Dans les données du WR1500S, le poids total de la machine est d'environ 28 T, les dimensions hors tout d'environ 11,5 × 2,6 × 3,5 m, le support de tiges de forage de 9,6 m, la profondeur de forage maximale de 1500 m et la force de levage de 80 T. Ces valeurs, prises séparément, sont faciles à comprendre, mais ensemble elles pointent vers la même chose : les conditions à remplir avant l'arrivée de cet équipement sont bien plus nombreuses que pour une foreuse de puits d'eau de petite ou moyenne taille, et ces conditions ne sont pas indépendantes ; si l'une d'elles n'est pas remplie, cela modifiera directement la capacité d'exécution des opérations suivantes selon le plan prévu.
Ce qui suit est organisé dans l'ordre suivant : d'abord calculer la charge en fond de trou, puis vérifier le diamètre et la méthode de forage, ensuite passer au site et au transport, et enfin raccorder l'alimentation en air comprimé. Les parties non fournies dans les données sont signalées séparément.
Premier groupe : la charge du train de tiges à 1500 m de profondeur, par où commencer le calcul
Dans les forages profonds, le poids du train de tiges, le frottement des parois du trou, le poids du tubage et les coincements localisés s'additionnent ; plus on approche du fond du trou, plus la charge de l'opération de descente et de remontée des tiges se concentre. Le WR1500S annonce une force de levage de 80 T, une poussée axiale de 16 T, une vitesse de levage rapide de 28 m/min, une vitesse d'avance rapide de 44 m/min et un diamètre de tige recommandé de 114 / 127 mm.
Avant l'arrivée, il faut déterminer les spécifications et les longueurs de section des tiges et des tubages. Des tiges de 9,6 m réduisent le nombre de raccords et déraccords, mais exigent en même temps un espace d'opération suffisant sur site et une organisation plus rigoureuse de la manutention des tiges ; les tiges nécessitent généralement un transport séparé, ce qui doit être intégré au plan dès l'étape du chargement. Les données ne fournissent pas de tableau de calcul du poids du train de tiges selon la profondeur et le diamètre du trou ; cette partie doit être calculée soi-même en fonction du poids réel des tiges choisies.
Deuxième groupe : la plage de diamètres et la méthode de forage déterminent la technologie à utiliser pour ce trou
Le WR1500S fore des diamètres de 105 à 1000 mm, couvrant les puits d'eau profonds conventionnels, les puits d'eau souterraine de grand diamètre, le drainage de mines et certains forages d'ingénierie de grande taille. Plus le diamètre est grand, plus les exigences vis-à-vis du compresseur d'air, des outils de forage, du tubage, du couple de rotation et de la capacité de levage augmentent ; par conséquent, le projet réel doit choisir un diamètre raisonnable selon l'objectif de complétion du puits, et non organiser le travail en fonction de la limite supérieure.
Les données indiquent trois méthodes de forage, correspondant à des sections de trou différentes :
| Méthode de forage | Conditions correspondantes dans les données |
|---|---|
| Forage rotatif hydraulique à tête d'entraînement | Puits d'eau profonds conventionnels et forage de grand diamètre |
| Forage au marteau fond de trou DTH | Roche altérée, roche fissurée et roche dure massive |
| Forage rotatif à la boue | Terrains meubles : sol, argile, sable, gravier sableux, etc. |
La partie supérieure et la partie inférieure d'un même trou de 1500 m ne nécessitent pas forcément la même méthode ; avant l'arrivée, il faut d'abord établir le découpage du trou et les procédés correspondants. La pression de service recommandée de 1,65 à 8 MPa et la consommation d'air de 16 à 120 m³/min indiquées dans les données ne s'appliquent qu'à la section de forage au marteau fond de trou DTH.
La colonne rotation et couple doit également suivre les sections de trou
Couple de rotation maximal 31000 / 15500 N·m, vitesse de rotation maximale 70 / 140 tr/min. La basse vitesse et le couple élevé conviennent mieux aux grands diamètres, aux roches dures et aux conditions à frottement élevé ; une vitesse plus élevée convient aux sections de trou stables à résistance relativement faible. L'utilisation de ces deux valeurs dépend de l'état réel de la section de trou ; les données ne fournissent pas de tableau de correspondance pour choisir le couple selon le diamètre et la formation rocheuse.
Troisième groupe : l'arrivée d'une machine de 28 T, le transport et le site doivent être organisés selon ce poids
Poids total de la machine d'environ 28 T, vitesse de déplacement de 3,5 km/h, angle de montée maximal de 21°, course des vérins hydrauliques de 1,7 m, structure à mât télescopique. Ces éléments correspondent aux opérations d'arrivée et de mise en place.
- Le transport interrégional nécessite de confirmer à l'avance la charge utile du porte-char, les limitations de hauteur sur route, la capacité portante des ponts et l'espace de manœuvre ; le mât télescopique peut améliorer l'encombrement de la machine en configuration transport, mais ne change pas la classe de poids de 28 T.
- Les tiges de 9,6 m nécessitent généralement un transport séparé ; le mode de chargement doit être défini avant l'expédition.
- À l'arrivée sur site, outre la foreuse elle-même, il faut prévoir les emplacements pour le compresseur d'air, le système de boue, les outils de forage et la zone de matériaux.
- La course des vérins hydrauliques est de 1,7 m ; le plan de mise à niveau et de support lors de la mise en place doit être établi selon ce paramètre.
Les données ne fournissent pas de valeur de pression au sol ; la capacité portante du sol doit être confirmée séparément en fonction des conditions du site.
Quatrième groupe : le compresseur d'air et l'alimentation en air comprimé ne peuvent pas être définis au dernier moment
Lors du forage au marteau fond de trou DTH, la pression de service recommandée est de 1,65 à 8 MPa et la consommation d'air de 16 à 120 m³/min. Les projets de forage profond de 1500 m et de grand diamètre dans la roche dure exigent un débit de compresseur très élevé ; la pression et le débit doivent satisfaire simultanément les besoins du marteau fond de trou et de l'évacuation des débris au fond du trou, sinon l'impact risque d'être insuffisant, l'évacuation des débris difficile et les résidus peuvent s'accumuler au fond.
Si le projet doit passer au forage rotatif à la boue, les pompes à boue, pompes centrifuges, générateurs et pompes à mousse figurent parmi les accessoires en option ; le mode de raccordement des équipements auxiliaires à la machine doit être défini avant l'arrivée.
Cinquième groupe : les treuils auxiliaires et les opérations de levage doivent être organisés selon la charge nominale
L'équipement dispose d'un grand treuil auxiliaire de 5 T et d'un petit treuil auxiliaire de 2,5 T, utilisables pour la manutention des marteaux fond de trou, des tiges, des outils de tubage et des accessoires courants. Les projets de forage très profond nécessitent de nombreux outils et des pièces lourdes ; le double treuil peut réduire la pénibilité de la manutention manuelle, mais les opérations de levage doivent strictement respecter la charge nominale et les distances de sécurité. Avant l'arrivée, il faut vérifier le poids réel des outils et confirmer quel treuil utiliser et avec quel accessoire de levage.
Points de contrôle le jour de l'arrivée, éléments mentionnés dans les données
Les données mentionnent explicitement qu'avant le démarrage quotidien, il faut vérifier le moteur, le système hydraulique, le mât télescopique, les vérins, les chenilles, les deux treuils, les conduites d'air haute pression et les tiges de 9,6 m. Pendant le forage profond, il est nécessaire d'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 ; en cas d'anomalie tendancielle, il faut arrêter la machine à temps pour analyse. Ces données indiquent les objets de contrôle et les éléments à enregistrer, mais ne fournissent pas de seuils de jugement pour les différents paramètres.
Les données indiquent également qu'en cas de diminution continue du retour des débris ou d'augmentation notable de la résistance à l'extraction, il faut arrêter le forage à temps pour vérifier ; en présence de roche altérée, de fissures ou de zones de faille broyée, il faut réduire la vitesse d'avance, renforcer le nettoyage du trou et utiliser selon la situation des tubages, de la mousse ou d'autres mesures de stabilisation. Ces éléments relèvent du jugement en cours de chantier ; lors de la phase de préparation avant l'arrivée, il s'agit principalement d'attribuer ces critères de jugement à des personnes et à des fiches d'enregistrement.
Points non couverts par les données de ce site, à confirmer séparément
- Tableau de calcul du poids du train de tiges et de la marge de levage selon la profondeur, le diamètre et les spécifications de tiges ;
- Relation de correspondance pour le choix du couple de rotation et de la vitesse selon la formation et le diamètre ;
- Pression au sol, capacité portante du sol et exigences de spécification des plaques d'appui des vérins ;
- Recommandations de sélection pour les combinaisons concrètes de débit et de pression du compresseur d'air ;
- Tonnage du porte-char, pente de rampe et mode de fixation pour le transport de la machine ;
- Exigences de configuration et de répartition des tâches du personnel sur site.
L'efficacité réelle de forage, la profondeur atteignable et le résultat de complétion du puits dépendent des conditions géologiques, des outils dans le trou, de l'angle de forage et du mode opératoire ; les conditions réelles du site restent la référence.