Pour une foreuse de puits d'eau de 600 m, la suffisance de la force de levage et du couple de rotation ne peut pas être jugée uniquement sur la profondeur maximale de forage. Plus le trou est profond, plus le poids propre des tiges et le frottement des parois augmentent, ce qui sollicite principalement la force de levage ; plus le diamètre est grand et la roche dure, plus la résistance à la rotation est élevée, ce qui sollicite principalement le couple. Les paramètres publics du WRT600 sont : profondeur maximale de forage 600 m, diamètre de forage 140–450 mm, force de levage 37 T, pression axiale 6 T, couple de rotation bi-mode 15000/7500 N·m, puissance diesel 132 kW. Pour déterminer si cette configuration correspond à votre projet, il faut examiner séparément le diamètre, la profondeur et la formation.
Distinguer d'abord ce que chaque variable consomme
Le diamètre influence le couple, l'évacuation des débris et le tubage
L'augmentation du diamètre accroît la surface de contact entre l'outil et la paroi, le volume de roche broyée et le besoin en vitesse ascensionnelle, ce qui augmente le couple de rotation et le débit d'air requis. La plage de diamètres du WRT600 est de 140–450 mm. Les puits agricoles et communautaires utilisent souvent des diamètres plus petits, tandis que les mines ou les alimentations à haut débit peuvent nécessiter des diamètres proches de la limite supérieure. Le choix du diamètre doit être déterminé par le tubage, les crépines, la pompe immergée et le débit prévu, et non en partant du diamètre maximal de l'équipement pour remonter à la structure du puits.
La profondeur ajoute principalement la force de levage et la charge du train de tiges
Lorsque la profondeur augmente, le poids propre des tiges, le nombre de raccords, le frottement des parois et le risque de dépôts s'accumulent. La force de levage de 37 T du WRT600 doit couvrir à la fois la manipulation des tiges, la récupération du marteau fond de trou et une partie des opérations de tubage. Le poids du tubage est souvent sous-estimé : si le plan de complétion nécessite un tubage profond et de grand diamètre, il faut calculer séparément le poids du tubage et la marge de force de levage, sans le mélanger avec le poids des tiges.
La formation détermine les pics de couple et le changement de mode
Le couple de rotation du WRT600 est bi-mode 15000/7500 N·m, correspondant à des vitesses maximales de 70/140 tr/min. Le mode basse vitesse et couple élevé est plus adapté aux grands diamètres, aux roches dures et aux sections à fort frottement ; le mode haute vitesse convient aux formations stables à faible résistance. Les couches meubles supérieures peuvent être forées en rotation avec boue ou tubage, puis en pénétrant dans le calcaire, le grès ou le granite compacts, on peut passer au marteau fond de trou à moyenne ou haute pression d'air. Les formations mixtes impliquent de changer de méthode dans le même puits ; pour juger si le couple est suffisant, il faut considérer la section la plus difficile, et non une moyenne.
Différentes combinaisons de diamètre et de profondeur sollicitent des efforts différents
| Combinaison | Point de sollicitation principal | Informations à vérifier à l'achat |
|---|---|---|
| Petit diamètre, proche de 600 m | Le poids des tiges et le frottement des parois augmentent la force de levage requise | Diamètre et longueur des tiges prévues, résistance maximale estimée à la remontée |
| Grand diamètre, profondeur moyenne | Augmentation du couple, du débit d'air d'évacuation et du poids du tubage | Méthode de forage pour le diamètre cible, pression et débit du compresseur |
| Grand diamètre, proche de 600 m | Couple et force de levage proches simultanément des limites | Vérifier si cela entre dans la plage d'application du WRT600, nécessite un calcul détaillé du fabricant |
| Couverture meuble épaisse | Stabilité des parois et tubage consommant la force de levage | Spécifications du tubage, profondeur d'insertion, solution de stabilisation par boue ou tubage |
| Roche dure compacte majoritaire | Augmentation du couple, de la pression et de la consommation d'air | Spécifications du marteau fond de trou, correspondance débit/pression de service 1,2–3,5 MPa |
Les cas du tableau ne sont qu'une classification des directions de sollicitation et ne signifient pas que le WRT600 a été validé pour toutes les combinaisons. La profondeur maximale de 600 m et le diamètre maximal de 450 mm sont deux paramètres indépendants ; la compatibilité entre grand diamètre et grande profondeur n'est pas documentée sur ce site, il faut confirmer auprès du fabricant en fonction de la structure de forage spécifique.
Ce qui peut être vérifié avec les paramètres publics du WRT600 et ce qui ne peut pas l'être
Les informations certaines à comparer incluent : profondeur maximale 600 m, diamètre 140–450 mm, force de levage 37 T, pression axiale 6 T, couple 15000/7500 N·m, vitesse 70/140 tr/min, course d'avance 7 m, utilisation de tiges de 3 m ou 6 m, diamètre de tige recommandé 102/114/127 mm, pression de service DTH 1,2–3,5 MPa, consommation d'air 16–55 m³/min, poids total environ 26 T. Ces valeurs peuvent être utilisées directement pour interroger le fabricant.
Ce qui ne peut pas être conclu directement : la documentation ne donne pas le poids unitaire des tiges, la limite de poids du tubage, les courbes de consommation de couple pour différents diamètres dans différentes roches, ni les coefficients de marge de sécurité pour le couple et la force de levage. Par conséquent, il est impossible de calculer à partir des données existantes si une combinaison spécifique de diamètre et de profondeur est « suffisante » ou non ; ces paramètres ne servent que de points de vérification pour la communication technique avec le fabricant.
Liste des données à vérifier auprès du fabricant avant l'achat
- Diamètre, longueur, poids unitaire et type de raccord des tiges prévues, ainsi que la recommandation entre tiges de 6 m et de 3 m.
- Pour le diamètre cible, les paramètres recommandés de vitesse, de couple et d'avance pour roche dure compacte et zone fracturée.
- Poids total estimé du train de tiges dans la section la plus profonde, plage de résistance maximale à la remontée, et explication de la plage d'application correspondant à la force de levage de 37 T.
- Diamètre, profondeur d'insertion, poids total et mode de connexion du tubage de complétion, pour confirmer l'impact sur la répartition de la force de levage.
- Correspondance entre les spécifications du marteau fond de trou et la pression/débit du compresseur en mode DTH ; noter que la plage de pression 1,2–3,5 MPa ne garantit pas un débit suffisant.
- Adaptation des méthodes de nettoyage en cas d'aquifère puissant ou de venue d'eau, ainsi que les bases de conception des crépines, des segments d'étanchéité et du type de pompe.
- Conditions de déplacement : poids total environ 26 T, dimensions de transport environ 10 × 2,48 × 3,75 m, largeur de route, hauteur limite, rayon de braquage et portance du site de forage requis.
Points à préciser en cas de documentation insuffisante
La documentation du WRT600 sur ce site couvre les principaux paramètres techniques et procédés applicables, mais ne couvre pas les calculs de couple et de force de levage pour des projets spécifiques, les charges mesurées dans différentes formations, la limite de charge pour les opérations de tubage, ni les données de validation pour les combinaisons grand diamètre et grande profondeur. L'efficacité réelle de forage, la profondeur atteinte et la qualité du puits doivent être confirmées sur site et par le fabricant. Si le projet approche simultanément les limites de 600 m de profondeur et 450 mm de diamètre, il est recommandé d'exiger du fabricant un avis écrit de vérification pour la structure de forage cible avant l'achat, plutôt que de se fier uniquement au tableau des paramètres du modèle.