Foreuse pour puits d'eau sur chenilles
Le WR1200SL est une foreuse hydraulique entièrement sur chenilles de forte capacité conçue pour les projets de grands forages profonds tels que les puits d'eau très profonds de classe 1200 m, l'approvisionnement en eau des zones minières, l'approvisionnement en eau industrielle et les études géothermiques. L'équipement adopte une configuration bi-énergie diesel/électrique et une structure de mât télescopique, prend en charge des tiges de forage de 9,6 m, une profondeur de forage maximale de 1200 m, un diamètre de forage de 105–900 mm, et est équipé d'une force de levage de 60 T, d'un couple de rotation de 30000 / 15000 N·m et d'une puissance diesel Cummins de 264 kW. Il convient aux projets à long cycle de construction, à grand diamètre, à grande profondeur et présentant des conditions énergétiques sur site très variables.
Les zones minières éloignées, les déserts et les projets en plein air dépendent généralement davantage de l'énergie diesel, tandis que les sites de forage fixes en mine, les parcs industriels ou les projets de construction à long terme peuvent disposer d'un réseau électrique stable. Le WR1200SL peut être configuré entre des solutions diesel et électriques selon les conditions du site, ce qui permet non seulement de conserver la capacité de construction autonome en milieu sauvage, mais aussi d'offrir une option de réduction de la consommation de carburant et des émissions d'échappement pour les chantiers fixes. La puissance finale, la tension, la fréquence et le schéma de démarrage de la partie électrique doivent être déterminés en fonction du système d'alimentation du projet.
La profondeur de forage maximale de 1200 m et le diamètre de forage de 105–900 mm permettent au WR1200SL de couvrir des projets d'eaux souterraines profondes que les équipements de puits d'eau ordinaires ne peuvent pas prendre en charge. Pour les aquifères profonds, les puits profonds en zone minière, l'approvisionnement en eau industrielle à grand débit et certaines études géothermiques, un équipement de classe 1200 m dispose d'une plus grande réserve de profondeur. La profondeur de forage réelle doit encore être déterminée en fonction du diamètre, de la formation, des tiges de forage, du compresseur d'air et des conditions hydrogéologiques.
Les équipements de classe 1200 m sont eux-mêmes volumineux et lourds, ce qui rend l'organisation du transport plus complexe que pour les foreuses de petite et moyenne taille. Le mât télescopique peut réduire l'encombrement de transport lors des déplacements, puis déployer la hauteur de travail une fois arrivé au point de forage, ce qui améliore les conditions de chargement, de passage routier et de déplacement interne sur le chantier tout en garantissant la capacité de travail avec de longues tiges de forage.
Le WR1200SL prend en charge des tiges de forage de 9,6 m, avec un diamètre recommandé de 114 / 127 mm. Pour les trous profonds de plus de 1000 m, si des tiges courtes sont encore fréquemment utilisées, le nombre de raccords et de déconnexions sera très élevé, ce qui augmentera sensiblement le temps auxiliaire et l'intensité de la main-d'œuvre. Les longues tiges de 9,6 m peuvent réduire considérablement la fréquence des connexions, ce qui les rend plus adaptées à la construction continue de trous très profonds et aux projets à long cycle.
La force de levage de l'équipement atteint 60 T, avec une pression axiale de 10 T. À une profondeur de trou de classe 1200 m, le poids propre du train de tiges, le frottement de la paroi du trou, le poids du tubage et les anomalies dans le trou augmentent considérablement la charge de traction. Une capacité de levage plus importante facilite les manœuvres normales de descente et de remontée, la récupération des marteaux fond de trou et les opérations de tubage de grand diamètre, mais en cas de coincement ou de rétrécissement, il convient toujours de nettoyer d'abord le trou et d'évaluer l'état à l'intérieur.
Le couple maximal du système de rotation est de 30000 / 15000 N·m, correspondant à une vitesse maximale de 85 / 170 tr/min. Les grands diamètres, les roches dures massives et les sections de trou à forte friction nécessitent un couple plus élevé, tandis que les phases de forage à moindre résistance peuvent utiliser une vitesse plus élevée. Dans la construction de trous très profonds, les paramètres doivent être ajustés en continu en fonction du couple, du retour des débris et de la charge des outils de forage.
Le diamètre maximal atteint 900 mm, ce qui permet d'adapter des tubages plus grands et des solutions de pompes à plus haut débit, mais cela signifie aussi que la construction à grand diamètre impose des exigences plus élevées au compresseur d'air, au trépan, au tubage, au couple et au système de levage. Dans les projets réels, il convient de choisir un diamètre raisonnable selon l'objectif de complétion du puits, et il n'est pas recommandé d'utiliser en permanence le diamètre maximal comme configuration courante.
Pour le forage pneumatique DTH, la pression de travail recommandée est de 1,65–8 MPa, avec une consommation d'air de 16–120 m³/min. Les trous profonds de classe 1200 m, les grands diamètres et les roches dures imposent des exigences très élevées au débit du compresseur d'air. Le choix du compresseur doit prendre en compte à la fois la pression et le débit ; si le débit est insuffisant, même si la pression atteint la valeur requise, il peut y avoir un impact insuffisant, des difficultés d'évacuation des débris et une accumulation au fond du trou.
Après être entré dans une roche dure relativement massive, le forage peut être effectué avec des marteaux fond de trou DTH à moyenne et haute pression d'air. Dans les trous profonds, la distance de retour des poussières de roche est longue, et la propreté du fond du trou est particulièrement importante. Il convient de garantir la lubrification du marteau fond de trou, le contrôle de l'usure du trépan et la stabilité du débit d'air. Si le retour des débris diminue continuellement ou si le couple augmente anormalement, il faut nettoyer le trou et vérifier les outils de forage à temps.
Les couches de terre, d'argile, de sable et de gravier peuvent être forées par rotation à la boue, avec tubage ou d'autres méthodes de soutènement. Pour les puits très profonds de classe 1200 m, la stabilité de la partie supérieure du trou a un impact plus important sur la construction ultérieure. Une fois que la partie supérieure se rétrécit ou s'effondre, le forage profond et l'extraction des tiges deviennent plus difficiles, il ne faut donc pas omettre la stabilisation précoce du trou.
Lorsqu'un trou profond traverse des failles, des brèches et des zones de fractures développées, des chutes de blocs, des fuites d'air, des rétrécissements et des coincements peuvent se produire. Après être entré dans une section anormale, il convient de réduire l'avancement, de renforcer le nettoyage du trou et d'utiliser selon le cas un tubage, de la mousse ou d'autres méthodes de traitement. Si la résistance à l'extraction des tiges augmente continuellement, il faut arrêter le forage et analyser la situation à temps.
Après être entré dans l'aquifère principal, l'eau jaillissante modifie l'évacuation des débris dans le trou et les conditions de travail du marteau fond de trou. Les opérateurs doivent enregistrer la profondeur des principales couches productrices d'eau et ajuster l'alimentation en air, le nettoyage du trou et la méthode de tubage en fonction du débit d'eau. Lors de la complétion du puits, il faut également concevoir les crépines, les sections d'étanchéité et le type de pompe final en fonction de l'épaisseur de l'aquifère et de la qualité de l'eau.
Pour les régions où les sources d'eau peu profondes sont insuffisantes, où la population desservie est importante ou où la nappe phréatique est très profonde, le WR1200SL peut être utilisé pour de grands puits d'eau potable profonde et des projets d'approvisionnement en eau communautaire. Ces projets doivent d'abord faire l'objet d'une étude hydrogéologique et d'une évaluation de la qualité de l'eau, puis déterminer la couche cible, le diamètre et la profondeur du puits, afin d'éviter de rechercher aveuglément la profondeur maximale.
Les régions arides, les grandes fermes et les zones agricoles à grande échelle peuvent nécessiter des puits d'irrigation de plus de 500 m, voire plus profonds. La réserve de profondeur de classe 1200 m et la configuration de tiges de 9,6 m du WR1200SL conviennent aux forages profonds à long cycle. La structure réelle du puits doit être déterminée en fonction de la surface irriguée, du débit et du type de pompe.
Les projets miniers nécessitent de l'eau pour la vie, l'abattage des poussières, le lavage des équipements et l'approvisionnement auxiliaire en eau de production. La force de levage de 60 T, le châssis sur chenilles renforcé et la configuration bi-énergie du WR1200SL conviennent particulièrement aux projets de puits profonds dans les grandes zones minières. Si le site de forage fixe de la mine dispose d'un réseau électrique, une solution électrique peut être configurée selon les besoins.
La profondeur de forage de classe 1200 m et le diamètre maximal de 900 mm permettent à l'équipement de prendre en charge certains grands forages de rabattement. Les projets de rabattement doivent concevoir l'emplacement, l'espacement, le diamètre, les crépines et le débit de pompage en fonction des conditions hydrogéologiques. La foreuse ne fait que réaliser le trou et ne remplace pas un plan de rabattement complet.
Le WR1200SL peut être utilisé pour certaines études géothermiques, forages de gradient de température et vérifications de température des formations profondes. Les projets géothermiques doivent prendre en compte, outre la profondeur de forage, la température de la formation, le fluide de circulation, le matériau du tubage et la stabilité de la paroi. S'il s'agit d'un puits de développement géothermique formel, les outils de forage et le système de complétion doivent être configurés selon une conception spécifique.
La vitesse de levage rapide est de 29 m/min et la vitesse d'avance rapide de 51 m/min, principalement utilisées pour le retour de la tête motrice, la manipulation des tiges et les mouvements hors forage. Les projets de trous très profonds ont de longs cycles de construction, et le temps auxiliaire économisé à chaque fois devient très important à long terme, surtout avec des tiges de 9,6 m qui augmentent encore le temps de travail effectif de l'équipement.
La configuration diesel est un moteur Cummins de 264 kW, qui fournit la puissance à la rotation, à l'avance, au déplacement sur chenilles, aux stabilisateurs et aux systèmes auxiliaires. Les trous profonds de 1200 m fonctionnent généralement en continu pendant de longues périodes ; il faut renforcer la maintenance du refroidissement du moteur, du filtre à air, du système de carburant et de la température de l'huile hydraulique, afin d'éviter une baisse de puissance due à la chaleur et à la poussière.
Si une mine, un parc industriel ou un site de forage fixe dispose d'une alimentation stable, un système d'entraînement électrique peut être configuré selon le réseau du projet. Le mode électrique permet de réduire la consommation de carburant et les émissions sur site, mais il faut confirmer à l'avance la tension, la fréquence, la capacité du transformateur, la distance des câbles et le courant de démarrage ; il ne faut pas simplement convertir la puissance diesel.
L'équipement est doté d'un grand treuil auxiliaire de 5 T et d'un petit treuil auxiliaire de 2,5 T, pouvant être utilisés respectivement pour la manutention d'outils de forage plus lourds, de marteaux fond de trou, de tubages et d'accessoires courants. Les projets de classe 1200 m comportent de nombreux outils et des pièces lourdes ; les deux treuils peuvent améliorer l'efficacité de l'organisation sur site, mais les opérations de levage doivent strictement respecter les charges nominales et les distances de sécurité.
La vitesse de déplacement est d'environ 6 km/h, avec un angle de montée maximal de référence de 21°. Pour un équipement lourd de 25 T, cette capacité de déplacement est principalement utilisée pour les déplacements internes au chantier et entre les points de forage. Avant tout déplacement, il faut vérifier la portance de la route, la pente, le rayon de braquage et l'état des sols meubles ; le mât long doit être en position de transport sûre.
La course des stabilisateurs hydrauliques est de 1,7 m, ce qui permet de mettre l'équipement de niveau et de le soutenir de manière stable. Les forages très profonds ont de longs cycles de construction, et l'équipement supporte à long terme les charges du train de tiges et de la rotation ; un affaissement des stabilisateurs ou une plateforme non plane peut affecter l'inclinaison du trou et les contraintes sur le mât. Sur sol meuble, il faut poser des plaques de calage d'une surface suffisante.
Le poids total de la machine est d'environ 25 T, avec des dimensions hors tout d'environ 10,85 × 2,25 × 2,98 m. Le transport interrégional nécessite de vérifier à l'avance la charge utile du plateau, la hauteur limite de la route, la portance des ponts et l'espace de braquage ; les tiges de 9,6 m doivent généralement être transportées séparément. Après l'arrivée sur site, il faut également prévoir de l'espace pour le compresseur d'air, le système de boue et la zone de matériaux.
Différentes formations et différents projets peuvent être équipés d'une pompe à boue, d'une pompe centrifuge, d'un générateur et d'une pompe à mousse. Les projets comportant de nombreuses couches meubles dépendent davantage du système de boue, les trous profonds en roche dure dépendent davantage d'un compresseur d'air à grand débit et d'un marteau fond de trou, et les formations à fractures avec fuites d'air peuvent utiliser de la mousse en assistance. Il convient de combiner les accessoires selon les conditions de travail principales, plutôt que d'empiler uniformément tous les accessoires.
Avant de commencer chaque jour, il faut vérifier le moteur, le système électrique, le système hydraulique, le mât télescopique, les stabilisateurs, les chenilles, les deux treuils, les tuyaux d'air haute pression et les longues tiges de forage ; pendant la construction du trou profond, enregistrer en continu le couple, la pression d'air, le retour des débris, le retour d'eau et la résistance à l'extraction des tiges ; lors du passage ou de l'utilisation de la solution électrique, confirmer la mise à la terre, les protections et la capacité d'alimentation conformément aux normes électriques du projet.
En raison des différences dans les conditions géologiques réelles, les outils dans le trou, l'angle de forage et les méthodes d'exploitation, l'efficacité de forage finale, la profondeur et le résultat de complétion du puits doivent être basés sur les conditions réelles du site.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Paramètres de base | |
| Modèle | WR1200SL |
| Type d'équipement | Foreuse de puits d'eau lourde sur chenilles à mât télescopique bi-énergie diesel/électrique |
| Configuration motrice | Bi-énergie diesel / électrique |
| Profondeur de forage maximale | 1200 m |
| Diamètre de forage | 105–900 mm |
| Structure du mât | Mât télescopique |
| Formations applicables | Formations meubles et formations rocheuses |
| Tiges de forage et système d'avance | |
| Longueur des tiges | 9,6 m |
| Diamètre recommandé des tiges | 114 / 127 mm |
| Pression axiale | 10 T |
| Force de levage | 60 T |
| Vitesse de levage rapide | 29 m/min |
| Vitesse d'avance rapide | 51 m/min |
| Système de rotation | |
| Couple de rotation maximal | 30000 / 15000 N·m |
| Vitesse de rotation maximale | 85 / 170 tr/min |
| Compatibilité du système pneumatique | |
| Pression de travail recommandée | 1,65–8 MPa |
| Consommation d'air recommandée | 16–120 m³/min |
| Marteaux fond de trou compatibles | Séries à moyenne et haute pression d'air |
| Système motrice | |
| Marque du moteur diesel | Cummins |
| Puissance du moteur diesel | 264 kW |
| Configuration électrique | Personnalisable selon les conditions d'alimentation du site du projet |
| Systèmes auxiliaires | |
| Force de levage du grand treuil auxiliaire | 5 T |
| Force de levage du petit treuil auxiliaire | 2,5 T |
| Course des stabilisateurs hydrauliques | 1,7 m |
| Déplacement et paramètres de la machine | |
| Vitesse de déplacement | 6 km/h |
| Angle de montée maximal | 21° |
| Poids total | 25 T |
| Dimensions hors tout | 10,85 × 2,25 × 2,98 m |
| Méthodes de forage | |
| Forage rotatif hydraulique à tête d'entraînement | Adapté aux puits d'eau profonds conventionnels et au forage de grand diamètre |
| Forage au marteau fond de trou DTH | Adapté aux roches altérées, fracturées et dures massives |
| Forage rotatif à la boue | Adapté aux couches meubles telles que terre, argile, sable et gravier |
| Accessoires en option | |
| Pompe à boue | En option |
| Pompe centrifuge | En option |
| Générateur | En option |
| Pompe à mousse | En option |
| Applications typiques | |
| Puits d'eau très profonds | Développement des eaux souterraines profondes pour zones rurales, communautés, industrie et grands projets |
| Irrigation agricole | Puits d'irrigation profonds, grandes fermes et puits agricoles à grand débit |
| Approvisionnement en eau industrielle | Usines, parcs industriels et grands projets d'infrastructure |
| Approvisionnement en eau des zones minières | Eau pour la vie, abattage des poussières, camp et production auxiliaire en mine |
| Rabattement de nappe en zone minière | Forages de rabattement pour mines à ciel ouvert, zones minières souterraines et grands ouvrages |
| Études géothermiques | Forages de gradient de température et certains forages d'étude géothermique |
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