Lorsque les équipes de forage de puits d'eau discutent de l'efficacité des équipements, elles séparent souvent « la course d'avance » et « la longueur d'une tige ». La première concerne la course de la tête d'entraînement ou du mécanisme d'avance, la seconde la longueur d'une tige individuelle. Ces deux valeurs sont faciles à comprendre isolément, mais dans le rythme réel de forage d'un puits d'eau de profondeur moyenne, elles doivent être associées pour être valables : même avec une course longue, si les tiges ne mesurent que 3 m, on ne peut pas éviter les raccordements fréquents ; même avec des tiges longues, si la course effective du mât déployé et l'espace de manœuvre des tiges ne correspondent pas, l'avantage du raccordement de tiges longues ne peut pas s'exprimer. Cet article se concentre sur cette relation de combinaison et, en s'appuyant sur les données publiques du WR400S, explique quelles conditions soutiennent cette combinaison et quelles conditions doivent encore être confirmées sur site.
Distinguer d'abord deux segments d'opération : la course d'avance régit l'avancement dans le trou, la longueur de tige régit le nombre de raccordements et déraccordements
La longueur d'avance contraint la distance que l'outil de forage peut parcourir en continu axialement dans le trou en une seule fois ; elle dépend de la course d'avance, de la hauteur du mât et de la position de la tête d'entraînement. La longueur de tige contraint la profondeur de trou couverte par chaque tige et la fréquence des raccordements et déraccordements. La première influence le temps de forage continu à l'intérieur d'une même tige, la seconde le nombre total d'opérations auxiliaires pour l'ensemble du puits.
Si l'on augmente seulement la vitesse d'avance avec des tiges courtes, les opérations auxiliaires de raccordement, déraccordement et manœuvre de tiges interrompent encore et encore l'avancement ; si l'on remplace seulement par des tiges longues sans que le mât, la course et l'espace de manœuvre des tiges correspondent, l'avantage des tiges longues ne se concrétise pas non plus. Par conséquent, lorsqu'on examine une foreuse de puits d'eau de profondeur moyenne, ces deux valeurs doivent être vérifiées dans le même tableau des opérations, et non séparément.
Les éléments des données du WR400S directement liés à cette combinaison
Le WR400S est une foreuse de puits d'eau sur chenilles à mât télescopique de classe 400 m. Les données directement liées au rythme de raccordement des tiges sont les suivantes : capacité de travailler directement avec des tiges de 6 m et des tubages de 6 m, diamètre de tige recommandé 89 / 102 mm ; profondeur de forage maximale 400 m, diamètre de forage 105–325 mm ; couple maximal du système de rotation 8000 / 4000 N·m, correspondant à une vitesse maximale de 75 / 150 tr/min ; force de levage 22 T, pression axiale 4 T ; levage rapide 29 m/min, avance rapide 56 m/min ; poids total d'environ 9,8 T, dimensions hors tout d'environ 6,26 × 1,85 × 2,43 m.
Ces valeurs ne peuvent pas être considérées isolément comme une conclusion d'efficacité. Elles indiquent que : dans les puits d'eau de classe 300–400 m, les tiges de 6 m peuvent réduire le nombre de raccordements, et que le mât télescopique peut réduire l'encombrement de la machine en configuration transport, tout en conservant en configuration travail la capacité de mettre en œuvre directement des tiges ou des tubages de 6 m. Quant au temps auxiliaire réellement économisé, il dépend de la formation, du diamètre du trou, de l'assemblage des tiges et de l'organisation du chantier ; les données ne fournissent pas de résultat quantifié et il ne faut pas en inventer un.
Pourquoi il faut considérer ensemble la tige de 6 m et le mât télescopique
La réduction du nombre de raccordements apportée par les tiges longues suppose que le mât, en configuration travail, dispose de l'espace suffisant pour accueillir et manœuvrer cette tige. La valeur structurelle du mât télescopique réside dans le traitement séparé du profil de transport et du profil de travail : lors des déplacements, le mât se raccourcit, ce qui réduit la difficulté de chargement et de passage sur route ; une fois déployé sur le forage, il conserve la capacité de travailler avec des tiges de 6 m. Pour les équipes qui forent d'une région à l'autre, réalisent des projets de villages et enchaînent les chantiers, cette structure atténue la contradiction entre « les tiges longues exigent un mât haut, et un mât haut nuit aux déplacements ».
Inversement, si les forages du projet sont concentrés et les déplacements rares, la commodité de transport apportée par le mât télescopique n'est pas le problème principal, et l'analyse doit se recentrer sur la couverture de profondeur de forage, la plage de diamètres et la technologie adaptée à la formation. Si les puits du projet sont peu profonds, l'intérêt des tiges de 6 m pour réduire le nombre de raccordements diminue également. Cette relation de combinaison est donc conditionnelle et ne s'applique pas selon la même logique à tous les projets de puits d'eau.
Placer les besoins, les données et les conditions associées dans un même tableau de vérification
| Besoin opérationnel | Élément correspondant dans les données | Conditions encore à confirmer |
|---|---|---|
| Réduire le nombre de raccordements en forage de profondeur moyenne | Capacité de travailler directement avec des tiges de 6 m, diamètre recommandé 89 / 102 mm | Assemblage des tiges, résistance dans le trou, spécifications réelles de livraison des tiges |
| Maîtriser la difficulté de chargement lors des déplacements | Mât télescopique, encombrement réduit en configuration transport | Largeur de route, rayon de braquage, véhicule de transport et mode de fixation |
| Couvrir la profondeur de puits cible et le diamètre de complétion | Profondeur de forage maximale 400 m, diamètre de forage 105–325 mm | Profondeur de l'aquifère cible, structure de complétion, tubage et type de pompe |
| Gérer le train de tiges et le tubage en forage de profondeur moyenne | Force de levage 22 T, treuil auxiliaire 1,5 T | Poids réel du train de tiges, poids du tubage, frottement sur les parois du trou |
| Enchaîner roche dure et terrains meubles | Compatible avec marteau fond de trou et forage à la boue, pression de service 1,2–3,5 MPa | Pression et débit du compresseur, fuites d'air dans la formation, solution de soutènement |
Ce tableau ne vise pas à conclure « choisissez celui-ci », mais à vérifier séparément la longueur d'avance, la longueur de tige et les conditions associées. Si une seule ligne n'est pas satisfaite, l'amélioration du rythme apportée par la réduction du nombre de raccordements peut être annulée par d'autres maillons.
Conditions associées et limites d'application
Les données indiquent que le WR400S est équipé d'un moteur Yuchai de 92 kW, d'une vitesse de déplacement sur chenilles d'environ 2,5 km/h, d'un angle de montée maximal de référence de 21° et d'une course de vérins hydrauliques de 1,6 m. Ces conditions montrent qu'il convient aux routes rurales, aux terrains graveleux et aux sites généralement irréguliers, mais les sols mous nécessitent encore des plaques de calage, et il faut évaluer la portance du sol et la pente avant tout déplacement. Le travail direct avec des tubages de 6 m facilite la structure de complétion, mais la conception du tubage, du filtre et de la section d'étanchéité doit encore être déterminée selon l'aquifère.
Pour la section de roche dure avec marteau fond de trou, la pression de service recommandée est de 1,2–3,5 MPa et la consommation d'air de 16–55 m³/min ; la pression et le débit du compresseur doivent correspondre simultanément. Pour le forage à la boue dans les terrains meubles, la pompe à boue, la pompe centrifuge et autres accessoires font partie des conditions associées à la solution complète et doivent être configurés séparément selon le projet. Les données signalent également qu'en cas de résistance anormale à l'extraction des tiges, il faut d'abord nettoyer le trou et déterminer s'il existe un rétrécissement, des éboulements ou un coincement, et ne pas recourir directement à la force de levage maximale pour forcer.
Points à confirmer auprès du fabricant ou du maître d'ouvrage
- L'adéquation des tiges de 6 m au diamètre de forage réel et aux conditions de formation, ainsi que la cohérence entre le diamètre de tige recommandé 89 / 102 mm et l'assemblage de tiges prévu.
- L'espace de travail effectif après déploiement du mât télescopique et son articulation avec la procédure de descente du tubage de 6 m ; les données ne fournissent pas de description détaillée des opérations.
- La profondeur de puits cible, le diamètre de complétion et les conditions hydrogéologiques locales se situent-ils dans la plage de 400 m et de 105–325 mm ; la profondeur réelle de complétion doit encore être déterminée selon les données hydrogéologiques.
- Les spécifications précises et la plage de fourniture des accessoires associés tels que compresseur, pompe à boue, générateur et pompe à mousse.
- Les données ne fournissent pas l'efficacité d'avancement réelle, le temps de raccordement ou les variations de coût selon les différentes formations ; ces éléments doivent être mesurés sur le projet ou évalués par l'entreprise de construction.