Dans la documentation du WR220SE, il y a une phrase souvent négligée : prend en charge le forage bi-mode eau/air. Dans les discussions de sélection, cette phrase est souvent réduite à « une machine, deux méthodes de forage », mais le tableau de paramètres lui-même n'associe pas d'élément d'interrupteur à cette affirmation. Pour répondre à « quelle partie commute exactement », il faut lister un par un les composants et paramètres présents dans la documentation, et voir lesquels varient selon le procédé et lesquels restent inchangés. Ce qui suit n'utilise que les informations produit publiées sur ce site ; les parties non couvertes sont signalées séparément.
Où le terme « bi-mode » apparaît dans la documentation
Dans le tableau des paramètres du WR220SE, trois champs sont directement liés au mode de forage : la ligne « mode de forage » indique « bi-mode eau/air » ; la ligne « paramètres d'appariement du compresseur » donne une pression de travail de 1,7–2,5 MPa et une consommation d'air de 17–31 m³/min ; le texte mentionne que « pour les couches de sol, l'argile et les couches de couverture meubles, la stabilisation du trou et l'évacuation des déblais sont à considérer en priorité ; après être entré dans la roche altérée ou des couches rocheuses plus compactes, un marteau fond de trou et un compresseur d'air peuvent être associés pour un forage pneumatique ».
Ces trois points renvoient à trois niveaux différents : positionnement de la machine, équipements externes, outils de fond de trou. Cela montre que « bi-mode eau/air » n'est pas l'état d'une vanne interne à l'équipement, mais la capacité d'une même machine principale à se combiner avec différents outils externes et milieux selon les conditions géologiques.
Point de commutation 1 : le milieu injecté dans le trou
La couche la plus intuitive est la différence de milieu injecté dans le trou pendant le forage. La direction forage à l'eau dépend d'un milieu liquide pour la stabilisation du trou et l'évacuation des déblais ; la direction pneumatique dépend de l'air comprimé pour entraîner le marteau fond de trou et assurer l'évacuation des déblais. Le passage de l'eau à l'air ne se fait pas uniquement par la machine principale ; il implique également le compresseur d'air, les conduites d'air et le lubrificateur, entre autres.
La pression de travail de 1,7–2,5 MPa et la consommation d'air de 17–31 m³/min données dans la documentation décrivent les exigences de la direction pneumatique vis-à-vis du compresseur d'air, et non la sortie propre de la machine principale. Lorsque le diamètre du trou augmente, que la roche devient plus dure ou que l'altitude s'élève, la documentation indique clairement que l'exigence de débit du compresseur d'air sera plus élevée. Autrement dit, la faisabilité de la direction pneumatique dépend d'abord d'une contrainte extérieure à la machine principale.
Point de commutation 2 : les outils de fond de trou
Dans les paragraphes sur la roche altérée et les couches rocheuses plus compactes, la documentation précise qu'après être entré dans des couches rocheuses plus compactes, il convient d'utiliser un marteau fond de trou, un trépan et un compresseur d'air appropriés. Le marteau fond de trou n'apparaît que dans la direction pneumatique ; la direction forage à l'eau correspond à un autre ensemble d'outils.
C'est le point le plus sous-estimé du bi-mode eau/air : la commutation n'est pas seulement un remplacement de milieu, les outils eux-mêmes doivent être changés. La même tige de forage peut être réutilisée dans les deux procédés, mais les composants actifs à l'extrémité du fond de trou sont différents. La documentation ne donne pas les modèles spécifiques d'outils pour la direction forage à l'eau ; cette partie doit être confirmée auprès du fabricant.
Point de commutation 3 : traitement de la paroi du trou et voie d'évacuation des déblais
La documentation décrit les couches de sable, de gravier et de couverture meuble comme « sujettes à l'effondrement du trou, à l'enterrement de la tige et à l'élargissement du diamètre », et la direction de traitement est « privilégier la protection de la paroi du trou et la mise en place d'un tubage, utiliser si nécessaire le forage à l'eau ou d'autres méthodes de stabilisation, et ne pas compter uniquement sur le forage pneumatique rapide pour traverser ».
Inversement, dans les zones fracturées et les formations fissurées, la direction pneumatique doit faire face à des fuites d'air, des chutes de blocs, des coincements de tige et des anomalies d'évacuation des déblais ; la documentation recommande de réduire la vitesse d'avancement, de maintenir un nettoyage continu du trou et d'observer les variations de pression d'air et de retour d'eau. On voit donc que l'évacuation des déblais et la stabilité de la paroi du trou ont des modes de défaillance différents selon les deux procédés ; lors de la commutation, c'est en réalité tout un ensemble de réponses in situ qu'il faut changer, et non une simple entrée de milieu.
Les parties qui ne changent pas avec le procédé
Après avoir exclu les points de commutation ci-dessus, la plupart des valeurs du tableau de paramètres restent inchangées dans les deux procédés :
- Profondeur de forage maximale 220 m
- Diamètre de forage 140–254 mm
- Diamètre de tige Φ76 / Φ89 mm, longueur de tige 1,5 / 2,0 / 3,0 m
- Hauteur de mât 2,6 m, longueur d'avancement en une fois 3,3 m
- Force de levage 13 T, vitesse de levage rapide 30 m/min, vitesse d'avancement rapide 60 m/min
- Couple de rotation 3400–4700 N·m, vitesse de rotation 45–70 tr/min
- Moteur Yuchai 48 kW
- Poids total environ 4,7 T, dimensions hors tout environ 3950 × 1750 × 2250 mm, vitesse de déplacement environ 2,5 km/h, capacité de montée maximale de référence 30°
Ces valeurs décrivent la machine principale et le système de déplacement ; elles ne changent pas avec le milieu de forage. Dans la partie rotation, la documentation mentionne que les paramètres de rotation doivent être adaptés à la tige, au trépan, au marteau fond de trou et à la formation ; dans les couches rocheuses compactes, une vitesse stable peut être maintenue, tandis que dans les zones fracturées ou en cas d'augmentation de la résistance, il convient de réduire la vitesse et l'avancement — il s'agit d'un réglage opérationnel, non d'une commutation de configuration.
Vue d'ensemble des points de commutation et des éléments invariables
| Élément | Direction forage à l'eau | Direction pneumatique |
|---|---|---|
| Milieu dans le trou | Milieu liquide, pour la stabilisation du trou et l'évacuation des déblais | Air comprimé, pression de travail 1,7–2,5 MPa, consommation d'air 17–31 m³/min |
| Outils de fond de trou | Ensemble d'outils pour forage à l'eau | Marteau fond de trou avec trépan correspondant |
| Équipements externes | Non listés dans la documentation | Compresseur d'air, conduites d'air, lubrificateur |
| Machine principale et déplacement | Mât, force de levage, rotation, moteur, paramètres de chenilles inchangés |
Lecture selon l'ordre des formations : quand la commutation a-t-elle lieu ?
La documentation ne donne pas de critère du type « tel indicateur déclenche le forage à l'eau, tel autre le forage pneumatique ». Ce qui est certain, c'est la direction de traitement selon les formations : pour les couches de sol, l'argile et les couvertures meubles, l'accent est mis sur la stabilisation du trou et l'évacuation des déblais ; dans la roche altérée, la vitesse de forage est plus rapide mais la paroi du trou peut être instable, il faut contrôler la vitesse d'avancement et prendre rapidement des mesures de tubage ou de nettoyage ; après être entré dans des couches rocheuses plus compactes, associer le marteau fond de trou et le compresseur d'air ; pour les couches de sable, de gravier et les couches meubles riches en eau, privilégier la protection de la paroi et la mise en place d'un tubage ; dans les zones fracturées et fissurées, réduire la vitesse d'avancement, nettoyer continuellement le trou et observer les variations de pression d'air et de retour d'eau.
Autrement dit, le moment de la commutation est déterminé par l'état réel dans le trou, et les observables fournis par la documentation sont les chutes de blocs, le rétrécissement du diamètre, le retour d'eau, la pression d'air et l'évacuation des déblais. Ce sont des critères de jugement sur site, et non des seuils dans le tableau de paramètres.
Points non traités par la documentation et à confirmer séparément
- La liste spécifique des équipements externes pour la direction forage à l'eau n'est pas fournie dans la documentation.
- Les modèles et spécifications des outils utilisés pour la direction forage à l'eau ne sont pas donnés.
- La manière d'enchaîner les deux procédés dans un même trou (par exemple, changement de tige ou arrêt pour traiter la paroi) n'est pas expliquée dans la documentation.
- Le débit et la pression spécifiques du compresseur d'air requis pour la direction pneumatique doivent être choisis en fonction des spécifications du marteau fond de trou, du diamètre, de la profondeur et de l'altitude ; la documentation ne donne qu'une plage de référence, sans tableau de correspondance pour la sélection.
- Le mode d'alimentation en milieu et la consommation pour la direction forage à l'eau ne sont pas abordés dans la documentation.
Par conséquent, comprendre le bi-mode eau/air comme « actionner un levier à un endroit » n'est pas exact. Selon les informations publiées, ce qui change avec le procédé, ce sont le milieu dans le trou, les outils de fond de trou et les équipements externes correspondants, ainsi que les méthodes de traitement de la paroi et d'évacuation des déblais ; la machine principale, le mât, le levage, la rotation et les paramètres de déplacement conservent les mêmes valeurs dans les deux procédés. La profondeur réelle, l'efficacité et le résultat du puits doivent, selon la documentation, être déterminés en fonction des conditions sur site.