Le chiffre de 1500 m figure à la première ligne des données du WR1500S, mais dans le même paragraphe il y a un second chiffre : diamètre de forage 105–1000 mm. Mis côte à côte, le diamètre réel du puits se situe à 105 mm ou à un mètre, et les outils de forage, les tubages, le compresseur d'air et la charge de levage correspondants ne sont pas du tout du même ordre de grandeur. Ce qu'il faut d'abord déterminer dans le choix d'un forage profond, ce sont le diamètre et l'objectif de complétion ; la profondeur de forage est une limite supérieure confirmée une fois ces deux éléments établis.
Première bifurcation : réduire d'abord le diamètre
La plage de 105–1000 mm est très large, trop large pour être considérée comme la sortie fixe d'une seule machine. Lorsque le diamètre augmente, le volume annulaire dans le trou, le volume de cuttings remontés, les spécifications de tubage et la résistance à la rotation augmentent simultanément ; lorsque le diamètre diminue, l'espace disponible pour les crépines et le type de pompe se réduit également. Les données indiquent la plage de diamètres que l'équipement peut couvrir ; le choix réel du projet doit être déduit de l'objectif de complétion.
- Puits d'eau profonds conventionnels : la structure de complétion détermine le diamètre des crépines et du tubage, et le diamètre de forage doit laisser un jeu annulaire pour cela.
- Puits d'eau à grand diamètre, rabattement de nappe en zone minière : diamètre important, les exigences en couple de rotation, capacité de levage et débit du compresseur augmentent simultanément.
- Certains forages d'ingénierie de grande taille : l'objectif du forage étant différent, il convient de vérifier au cas par cas, selon la conception du projet, s'il entre dans le domaine d'application de cette machine.
Tant que cette étape n'est pas terminée, l'examen du couple et de la force de levage manque de référentiel.
Deuxième bifurcation : l'objectif de complétion détermine le segment de procédé à utiliser
Les méthodes de forage listées dans les données du WR1500S ne sont pas uniques ; elles se répartissent couramment en trois catégories : la rotation à la boue pour les terrains meubles tels que sol, argile, sable, gravier ; le marteau fond de trou DTH pour les roches altérées, fissurées et les roches dures massives ; la rotation hydraulique à entraînement supérieur pour les puits d'eau profonds conventionnels et les forages de grand diamètre. Ces trois catégories ne sont pas des options mutuellement exclusives, mais se répartissent par segments le long de la profondeur du trou.
| Segment de trou | Procédé courant | Points d'attention pour la complétion |
|---|---|---|
| Couche de couverture supérieure | Rotation à la boue, tubage de soutènement | Stabilité de la paroi, prévention du rétrécissement et de l'effondrement |
| Couches rocheuses médianes et inférieures | Marteau fond de trou à pression d'air moyenne à élevée | Remontée continue des cuttings, pression et débit satisfaits simultanément |
| Segment aquifère | Ajuster l'alimentation en air et le nettoyage du trou selon les venues d'eau | Enregistrer la profondeur de la couche productrice, position des crépines et du segment d'étanchéité |
L'objectif de complétion étant différent, la position des segments diffère. Pour un puits visant un aquifère profond, l'accent porte sur les couches rocheuses profondes et l'aquifère ; même si le segment de couverture supérieure est court, il faut d'abord établir un trou stable, sinon les travaux ultérieurs sur 1500 m seront retardés dès la phase d'ouverture.
Une fois le diamètre fixé, vérifier trois groupes de valeurs
Parmi les paramètres publiés du WR1500S de ce site, trois groupes sont directement liés au diamètre et doivent être examinés ensemble, et non jugés séparément.
Force de levage et pression axiale
Force de levage de 80 T, pression axiale de 16 T. Plus le trou est profond, plus le poids propre du train de tiges, le frottement de la paroi et le poids du tubage augmentent, et plus la charge de levage devient évidente. Les 80 T constituent une marge, pas une solution aux résistances anormales dans le trou — les données précisent d'ailleurs qu'en cas de résistance anormale, il faut d'abord nettoyer le trou, remonter doucement et évaluer l'état du trou.
Couple de rotation et vitesse
Couple de rotation maximal 31000 / 15500 N·m, vitesse de rotation maximale 70 / 140 r/min. Le rapport basse vitesse et couple élevé convient mieux aux grands diamètres, aux roches dures et aux segments à forte résistance ; le rapport à vitesse plus élevée convient aux segments stables à résistance relativement faible. Plus le diamètre est grand, plus on privilégie le premier groupe.
Longueur et diamètre des tiges
Compatible avec des tiges de forage de 9,6 m, diamètre recommandé 114 / 127 mm. Une profondeur de 1500 m implique déjà de nombreuses connexions ; les tiges longues réduisent la fréquence de raccordement, tout en exigeant sur site un espace de manœuvre adapté et une organisation de manutention des tiges. Les tiges de forage nécessitent généralement un transport séparé.
Le compresseur d'air : pression et débit doivent être satisfaits simultanément
En forage DTH, pression de service recommandée 1,65–8 MPa, consommation d'air 16–120 m³/min. Un forage profond à grand diamètre est une configuration où ces deux valeurs augmentent en même temps. Satisfaire seulement la pression peut entraîner une évacuation insuffisante des cuttings ; satisfaire seulement le débit peut entraîner un impact insuffisant. Les données indiquent que « la pression et le débit doivent satisfaire simultanément les besoins du marteau fond de trou et de l'évacuation des cuttings au fond », sinon on risque un impact insuffisant, des difficultés d'évacuation et une accumulation de cuttings au fond.
Le rythme de construction modifié par les couches meubles, les zones fracturées et les aquifères
Les données donnent des orientations de traitement pour trois types de conditions : pour les roches altérées, les fissures ou les zones de faille fracturées, réduire la vitesse d'avancement, renforcer le nettoyage du trou et utiliser selon le cas tubage, mousse ou autres mesures de stabilisation ; pour les couches de couverture meubles, garantir d'abord la stabilité de la paroi avant de passer à la roche et de basculer en DTH ; après l'entrée dans l'aquifère principal, les venues d'eau modifient l'évacuation des cuttings et l'état de fonctionnement du marteau fond de trou ; il faut enregistrer la profondeur de la couche productrice et ajuster l'alimentation en air, le nettoyage et le tubage selon le débit d'eau. Ces trois points relèvent de contraintes d'organisation des travaux et ne peuvent pas être remplacés par un tableau de paramètres.
Les conditions d'accès induites par la machine complète de 28 T
Poids de la machine complète environ 28 T, dimensions environ 11,5 × 2,6 × 3,5 m, mât télescopique pouvant améliorer l'encombrement de la machine en configuration transport. Vitesse de déplacement 3,5 km/h, pente maximale 21°. Le transport interrégional nécessite de vérifier à l'avance la charge utile du porte-char, les limitations de hauteur, la capacité des ponts et l'espace de manœuvre ; à l'arrivée sur site, il faut également réserver des zones pour le compresseur d'air, le système de boue, les outils de forage et les matériaux. Double treuil auxiliaire (grand treuil de 5 T, petit treuil de 2,5 T) pour la manutention des outils et accessoires ; le levage reste exécuté selon la charge nominale et les distances de sécurité.
Points à confirmer séparément auprès du fabricant ou du maître d'ouvrage
- Profondeur réelle du puits : les données précisent qu'elle doit encore être déterminée selon l'hydrogéologie, le diamètre, les tiges, le compresseur et la conception de complétion ; 1500 m est la limite de capacité de la machine, pas la profondeur cible de chaque puits.
- Structure de complétion : crépines, segment d'étanchéité, type de pompe final relèvent de la conception de complétion et doivent être conçus séparément selon la distribution des aquifères.
- Efficacité de forage : efficacité de référence 10–35 m/h, à valider selon les conditions réelles du site, les écarts étant marqués selon les formations.
- Options : pompe à boue, pompe centrifuge, générateur, pompe à mousse sont des accessoires en option ; leur intégration et leurs spécifications doivent être confirmées selon les conditions du projet.
- Projets géothermiques : s'il s'agit de puits de développement géothermique officiels, les outils et le système de complétion doivent être configurés selon une conception spécifique ; les données de la machine ne suffisent pas à remplacer cette conception.
En inversant l'ordre, tout devient plus clair : la profondeur de forage est un résultat, le diamètre et l'objectif de complétion sont les branches issues des prémisses, et le procédé, le compresseur, le train de tiges et les conditions du site sont les éléments d'accompagnement de ces branches. Si l'un de ces éléments n'est pas établi, la limite de 1500 m ne reste qu'un chiffre sur la fiche technique.