La WR600RC prend en charge deux angles de travail, 45° et 90°, mais cela ne signifie pas que ces deux angles sont interchangeables à volonté. La nécessité d'ajuster l'angle de forage dépend de la configuration du gisement cible, de la conception du maillage d'exploration et des contraintes mécaniques de l'équipement à cet angle. Le forage vertical à 90° convient aux gisements horizontaux ou subhorizontaux ainsi qu'au contrôle vertical conventionnel ; le forage incliné à 45° est plus adapté aux objectifs géologiques nécessitant de traverser en biais des filons inclinés, des zones de faille ou des zones minéralisées. Avant l'achat, il convient d'abord de préciser la configuration du gisement et l'objectif d'exploration, puis de vérifier les conditions réelles d'exploitation de l'équipement aux différents angles.
Commencer par la configuration du gisement : l'inclinaison détermine la relation d'intersection entre le forage et le gisement
Gisements à faible pendage et horizontaux
Lorsque le gisement présente un faible pendage, proche de l'horizontale, un forage vertical (90°) traverse l'horizon cible sur une plus courte profondeur. Dans ce cas, un forage incliné allongerait le trajet de traversée et augmenterait le métrage stérile. Pour la vérification d'anomalies profondes et la prospection de minéralisation périphérique, la profondeur de 600 m et le diamètre de 105–450 mm de la WR600RC couvrent une large plage verticale, et le forage vertical facilite l'établissement de points de contrôle en profondeur.
Gisements à pendage moyen à fort, filons et zones de faille
Lorsque le pendage du gisement est important, un forage vertical peut suivre la direction du gisement ou être approximativement parallèle à la zone minéralisée, réduisant le métrage utile traversant le gisement et rendant difficile le contrôle des épontes supérieure et inférieure. La documentation de la WR600RC indique explicitement que l'angle de 45° permet la traversée oblique de gisements inclinés, de filons et de zones de faille. L'intérêt du forage incliné réside dans la traversée du corps cible sous un angle d'intersection plus grand, permettant d'obtenir des échantillons de cuttings plus représentatifs.
- Forage à 90° : adapté aux gisements horizontaux ou à faible pendage, à l'exploration verticale conventionnelle et à la réalisation de puits d'eau profonde.
- Forage à 45° : adapté à la traversée oblique de gisements inclinés, de filons et de zones de faille.
Il convient de souligner que 45° est un paramètre d'angle de travail spécifique, et non le seul angle de forage incliné possible. La conception réelle de l'exploration peut nécessiter d'autres inclinaisons ; avant l'achat, il faut confirmer auprès du fabricant les modes de mise en œuvre et les limites de la WR600RC pour des angles autres que 45°. La documentation ne précise pas la prise en charge d'angles autres que 45° et 90°, ce point doit être vérifié auprès du fabricant.
Comparer ensuite avec l'objectif d'exploration : échantillons ou points de contrôle ?
La WR600RC est une foreuse à circulation inverse, qui prélève principalement des cuttings et non des carottes continues et intactes. Cette caractéristique du procédé détermine un autre critère de choix de l'angle de forage : la représentativité des échantillons par rapport à l'horizon cible.
- Si l'objectif est d'établir rapidement un grand nombre de points de contrôle par forage, de vérifier des anomalies profondes et la minéralisation périphérique, le forage vertical est plus simple en termes d'implantation et de contraintes sur le train de tiges.
- Si l'objectif est de déterminer l'épaisseur, la configuration et les relations de contact des épontes d'un gisement incliné, le forage incliné à 45° pénètre plus facilement le gisement sous un angle d'intersection plus grand.
- Pour les projets visant la réalisation d'un ouvrage, comme l'abaissement de nappe ou les puits d'eau profonde, le forage vertical à 90° est généralement privilégié ; la différence d'angle concerne davantage le contrôle de la déviation que l'intersection du gisement.
La circulation inverse repose sur le retour des échantillons par le tube intérieur du train de tiges à double paroi, les échantillons étant prélevés par intervalles de pénétration fixes. Lorsque l'angle de forage change, le trajet de retour des échantillons, la sédimentation et les conditions de remontée des cuttings dans le trou varient également ; le choix de l'angle doit donc être considéré conjointement avec la continuité du retour d'échantillons.
Influence de la variation d'angle sur les contraintes mécaniques et les conditions d'exploitation
Stabilisateurs et stabilité de la machine
La WR600RC dispose d'une course de stabilisateurs de 1,7 m, utilisable pour la mise à niveau et la stabilisation de l'équipement. En forage incliné à 45° ou en forage à couple élevé, la direction des efforts est plus complexe ; l'état des stabilisateurs, la portance du sol et l'horizontalité de la machine influent directement sur le contrôle de la direction du trou et la sécurité des travaux. La machine pèse environ 12,5 T et ses dimensions hors tout sont d'environ 7 × 2,1 × 2,9 m ; les exigences du forage incliné en matière de dimensions de plateforme et de portance du sol doivent être confirmées avant l'achat en fonction des conditions du site.
Rotation, levage et manipulation du train de tiges
La WR600RC offre une force de levage de 29 T et un couple de rotation de 12000 / 6000 N·m, pour une vitesse de rotation maximale de 75 / 150 tr/min. En forage incliné, la composante axiale du poids propre des tiges et le frottement contre les parois du trou sont plus complexes, et les charges de levage et de rotation varient avec la profondeur, le diamètre et l'inclinaison du trou. La documentation indique que si la résistance à l'extraction des tiges reste anormalement élevée, il faut d'abord traiter le problème en évaluant le nettoyage du trou et l'état intérieur, et qu'il n'est pas recommandé de forcer directement à la force de levage maximale. Ce principe s'applique également au forage incliné.
Compresseur d'air et retour d'échantillons
La pression de travail recommandée est de 1,6–6 MPa, avec une consommation d'air de 16–75 m³/min. Lorsque la profondeur, le diamètre, l'altitude et la dureté de la roche augmentent, le débit d'air effectif nécessaire augmente généralement aussi. En forage incliné, le trajet de remontée des cuttings diffère de celui du forage vertical ; avant l'établissement du devis, il convient de soumettre au fabricant, pour vérification, la pression et le débit du compresseur envisagé ainsi que la profondeur et l'angle du trou, plutôt que de se baser uniquement sur la profondeur maximale de forage.
Points à vérifier auprès du fabricant avant l'achat
| Point à vérifier | Raison de la vérification |
|---|---|
| Mode de mise en œuvre de l'angle de travail de 45° et plage d'angles | La documentation ne mentionne que 45° et 90° ; la prise en charge d'autres inclinaisons doit être confirmée par le fabricant |
| Configuration du train de tiges et mesures de contrôle de la déviation en forage incliné | La variation d'angle influe sur les contraintes des tiges et l'écart de direction du trou |
| Exigences de portance du sol et d'implantation des stabilisateurs en travail à 45° | La course de 1,7 m des stabilisateurs et le poids de 12,5 T de la machine doivent correspondre aux conditions de la plateforme |
| Conditions de passage entre RC, DTH et rotation à la boue en forage incliné | Les procédés diffèrent entre couverture et roche dure ; il faut confirmer si le changement d'angle limite ces passages |
| Pression et débit du compresseur associé à la profondeur et à l'angle cibles | La capacité de retour d'échantillons dépend directement de la pression et du débit d'air |
| Mode d'enregistrement de la profondeur pour le prélèvement d'échantillons par intervalle de pénétration en forage incliné | La profondeur le long du trou et la profondeur verticale diffèrent en forage incliné ; le référentiel d'enregistrement doit être défini à l'avance |
Ordre de jugement conclusif
Pour déterminer si 45° ou 90° est adapté, il est recommandé de procéder dans l'ordre suivant : confirmer d'abord le pendage et la configuration du gisement, et déterminer si un forage vertical peut traverser le corps cible sous un angle d'intersection raisonnable ; confirmer ensuite si l'objectif d'exploration est l'établissement rapide de points de contrôle ou la caractérisation de la configuration d'un gisement incliné ; vérifier enfin si les conditions de site, de stabilisateurs, de train de tiges et de compresseur de la WR600RC correspondent à l'angle retenu. La documentation ne fournit pas de seuil de pendage propre à un gisement donné, et il n'existe pas de formule universelle de choix d'angle ; la conception réelle doit être déterminée conjointement par les études géologiques et le programme de forage.