Écrire « projet de puits d'eau de 500 mètres » dans la colonne équipement ne laisse généralement qu'une ligne : profondeur de forage maximale 500 m. Mais la même description de besoin inclut souvent aussi la plage de diamètre du puits, les dimensions du tubage, les spécifications de la pompe submersible, la profondeur de l'aquifère, le mode d'accès au site et qui fournit le compresseur d'air. Ces éléments ne se transforment pas d'eux-mêmes en conditions d'équipement ; il faut les décomposer un par un pour les faire correspondre à des paramètres concrets. Ci-dessous, en se référant aux valeurs publiées du RC500E de ce site, les besoins d'un projet de puits d'eau de 500 mètres sont décomposés en plusieurs catégories de conditions de capacité vérifiables.
Décomposer d'abord la profondeur cible : à quelle étape correspond 500 m sur cet équipement
La profondeur de forage maximale indiquée dans les données du RC500E est de 500 m, avec une plage de diamètre de 140–400 mm. Ces deux valeurs sont des conditions par paliers, et non des valeurs à utiliser simultanément au maximum pour chaque puits. Dans un projet réel, la profondeur du puits est déterminée par les données hydrogéologiques et la position de la couche aquifère, tandis que le diamètre du puits est déterminé par les dimensions du tubage, du filtre et de la pompe submersible. Utiliser simultanément les deux limites supérieures comme valeurs cibles surestime la charge de l'équipement et fausse également la configuration du compresseur d'air et des tiges de forage.
Une approche plus pratique consiste à fixer d'abord deux quantités connues : la profondeur de complétion du puits et le diamètre de puits conçu. Une fois ces deux valeurs déterminées, la longueur de tige à gérer dans le trou, le poids du train de tiges et le volume de déblais à évacuer dans l'espace annulaire disposent d'une base de comparaison. Les conditions restantes se déploient autour de ces deux nombres.
Quelle étape de travail la force de levage contraint-elle
La force de levage du RC500E est de 300 kN, et la force d'avance de 150 kN. Dans un forage de 500 mètres, le poids propre des tiges, le frottement des parois et le poids du tubage s'accumulent avec la profondeur. La force de levage contraint ici les opérations de descente et remontée des tiges, de pose du tubage et de récupération des outils dans le trou, plutôt que de déterminer directement la vitesse de forage.
Il faut distinguer : une marge de force de levage ne signifie pas qu'en cas de résistance anormale on peut tirer directement à la force maximale. La direction de traitement des résistances anormales dans le trou, selon les données, consiste d'abord à nettoyer le trou, à évaluer la situation des éboulements et des sédiments, puis à décider de la méthode de traitement. La force de levage offre dans ces cas une marge opérationnelle, pas une solution au problème.
Le couple de rotation et la vitesse de rotation doivent être considérés ensemble
Le couple de rotation de cet équipement est de 8000–12000 N·m, la vitesse de rotation de 40–160 r/min, avec variation de fréquence. La combinaison grand diamètre, roche dure et frottement élevé convient mieux à une vitesse faible et un couple élevé ; les sections stables à faible résistance dans le trou peuvent utiliser une vitesse plus élevée. Les deux sont deux directions du même système hydraulique de rotation, et on ne peut pas juger quel palier utiliser pour une formation donnée en ne regardant que la valeur du couple.
Les formations rocheuses adaptées listées dans les données comprennent le granite, le basalte, le calcaire et le grès, et il est indiqué que ces roches relativement intactes sont forées avec un marteau fond de trou DTH. En roche dure, l'impact du marteau fond de trou, la vitesse de rotation, la force d'avance et le débit d'air doivent être coordonnés. Si l'évacuation des déblais au fond n'est pas fluide, augmenter la poussée peut au contraire aggraver l'usure du trépan et le risque de coincement.
La circulation inverse par air lift modifie le circuit d'évacuation et impose une condition matérielle
Le RC500E utilise le procédé de circulation inverse par air lift. L'air comprimé établit un reflux dans le tube intérieur, ramenant les débris et les déblais du fond vers la surface par l'intérieur des tiges, plutôt que par une longue remontée dans l'espace annulaire. Pour les puits d'eau profonds en roche dure, ce circuit aide à maintenir le fond propre, à réduire le rebroyage des débris et les problèmes de sédiments. Mais les données précisent aussi que l'effet réel dépend du débit du compresseur, du diamètre du trou, de l'étanchéité des tiges et des conditions de terrain.
Par conséquent, la circulation inverse par air lift ne se limite pas à la foreuse : elle transfère une condition matérielle au système auxiliaire, le compresseur d'air. Les données recommandent une pression de service de 1,7–3,5 MPa et un débit d'air de 17–42 m³/min. Lorsque la profondeur augmente, que le diamètre s'élargit, que la roche durcit ou que l'altitude du chantier s'élève, le débit requis augmente. Lors du choix, il faut considérer simultanément les besoins en air du marteau fond de trou et de l'évacuation des déblais en circulation inverse.
| Condition de capacité | Valeurs publiées du RC500E | Étape contrainte |
|---|---|---|
| Profondeur et diamètre de forage | 500 m ; 140–400 mm | Conception de la profondeur et du diamètre du puits |
| Force de levage et force d'avance | 300 kN ; 150 kN | Descente/remontée des tiges, pose du tubage, récupération des outils |
| Couple et vitesse de rotation | 8000–12000 N·m ; 40–160 r/min | Charge de rotation en roche dure et grand diamètre |
| Pression et débit d'air | 1,7–3,5 MPa ; 17–42 m³/min | Évacuation en circulation inverse et alimentation du marteau fond de trou |
| Puissance | 132 kW diesel, 2400 r/min | Travail autonome sur site sans alimentation stable |
Les conditions de terrain décomposent les mêmes paramètres en exigences différentes
Les données précisent les précautions pour plusieurs types de formations : les failles et zones fracturées sont sujettes aux éboulements, réductions de diamètre, fuites d'air et coincements ; dans ces sections, il faut réduire la vitesse d'avance, maintenir un nettoyage continu du trou et utiliser un tubage ou une assistance à la mousse selon la stabilité des parois ; pour les roches altérées et les couches meubles supérieures, la difficulté est l'instabilité des parois ; on peut d'abord utiliser un tubage, de la boue ou d'autres méthodes de stabilisation pour établir une section stable, puis pénétrer dans les roches plus intactes en circulation inverse pneumatique ; après être entré dans l'aquifère principal, l'eau souterraine modifie l'évacuation des déblais et le fonctionnement du marteau fond de trou ; il faut enregistrer la profondeur des principales venues d'eau et ajuster en conséquence l'alimentation en air, le nettoyage du trou et le tubage.
Les fissures ouvertes, les cavités karstiques et les formations très perméables peuvent provoquer d'importantes fuites d'air. Les données indiquent que si l'on augmente seulement la pression sans débit suffisant, le fond du trou peut ne pas recevoir un flux d'air efficace ; selon le degré, on peut augmenter le débit du compresseur, utiliser de la mousse, un tubage ou ajuster la méthode de forage. Ces cas convergent vers un point : dans les conditions d'équipement d'un projet de 500 mètres, la relation entre l'évaluation du terrain et le débit du compresseur est plus directe que le chiffre de profondeur lui-même.
La course d'avance et les spécifications de tiges influencent l'organisation du chantier
Le RC500E peut être configuré avec une course d'avance de 3,3 m ou 6,6 m, et accepte des tiges de 1,5 / 2 / 3 / 6 m. La course longue de 6,6 m convient aux projets qui souhaitent réduire le nombre de raccords et améliorer l'efficacité de forage continu ; la configuration de 3,3 m est plus favorable au contrôle de la hauteur de travail de la machine et à l'adaptabilité au site. Ce choix n'affecte pas seulement l'efficacité, mais aussi le plan de transport et l'organisation de l'espace autour du puits.
Les dimensions de transport sont d'environ 6300 × 2100 × 2500 mm, les dimensions de travail d'environ 4000 × 2900 × 6800 mm, et le poids total d'environ 12 T. Avant le déplacement, il faut vérifier la charge du véhicule, les points de fixation et les limitations de hauteur sur la route ; une fois sur place, il faut également prévoir l'espace pour le levage de la tour et la zone de travail sécurisée. La vitesse de déplacement sur chenilles est d'environ 2,5 km/h, avec une capacité de montée de 30° en référence, ce qui convient mieux aux routes en gravier de zone minière, aux routes rurales et aux sols généralement irréguliers ; les déplacements en sol mou et glissant doivent être prudents.
Au-delà de ces conditions, les points à confirmer séparément dans le projet
- La profondeur finale du puits et la position de l'aquifère doivent être basées sur les données hydrogéologiques et les conditions réelles de forage ; la profondeur de forage de l'équipement ne constitue pas une garantie de venue d'eau.
- Qui fournit le compresseur et la présence d'une alimentation électrique stable sur site influencent directement la solution motrice et le coût des équipements auxiliaires.
- Pour les projets de puits de rabattement, l'emplacement, le diamètre, le filtre, le débit de pompe et l'espacement doivent être déterminés par calcul hydrogéologique ; l'équipement ne réalise que le forage.
- Le système de construction complet peut être équipé selon le projet de marteau DTH à circulation inverse, trépans, tiges de différents diamètres, outils de tubage, compresseur, tuyaux d'air haute pression, lubrificateur, pompe à mousse et générateur, etc. ; toutes les configurations ne sont pas nécessaires pour chaque formation.
Après avoir décomposé un projet de puits d'eau de 500 mètres en ces catégories de conditions, on voit plus clairement que la profondeur de forage n'est qu'une entrée. La force de levage, le couple de rotation, le circuit d'évacuation en circulation inverse par air lift et le débit d'air associé, la course d'avance et les conditions de déplacement contraignent chacun des étapes différentes, et doivent être vérifiés ensemble pour faire correspondre le besoin à l'équipement.