La profondeur cible du puits est la première condition obtenue, et c'est aussi celle qui est le plus facilement prise directement comme conclusion de sélection. Dans le jugement réel, le chiffre de profondeur ne détermine que le point de départ de la classe d'équipement ; plusieurs autres conditions le pousseront vers le haut ou vers le bas : le diamètre de forage et la structure de complétion déterminent la charge du train de tiges, laquelle remonte à la force de levage et au couple ; la longueur des tiges et le type de mât déterminent les opérations, pas seulement le transport ; l'alimentation en air et l'itinéraire technique doivent être fixés à l'avance, et non complétés après le début du forage. L'ordre de détermination exécutable ci-dessous est déroulé étape par étape ; chaque étape n'utilise que les valeurs et descriptions publiées sur ce site, et indique quelles questions les données ne permettent pas de trancher.
1、Décomposer la profondeur cible en « à atteindre impérativement » et « susceptible d'être atteinte »
La profondeur figurant dans les documents de conception n'est généralement pas un point, mais deux valeurs : la profondeur à traverser impérativement pour atteindre le principal aquifère, et la marge susceptible d'être ajoutée en raison des variations de formation. La première détermine la limite inférieure de profondeur de forage de l'équipement, la seconde détermine s'il faut prévoir une marge en passant à la classe supérieure. La profondeur de forage maximale de la foreuse de puits d'eau montée sur camion à mât vertical WRT1000 de classe 1000 m de ce site est de 1000 m. Si la profondeur de l'aquifère cible plus la marge approche ou dépasse cette valeur, il ne faut pas la considérer comme le seul candidat, mais examiner en même temps le modèle de classe 1200 m.
À cette étape, il n'est pas nécessaire de déterminer d'abord le modèle ; il faut d'abord déterminer deux choses : l'intervalle de profondeur de l'aquifère cible, et si le projet peut encore accepter un changement d'équipement ou une modification de conception après dépassement de la profondeur de conception. Les documents ne contiennent pas de méthode de jugement de l'aquifère ; cette partie doit être fournie par les données hydrogéologiques.
2、Le diamètre de forage et la structure de complétion modifient en retour le jugement de profondeur
La profondeur du puits et le diamètre de forage ne sont pas deux conditions indépendantes. Le diamètre de forage du WRT1000 est de 105–800 mm. Pour une même machine dans cet intervalle, plus le diamètre est grand, plus la charge du train de tiges dans le trou, la demande en compresseur d'air et le poids du tubage augmentent simultanément. Par conséquent, pour une même profondeur cible, l'exigence de classe d'équipement n'est pas la même avec un petit ou un grand diamètre de tubage de puits.
La structure de complétion est également une variable. La présence ou non d'un tubage, la longueur du tronçon de crépine, la présence ou non d'un tronçon d'étanchéité modifient le tronçon réellement foré et l'assemblage de tiges. Le résultat de cette étape n'est pas un chiffre de profondeur, mais un ensemble de conditions « profondeur + diamètre + structure de complétion ». Les documents ne donnent pas de limite de profondeur correspondant à chaque diamètre ; cette partie doit être confirmée auprès du fabricant.
3、Vérifier la charge du train de tiges par la force de levage et le couple, et non par la profondeur
La profondeur de forage n'est qu'une expression de la longueur du train de tiges ; ce qui pèse réellement sur l'équipement, c'est le poids propre des tiges, le poids du tubage et le frottement de la paroi du trou. La force de levage de 51 / 52 T et le couple de rotation à double régime de 20000 / 10000 N·m donnés pour le WRT1000 sont précisément deux groupes de valeurs servant à vérifier ce type de charge. À une profondeur de forage de classe 1000 m, le poids des tiges et du tubage augmente sensiblement ; une force de levage insuffisante limiterait directement les manœuvres de descente et de remontée et les opérations de tubage.
Le couple correspond à la résistance pendant la rotation. Dans la configuration à deux vitesses 70 / 140 r/min du WRT1000, la vitesse lente correspond à un couple plus élevé, adapté aux grands diamètres, aux roches dures et aux tronçons à frottement élevé ; la vitesse rapide convient aux formations stables à faible résistance. Ces deux valeurs de couple ne doivent pas être simplement comprises comme deux rapports de vitesse ; elles correspondent à des conditions de charge de tronçons différents.
À ce stade, le critère de jugement passe de « peut-on forer » à « à la profondeur cible, le train de tiges peut-il être levé et tourné ». Les données fournies sont les limites de capacité de l'équipement, et non la charge réelle d'un puits donné ; le projet doit effectuer son propre calcul selon l'assemblage de tiges prévu.
4、La longueur des tiges et le type de mât déterminent les opérations
La course d'avance du WRT1000 est de 7 m ; il peut utiliser des tiges de 3 m ou 6 m, avec un diamètre recommandé de 114 mm. Les tiges de 6 m conviennent aux forages profonds de longue durée, car elles réduisent le nombre de raccords ; les tiges de 3 m conviennent mieux aux chantiers où l'espace, le transport ou les conditions d'opération manuelle sont limités. Pour une même machine équipée de tiges de longueurs différentes, le rythme des opérations n'est pas le même.
Le type de mât influe également sur les opérations. Le WRT1000 adopte un mât vertical plutôt qu'un mât télescopique ; le chemin de reprise des efforts est plus direct, ce qui le destine aux opérations de forage profond continu ; les dimensions de transport de la machine complète sont d'environ 10,8 × 2,5 × 4,23 m. La hauteur de transport de 4,23 m signifie qu'avant l'entrée sur site, il faut vérifier la limitation de hauteur des routes, les ponts, les lignes aériennes et les portails d'usine. La conclusion de cette étape porte généralement sur l'organisation du chantier, et non sur la capacité de l'équipement.
5、L'alimentation en air et l'itinéraire technique doivent être fixés à l'avance
Pour le forage DTH au marteau fond de trou du WRT1000, la pression de travail recommandée est de 1,65–8 MPa, avec une consommation d'air de 16–96 m³/min. Les forages profonds de classe 1000 m et les roches dures de grand diamètre exigent une pression et un débit élevés du compresseur d'air ; lors de la sélection, il convient de juger globalement selon les spécifications du marteau fond de trou, le diamètre, la profondeur, l'altitude et la dureté de la roche, et non uniquement selon la pression nominale.
L'itinéraire technique concerne aussi le traitement du tronçon supérieur. Dans les couches de sol, d'argile, de sable et de gravier, le WRT1000 peut utiliser la rotation à la boue, le tubage ou d'autres méthodes de stabilisation du trou ; après être entré dans une roche dure relativement intacte, il peut être équipé d'un marteau fond de trou à moyenne ou haute pression d'air pour le forage DTH. Si le tronçon supérieur présente un effondrement, un rétrécissement ou un problème de tubage, les risques et les coûts de traitement du forage profond ultérieur augmenteront ; le point de basculement du procédé doit donc être déterminé avant le début du forage.
6、Vérifier en retour le jugement de la première étape à l'aide des conditions d'accompagnement
Après les cinq premières étapes, revenir à la profondeur cible initiale pour voir si elle doit être corrigée. Les conditions d'accompagnement à vérifier ensemble comprennent : la capacité en tonnes des deux treuils auxiliaires à satisfaire les besoins de manutention du marteau fond de trou, des tiges, du tubage et des tuyaux d'air ; l'adaptation du système de refroidissement, de filtration d'air et d'alimentation en carburant du moteur diesel de 194 kW aux conditions de poussière du site ; la capacité de la route d'accès et de la plateforme à supporter le poids d'environ 26 T de la machine complète.
Rassembler ces éléments dans une liste de vérification, dans l'ordre suivant :
| Étape de jugement | Conditions publiées utilisées | Ce à quoi cette étape répond |
|---|---|---|
| Décomposition de la profondeur cible | Intervalle de profondeur de l'aquifère et marge | Faut-il passer à la classe supérieure à 1000 m |
| Diamètre et structure de complétion | Plage de diamètre 105–800 mm | La charge du train de tiges varie-t-elle à profondeur égale |
| Calcul de la charge du train de tiges | Force de levage 51 / 52 T, couple 20000 / 10000 N·m | Peut-on effectuer les manœuvres et la rotation à la profondeur cible |
| Tiges et mât | Course d'avance 7 m, tiges de 3 m ou 6 m, structure de mât vertical | Le rythme des opérations et les conditions de déplacement sont-ils acceptables |
| Alimentation en air et procédé | Pression d'air 1,65–8 MPa, consommation d'air 16–96 m³/min | Les solutions pour le tronçon de roche dure et le tronçon supérieur meuble peuvent-elles s'enchaîner |
| Vérification des conditions d'accompagnement | Deux treuils auxiliaires, moteur 194 kW, machine complète d'environ 26 T | La profondeur initiale et la classe d'équipement restent-elles valables |
Ce que cet ordre ne peut pas remplacer dans le calcul côté projet
Les six étapes ci-dessus n'utilisent que les paramètres publiés sur ce site ; elles peuvent répondre aux limites de capacité de l'équipement, mais ne peuvent pas remplacer le jugement hydrogéologique, le calcul de l'assemblage de tiges et la conception de complétion côté projet. Les éléments suivants ne sont pas couverts par les documents et doivent être confirmés séparément : profondeur et épaisseur de l'aquifère cible, limite de profondeur correspondant à chaque diamètre, charge réelle sous l'assemblage de tiges prévu, appariement précis du compresseur d'air et du marteau fond de trou, spécifications et quantités du tubage et de la crépine, limitation de hauteur des routes et capacité portante de la plateforme sur site.
Prendre la profondeur cible du puits comme seule entrée de sélection expose généralement des problèmes au niveau des opérations ou des équipements d'accompagnement. Il est plus économe en reprises de parcourir d'abord ces six étapes dans l'ordre, puis de revenir au chiffre de profondeur pour une confirmation finale, plutôt que de fixer d'abord le modèle et de compléter ensuite les conditions.