La première ligne de la fiche produit du CR1600I indique une profondeur de référence de 2000 m pour la spécification B. Si l'on ne retient que ce chiffre, on pourrait croire que la capacité de forage profond se résume à une ligne de profondeur. Le même document mentionne également un couple maximal de 4800 N·m, une force de levage de 185 kN, une capacité de câble de 1800 m pour câble de 6 mm, un débit de boue de 250 L/min, un débit de pompe principale de 320 L/min et une pression de pompe principale de 31 MPa. C'est en rassemblant ces valeurs que l'on peut expliquer pourquoi un équipement peut descendre. Examinons ci-dessous séparément les étapes de travail que chacune contraint.
La profondeur nominale de forage est elle-même une valeur conditionnelle à trois niveaux
La profondeur de référence donnée pour le CR1600I n'est pas un chiffre unique : spécification B 2000 m, spécification N 1500 m, spécification H 850 m. Les lettres de spécification correspondent au système de diamètre des outils de forage ; avec le même équipement, en changeant de spécification d'outil, la limite de profondeur varie. Ce ne sont pas trois modèles, mais trois lignes pour un même équipement dans différentes conditions d'outillage.
Dans les paramètres de la même page, la vitesse maximale de la tête motrice est de 1500 tr/min, avec un rapport de transmission de 1:3. La vitesse et le couple sont liés par la transmission à engrenages ; dans les sections profondes, on réduit généralement d'abord la vitesse pour préserver le couple, et le rapport précis est ajusté selon l'évolution de la résistance dans le trou, sans être déterminé par un seul chiffre.
Le couple contraint la phase de rotation
Le couple maximal de 4800 N·m correspond à la capacité nécessaire pour faire tourner le train de tiges. Plus le trou est profond, plus le poids du train de tiges est important, et plus les résistances dues au frottement contre la paroi, au rétrécissement et à l'accumulation de cuttings sont marquées. Le document indique 4800 N·m et 1500 tr/min sur la même ligne, ce qui signifie que cette tête motrice dispose d'une plage réglable entre vitesse et couple, et non d'une seule valeur extrême.
Le document ne donne pas de valeurs de couple recommandées pour différentes profondeurs et diamètres de trou ; cette partie relève d'un jugement sur site en fonction de l'état des retours dans le trou, et cet article ne fait aucune supposition.
La force d'avance et la force de levage concernent l'axe axial
La force d'avance de 63 kN et la force de levage de 185 kN relèvent de deux directions différentes du couple. En forage profond, le poids propre du train de tiges augmente ; la force de levage doit supporter le poids du train de tiges plus le frottement dans le trou ; la force d'avance influence la capacité à appliquer de manière stable la pression sur le fond du trou. La marge de levage de 185 kN donnée dans le document vise à laisser un espace d'opération en cas de coincement ou de récupération d'outil.
L'alésage de la pince est de 150 mm, compatible avec les tiges NQ, HQ, PQ, NTW, HTW. Le serrage est hydraulique avec un coin en bois en forme de chevalet à verrouillage automatique par gravité. La dimension de l'alésage de la pince détermine la spécification d'outil que l'équipement peut traverser, un élément incontournable dans le système d'outillage de forage profond.
La capacité de câble du treuil détermine le rythme auxiliaire de carottage en forage profond
Le système de treuil utilise un câble de 6 mm, avec une capacité de 1800 m, une vitesse de levage de 118 m/min et une force de levage de 13,5 kN. Dans les opérations de carottage au câble, le tube intérieur doit être remonté du fond du trou à l'orifice ; plus le trou est profond, plus cette distance est longue. La capacité de câble de 1800 m est associée à une profondeur de forage de spécification N de 1500 m, avec une marge.
Le document sépare la capacité de câble et la vitesse de levage car elles influencent deux choses différentes : la capacité de câble détermine la profondeur que ce treuil peut desservir, la vitesse influence le temps auxiliaire par cycle. Dans les opérations à cycles multiples en forage profond, l'effet cumulé de cette dernière est plus marqué que la valeur d'un seul cycle.
La circulation de boue et le système hydraulique sont deux capacités associées
Le système de boue a un débit de 250 L/min et une pression de 7 MPa, et concerne le refroidissement du trépan, le transport des cuttings et la stabilité de la paroi. En forage profond, la distance de transport des cuttings est plus longue, et la stabilité du retour d'eau influence directement le rythme de forage. Le document ne donne pas de formulation de boue ni de réglage de débit selon les formations ; ces éléments doivent être basés sur les retours sur site et les documents techniques de l'entreprise de forage.
Partie hydraulique : débit de pompe principale 320 L/min, pression 31 MPa ; débit de pompe auxiliaire 160 L/min, pression 23 MPa. Le débit hydraulique élevé soutient le fonctionnement simultané de la tête motrice, de l'avance, du déplacement latéral et d'autres actionneurs. Le document précise également que pour les chantiers de longue durée, il convient de contrôler la propreté de l'huile hydraulique, la perte de charge des filtres et l'élévation de température du système, des points de maintenance à surveiller pour les projets de longue durée.
| Groupe de paramètres | Valeur | Étape contrainte |
|---|---|---|
| Profondeur de référence | B 2000 m / N 1500 m / H 850 m | Limite de profondeur variant selon la spécification d'outil |
| Couple maximal | 4800 N·m | Rotation du train de tiges, franchissement du frottement dans le trou |
| Force d'avance / force de levage | 63 kN / 185 kN | Application de la pression sur le fond et levage du train de tiges |
| Treuil | Câble de 6 mm, capacité 1800 m, 118 m/min | Levage du tube intérieur au câble et temps auxiliaire |
| Système de boue | 250 L/min, 7 MPa | Refroidissement, transport des cuttings, stabilité de la paroi |
| Système hydraulique | Pompe principale 320 L/min, 31 MPa | Puissance coordonnée des actionneurs |
Valeurs associées à l'angle de forage, au mât et à l'avance
Le CR1600I prend en charge des angles de forage de 45° à 90°, des longueurs de tige de 1,5 / 2 / 3 m, un mât à extension hydraulique, une course d'avance de 3,3 m, une vitesse d'avance réglable en rapide et lent, et un déplacement latéral hydraulique. L'ensemble de ces éléments définit la posture de travail et le mode de déplacement de l'équipement à chaque position de trou, et relève d'un niveau différent des valeurs précédentes.
Les trous inclinés ont leur utilité pour le contrôle des corps minéralisés profonds ; le document ne donne pas de relation de réduction de profondeur selon l'inclinaison, à confirmer avec le projet et le fabricant.
Une annotation à noter dans la section du groupe motopropulseur
Les paramètres de puissance fournis sont : Cummins 6CTA8.3, cylindrée 8,3 L, puissance nominale 153 kW, régime nominal 2000 tr/min, 6 cylindres en ligne suralimenté, refroidissement à eau, système électrique 24 V. Dans le tableau du groupe motopropulseur du PDF de la même page, le titre de modèle de la dernière colonne indique BX1500T, alors que les autres tableaux de paramètres correspondent au BX1600T. Cet article se base uniquement sur les paramètres de puissance donnés dans cette colonne et ne fait aucune supposition supplémentaire sur la différence de titre de modèle.
Points à confirmer en dehors de ces groupes de paramètres
- Les rapports recommandés vitesse/couple pour différents diamètres de trou et spécifications d'outil ne sont pas listés dans le document ; ils doivent être ajustés sur site selon l'état dans le trou.
- Les plans d'ajustement du système de boue pour les pertes profondes et les aquifères fissurés ne sont pas précisés dans le document.
- L'influence de chaque inclinaison dans la plage 45°–90° sur la limite de profondeur n'est pas donnée en valeurs de réduction dans le document.
- La différence de titre de modèle dans le tableau du groupe motopropulseur : il est recommandé de la vérifier auprès du fabricant lors de l'achat ou de l'accord technique.
La capacité de forage profond est le résultat de la lecture conjointe de la profondeur de référence, du couple, de l'avance et du levage, de la capacité de câble du treuil, de la circulation de boue et du système hydraulique. L'efficacité réelle de forage, la profondeur et la récupération de carottes sont influencées par les conditions géologiques, les outils dans le trou, l'angle de forage et les méthodes d'opération, et doivent être basées sur les conditions réelles du site.