. Elle augmente la contrainte de flexion des tiges de forage et accélère la rupture ou la déformation de l'outil. Solution : surveiller la pression d'avance en temps réel pour éviter toute surpression.
(3) Mauvais réglage de la pression d'impact (marteau)
Effet de base : la pression d'impact affecte directement la vitesse de rotation et l'efficacité du perçage ; un réglage incorrect déstabilise le système, réduit la progression et raccourcit considérablement la durée de vie de l'outil.
Recommandation opérationnelle : régler la pression d'impact avec précision en fonction de la dureté de la roche et du type de trépan, en suivant le manuel de l'équipement.
(4) Mauvaise adaptation de la vitesse de rotation
Principe d'adaptation : la vitesse de rotation doit correspondre au diamètre du foret et à la fréquence du marteau — plus le foret est gros, plus la vitesse de rotation requise est faible.
Risque : une vitesse de rotation excessive use directement les tranchants du foret, provoquant une défaillance prématurée du foret.
Réglage : lors du changement de bits, ajustez la vitesse de rotation en conséquence pour garantir la compatibilité des paramètres.
(5) Contrôle imprécis de la pression rotative (couple/rotation)
Double rôle : une pression rotative correcte empêche le blocage des forets et aide à maintenir une vitesse de rotation stable.
Risque d'imprécision : une pression de rotation insuffisante entraîne des connexions desserrées dans la chaîne d'outils, provoquant un échauffement au niveau des joints, un arrachement des filetages, une usure prématurée et même une rupture.
Objectif de contrôle : surveiller la pression rotative pendant les opérations et la maintenir dans des plages standard.
(6) Pratiques opérationnelles non standard Opérations incorrectes courantes :
Mélange d'outils neufs et usés : les outils usés ont des performances réduites et accéléreront l'usure des outils neufs lorsqu'ils sont associés.
Une composition de tige incorrecte : un mauvais alignement, une contamination du filetage par de la boue/du sable ou un manque de lubrification du filetage augmentent tous l'usure des joints.
"Frapper à sec" (actionner le marteau avec le foret non en contact avec la roche) : c'est l'une des actions les plus dommageables et elle déformera ou cassera directement les outils.
Normes : séparer les outils neufs et usagés, nettoyer et lubrifier les filetages avant de confectionner les tiges et interdire strictement la frappe à sec.
Le forage est une tâche d'ingénierie de systèmes complexe, et la gestion des outils est un lien critique qu'aucune partie ne peut gérer seule :
Besoin de collaboration : les fournisseurs de matériaux (fournir des outils de qualité), les fabricants (optimiser les processus de produits) et les opérateurs sur le terrain (normaliser l'utilisation) doivent se coordonner pour former un effort unifié — les approches isolées ne sont pas réalistes.
Logique sectorielle : les pairs ont besoin de concurrence pour stimuler la qualité et le progrès, mais aussi de coopération pour mutualiser les ressources et surmonter les obstacles techniques. Seule l'union de toutes les forces disponibles permettra à l'industrie de progresser dans son ensemble.
Point décisif : le principal obstacle au progrès de l'industrie réside dans le conservatisme et les pratiques rétrogrades. Pour y parvenir, l'industrie doit surmonter son passé : apprendre proactivement de nouvelles technologies, explorer de nouvelles méthodes et faire preuve d'innovation pour optimiser en permanence la gestion des outils et les technologies de perçage.
