La profondeur de forage maximale de la WRT1000 est de 1000 m, mais 1000 m correspond à la capacité nominale de l'équipement et ne signifie pas que n'importe quel puits puisse être foré directement jusqu'à 1000 m. Sa réalisation effective dépend de plusieurs groupes de données d'entrée : diamètre de forage, formations géologiques, poids des tiges et des tubages, appariement du compresseur d'air et conditions d'accès et de transport. Voici les points à vérifier un par un avant l'achat.
Commencer par le diamètre : 105–800 mm détermine toute la chaîne de charge
La plage de diamètres de forage de la WRT1000 est de 105–800 mm. Plus le diamètre est grand, plus la charge de rotation des tiges, le besoin de débit du compresseur d'air, le poids des tubages et la difficulté de forage augmentent simultanément. Autrement dit, la profondeur réalisable avec la même machine n'est pas identique entre un diamètre de 105 mm et un diamètre de 800 mm.
Avant l'achat, il convient de déterminer d'abord le débit d'eau cible et la structure du puits, puis d'en déduire le diamètre de puits et la dimension des tubages nécessaires, plutôt que d'établir le budget directement sur la limite supérieure de 800 mm. La limite supérieure de diamètre est une frontière de capacité de l'équipement, pas un paramètre de chantier recommandé.
La combinaison des formations détermine si le processus doit être segmenté
Les puits profonds de l'ordre de 1000 m sont rarement constitués d'une seule formation. La combinaison courante comprend une couche meuble supérieure, une zone de roche altérée ou fracturée au milieu, et une roche dure intacte en profondeur. La WRT1000 peut changer de méthode par segments :
- Sol, argile, sable et gravier : utiliser la rotation à la boue, le tubage ou d'autres méthodes de stabilisation du trou. La stabilité des segments supérieurs est particulièrement importante pour les puits profonds ; un effondrement précoce, une réduction de diamètre ou un problème de tubage augmentera considérablement les coûts de traitement ultérieurs.
- Calcaire, grès, granite et autres roches relativement intactes : un marteau fond-de-trou à moyenne ou haute pression d'air peut être configuré pour le forage DTH.
- Zones fracturées et formations mixtes : réduire la vitesse d'avancement, renforcer le nettoyage du trou et traiter les blocs et réductions de diamètre selon l'état de la paroi.
Si les formations du projet sont principalement des aquifères à fort jaillissement, l'augmentation de l'eau dans le trou affectera l'évacuation des débris et l'état de circulation du marteau fond-de-trou. Avant l'achat, il faut intégrer la profondeur des principales couches productrices d'eau et le débit de jaillissement prévu dans le plan d'alimentation en air et de tubage.
Force de levage et couple de rotation : le véritable goulot d'étranglement des trous profonds
À une profondeur de 1000 m, le poids propre des tiges, le poids des tubages et le frottement contre la paroi augmentent sensiblement. Les paramètres concernés de la WRT1000 sont les suivants :
| Paramètre | WRT1000 |
|---|---|
| Force de levage | 51 / 52 T |
| Pression axiale | 11 T |
| Couple de rotation | 20000 / 10000 N·m |
| Vitesse de rotation | 70 / 140 r/min |
| Course d'avance | 7 m (tiges de 3 m ou 6 m utilisables, diamètre de tige recommandé 114 mm) |
| Levage rapide / avance rapide | 28 m/min / 42 m/min (mouvements hors forage) |
| Puissance diesel | 194 kW |
La plage à basse vitesse et couple élevé convient aux grands diamètres, aux roches dures et aux segments à fort frottement ; la plage à vitesse élevée convient aux formations stables à faible résistance. Le forage profond nécessite d'ajuster dynamiquement la plage en fonction de la charge de rotation, de l'évacuation des débris et de l'usure des tiges. Il faut rappeler que la force de levage sert aux manœuvres de tiges, à la récupération du marteau fond-de-trou, à certaines opérations de tubage et au traitement d'outils dans des segments anormaux ; en cas d'augmentation continue de la résistance à l'extraction, il faut d'abord nettoyer le trou et évaluer l'état intérieur, plutôt que de tirer directement à la force de levage maximale.
Le choix des tiges influence le nombre de raccords et les conditions d'opération
La course d'avance de 7 m permet d'utiliser des tiges de 3 m ou 6 m. Les tiges de 6 m conviennent aux forages profonds de longue durée en réduisant le nombre de raccords ; les tiges de 3 m sont plus pratiques sur les chantiers où l'espace, le transport ou la manutention manuelle sont limités.
Le compresseur d'air est une variable externe du forage DTH à 1000 m
La pression de travail recommandée pour le forage DTH au marteau fond-de-trou de la WRT1000 est de 1,65–8 MPa, avec une consommation d'air de 16–96 m³/min. Les trous profonds de l'ordre de 1000 m et les roches dures de grand diamètre exigent une pression et un débit élevés du compresseur d'air ; le choix doit être jugé globalement selon les spécifications du marteau fond-de-trou, le diamètre, la profondeur, l'altitude et la dureté de la roche, et non uniquement sur la pression nominale. Le compresseur d'air est un équipement d'appui du projet ; lors de l'achat, il faut confirmer séparément si sa capacité correspond aux conditions cibles.
Le transport de la machine complète et les conditions d'accès sont souvent sous-estimés
La WRT1000 pèse environ 26 T et ses dimensions de transport sont d'environ 10,8 × 2,5 × 4,23 m. Le châssis monté sur camion améliore l'efficacité des déplacements entre les points de forage, mais une hauteur de transport de 4,23 m signifie qu'avant l'accès il faut vérifier :
- les limitations de hauteur sur route, le gabarit des ponts et des lignes aériennes ;
- les portails d'usine et autres obstacles en hauteur ;
- la praticabilité des routes de la mine ou du chantier, les pentes et les rayons de braquage ;
- la capacité portante de la plateforme de forage.
Ce sont des conditions de site à régler impérativement avant l'achat, et non à traiter une fois l'équipement arrivé.
Données d'entrée à confirmer point par point avant l'achat
- Profondeur cible du puits et diamètres par segment, en particulier la proportion du segment au diamètre maximal ;
- Description des couches géologiques, y compris l'épaisseur des couches meubles, la position des zones fracturées et la profondeur des principaux aquifères ;
- Débit d'eau prévu et structure du puits, qui déterminent les tubages et le type de pompe ;
- Spécifications des tiges (3 m ou 6 m, diamètre 114 mm) et poids des tubages ;
- Capacité de pression et de débit du compresseur d'air associé à couvrir la profondeur et le diamètre cibles ;
- Limitations de hauteur sur les routes d'accès, capacité portante de la plateforme et itinéraires de déplacement ;
- Performance de puissance du moteur diesel selon l'altitude et la température du site du projet.
Plus ces conditions sont claires, plus il est facile de juger si la profondeur de forage de 1000 m peut être réalisée dans un projet concret. Les paramètres de l'équipement ne constituent pas en eux-mêmes un engagement sur le résultat de forage d'un puits donné ; la solution finale doit être déterminée en combinant les données hydrogéologiques et une conception professionnelle. La structure à mât vertical montée sur camion, le double treuil auxiliaire (4 T + 3 T) et d'autres configurations ont une importance pratique pour la manutention des outils de forage profond et l'organisation du chantier, mais leur valeur de choix dépend également de l'adéquation avec les conditions de chantier ci-dessus.