Outil de Forage au Câble
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[modifier] Histoire
L’outillage de forage au câble provient probablement d'une forme de perceuse en bambou utilisée en Chine il y a plus de 4.000 ans. Utilisé pour percer la saumure, la perceuse en bambou pourrait percer jusqu'à 3.000 pieds (914 m) de profondeur. Bien qu'une forme d’outil de forage au câble ait été inventée dès l'abord et employée sur des projets dans les années 1800s, l’outil de forage au câble d’aujourd’hui, a été inventé en 1825.[1]
Les anciennes foreuses à câble ont été faits en corde de chanvre de Manille, et en fait, voici d’où la foreuse à câble dérive son nom. La corde suspendait des tiges en bois et des outils de forage pour lever la corde de l'outil à travers un poteau de ressort ou un faisceau de marche. Le trépan, qui s'est composé d'un bout ciselé émoussé, ébrécherait à plusieurs reprises pour exposer un trou.
À partir des années 1800s, la corde de Manille a été remplacée par la corde à plusieurs torons en acier. Les nouvelles améliorations furent le résultat de l'industrie de forage de saumure croissante aux États-Unis. La nature du forage de saumure a exigé des outils qui pourraient percer les trous circulaires à une profondeur de 1.000 pieds (305 m).
Le perçage du premier puits de poteau à ressort aux États-Unis a été lancé en 1806 par deux frères, David et Joseph Ruffner. Le puit poteau à ressort, qui a été situé outre la banque du fleuve Kanawha à Charleston, la Virginie Occidentale, a pris trois ans pour accomplir, avec les frères Ruffner et l’équipage perçant environ 58 pieds (18 m) de profondeur – duquel 40 pieds (12.2m) se composait de substratum rocheux.[2]
[modifier] Le Forage Pétrolier
Le succès de l’outil de forage au câble pour le perçage de saumure lui a rendu une solution évidente pour le forage de pétrole. Le premier puits de pétrole commercial en Amérique du Nord a eu lieu à Petroila, Ontario en 1885. Fonctionnant sur un outillage de forage au câble, il s'est composé d'un tour de forage en bois de 82 pieds (25-m) de hauteur portée sur plusieurs grands bois de sciage. Les jambes de la tour de forage mesuré deux pouces par 12 (5.1 par 30.1 cm), et ont été placées pour former un angle droit. Des entretoises horizontaux et des contrefiches diagonales ont été boulonnées aux jambes de la tour de forage, et trois rouleaux à câbles ont été enroulées utilisant des câbles en acier à travers des bûchettes en moufle fixe. Des câbles utilisés, un forait la ligne, on était pour la cuiller à clapet, et le dernier était pour le levage et l'abaissement de l'enveloppe. La puissance pour ces lignes a été développée par une machine à vapeur situé en forte proximité à la tour de forage.
La tour a été placée proche de la cuiller à clapet, un appareil utilisé pour écoper dehors les découpages et les déblais de forage et d’eau. En outre, elle a utilisé un poteau de Sampson porté sur une plate-forme avec la tour. Le poteau étendu horizontalement et a été attaché par une charnière à un levier de battage. Le levier de battage a été employé pour tenir un dispositif de serrage qui a plongé la perceuse. Le trépan, consistant simplement d’un poids d’acier avec un point, a été levé au-dessus du puits par un câble.
Sur l'extrémité du levier de battage se trouvait une roue d’entraînement qui a dû être lancé afin de faire tourner la roue. Quand cette action était accomplie, elle augmenterait et abaisser alors une bielle, basculant le faisceau en haut et en bas comme le mouvement d’une « balançoire à bascule », soulevant et abaissant par conséquent la perceuse. La répétition constante de ce mouvement a eu comme conséquence la pénétration du trépan en acier dans la formation, produisant alors un trou. [3]
[modifier] Traits
L’outil de forage au câble comporte les composants suivants :
- Un câble de perçage pour les outils de levage et de rotation, aussi bien que commander le mouvement des outils
- Une douille cardan pour relier le câble aux outils et permettre au câble de dérouler
- Une masse-tige qui fournit le poids et guide le trépan dans la direction du perçage désiré
- Un trépan qui est responsable de pénétrer et d'écraser la roche
- Un moteur de caisse, où la force de la clame est fournie -- une enveloppe est un tambour de levage porté à l'intérieur d'une tour et utilisée pour actionner un bloc de déplacement.
- Un appareil de forage pourrait également comporter une coulisse de forage qui empêche les outils de se coincer ensemble.
- Un autre dispositif additionnel est un amortisseur de chocs, qui rebondit les outils outre de la roche quand il finit de heurter la surface de la roche.
[modifier] Comment Ça Marche
Avant l'opération de la machine, la perceuse est synchronisée avec la chute gravitationnelle des autres outils pour s'assurer que quand il frappe la roche, il sera assez puissant pour ébrécher des débris rocheux. En synchronisant la vitesse du moteur avec la chute des outils aide à assurer que la foreuse profite de l’outil de forage au câble.
Quand la synchronisation est accomplie, le processus commence en conduisant l'enveloppe au-dessus de la masse-tige, une action de martèlement fourni par les crampons de fixage. La surface du crampon agit en tant que panne du marteau, permettant au cas de l'employer comme poids. Quand l'enveloppe est abaissée, le trépan est inséré et l'eau est éjectée pour créer la boue pour faciliter l’enlèvement du débris. En ce moment, le perçage cesse et le garant est inséré pour enlever le débris rocheux, d’eau, et n'importe quels autres débris qui se sont accumulés. Les différents types de cuiller à clapet conviennent pour différentes applications. Par exemple, le garant de cuiller à clapet de valve est le meilleur pour la collection de débris bien mélangés.
La foreuse continue ce processus jusqu'à ce que la profondeur désirée du trou ait été atteinte. De jour à jour, la foreuse place la ligne de câble et commence à lever et abaisser la ligne de sorte qu'elle vient aussi loin que possible. À certains points durant le perçage, la foreuse dégagera la ligne pour permettre à la perceuse de se prolonger plus loin en bas du trou.[4]
[modifier] Avantages et Inconvénients
Il y a plusieurs avantages et inconvénients liés à cet outil. Du côté des avantages, il est bon marché, facile pour une simple personne à employer, et il fonctionne avec un bon rendement du carburant. Cependant, il a été critiqué pour ne pas être l'outil le plus productif pour le perçage, car il est plus efficace pour quelques formations que d'autres. [5]
