Dans le tableau des paramètres du WRTR1000, plusieurs valeurs sont souvent examinées séparément : profondeur de forage maximale 1000 m, couple maximal de table de rotation 25 kN·m, diamètre maximal de passage de table de rotation 660 mm, charge maximale de mât 60 T, débit de pompe à boue 1200 L/min. Ce n'est qu'en les considérant ensemble que l'on peut voir où se situent les limites des types de forages adaptés à cette foreuse à table de rotation tractée — quels forages elle est conçue pour réaliser, et quels forages nécessitent une confirmation supplémentaire.
Nous décomposons ci-dessous selon quatre axes : diamètre, profondeur, inclinaison et structure de puits, en utilisant uniquement les valeurs figurant dans les documents publics de ce site.
Le passage de 660 mm concerne le passage des tiges, pas le diamètre du puits fini
La description de la valeur de 660 mm dans les documents est « diamètre maximal de passage de table de rotation », dont la fonction est d'offrir un espace pour les opérations avec tiges carrées de grande dimension, tiges de forage et tubages. Il s'agit d'une dimension de passage : la tige carrée, les raccords de tiges et les colonnes de tubage doivent passer par là.
Les documents précisent également une phrase : le diamètre final du puits doit être conçu en fonction de l'aquifère, du tubage, du type de pompe et de la stabilité de la formation, et ne peut pas être directement interprété comme un diamètre de forage fixe à partir de la dimension du passage. Par conséquent, « pouvoir descendre un tubage de 660 mm » et « ce puits a un diamètre fini de 660 mm » sont deux choses différentes. La première relève de l'espace opérationnel offert par la structure de la table de rotation, la seconde relève de la conception du puits fini, et dépend aussi de la compatibilité entre les spécifications du trépan, la technique d'élargissement, la stabilité de la formation et la structure du tubage.
Pour déterminer les types de forages adaptés, l'ordre le plus sûr est le suivant : définir d'abord le tubage et le filtre en fonction de l'aquifère et du débit cible, puis déterminer le diamètre de forage et le nombre d'étapes d'élargissement, et enfin vérifier si cette structure peut être installée à travers le passage de 660 mm. À l'inverse, partir de 660 mm pour déduire le diamètre de forage risque d'aboutir à un chiffre cohérent pour la structure de la table de rotation mais intenable pour la conception du puits fini.
Les 1000 m correspondent à un ensemble de conditions, pas à un diamètre unique
L'expression « profondeur de forage maximale 1000 m » dans les documents est assortie de plusieurs conditions liées : diamètre, assemblage de tiges, formation, mode de circulation et conception du puits fini. Autrement dit, 1000 m est le niveau de profondeur que cet équipement peut couvrir dans les conditions de conception ; pour un forage concret, il faut encore voir la taille du trou, les formations traversées et le mode de circulation utilisé.
On peut percevoir cette relation de dépendance dans trois directions. Plus le diamètre est grand, plus l'espace annulaire et la résistance à la rotation des tiges sont importants, et plus la section de forage supportable avec le même couple est courte. Plus la formation est dure, plus les exigences du forage DTH ou à molettes envers le compresseur d'air, le marteau fond de trou et la capacité d'évacuation des débris sont élevées ; une évacuation insuffisante des cuttings au fond du trou freine directement l'avancement. Plus le trou est profond, plus la résistance à la circulation et la distance de transport des cuttings augmentent ; le débit de 1200 L/min de la BW1200/7 est précisément la marge prévue pour le transport des cuttings en forage profond, le soutènement et le contrôle de la pression dans le puits.
| Paramètre fourni par les documents | Valeur | Ce qu'il contraint dans la détermination du type de forage |
|---|---|---|
| Profondeur de forage maximale | 1000 m | Niveau de profondeur, à combiner avec le diamètre, les tiges et le mode de circulation |
| Couple maximal de table de rotation | 25 kN·m | Tiges de grand diamètre, tubages et sections à forte résistance |
| Vitesse de table de rotation | 37 / 52 / 84 / 145 r/min | Compromis vitesse/couple entre formations tendres et dures |
| Passage de table de rotation | 660 mm | Capacité de passage de la tige carrée, des tiges et des tubages |
| Charge maximale de mât | 60 T | Charge des longues colonnes de tiges et des tubages |
| Débit / pression de pompe à boue | 1200 L/min / 7 MPa | Retour de boue et transport des cuttings en forage profond |
| Tige carrée / tige standard | 108×108×12192 mm / 89×9400 mm | Fréquence de raccordement et espace du mât |
Les quatre vitesses déterminent un travail par sections, pas un état unique pour tout le trou
Les quatre vitesses 37 / 52 / 84 / 145 r/min et le couple maximal de 25 kN·m sont en relation de compromis : les vitesses basses développent un couple élevé, adapté aux tiges de grand diamètre, aux tubages et aux formations à forte résistance ; les vitesses élevées conviennent aux roches tendres relativement stables, aux couches altérées et à certaines formations sédimentaires.
Un puits d'eau profond ne présente généralement pas la même formation du haut en bas. Les argiles, silts et formations tendres conviennent à la circulation directe à la boue, mais il faut alors surveiller l'engorgement du trépan et le mauvais retour de boue ; les sables meubles et graviers sont sujets à l'effondrement, aux pertes de boue et à l'élargissement, et peuvent nécessiter un tubage provisoire ou un tubage par étapes ; après être entré dans une zone fortement altérée ou décomposée, on peut poursuivre la rotation selon la résistance au fond et le retour de boue, ou utiliser de la mousse à l'air ; dans une roche dure relativement intacte, on peut configurer un compresseur d'air, un marteau fond de trou et un trépan pour le forage DTH.
En d'autres termes, les limites de type de forage auxquelles cet équipement fait face ne sont pas « un trou de 0 à 1000 m avec le même jeu de paramètres », mais un même trou qui entre dans différentes plages de type de forage selon qu'il s'agit de la partie supérieure meuble, de la partie médiane sable-gravier ou de la partie inférieure rocheuse. Les quatre vitesses sont précisément prévues pour ce travail par sections.
Inclinaison et angle : les parties non fournies par les documents doivent être confirmées séparément
En ce qui concerne l'angle de travail des foreuses à table de rotation, les documents WRTR1000 de ce site ne donnent pas de plage d'angle pour le forage incliné, ni de mode opératoire pour les trous inclinés, ni de description des tiges adaptées aux trous inclinés. Contrairement à certains modèles qui indiquent simultanément des angles de travail de 45°/90°, les documents du WRTR1000 ne comportent pas ce type de valeurs d'angle.
Par conséquent, si un projet nécessite de réaliser des trous inclinés ou dirigés, il ne faut pas déduire sa capacité d'angle du seul type structurel « à table de rotation », mais confirmer séparément auprès du fabricant les points suivants : prise en charge du forage incliné, principe de réalisation de l'amorçage en inclinaison, charge du mât et efforts sur la table de rotation aux angles correspondants, ainsi que l'organisation du retour des cuttings dans la section inclinée.
De même, l'efficacité opérationnelle en petits diamètres et faibles profondeurs n'a pas de données correspondantes dans les documents. Il s'agit d'un équipement lourd de classe 1000 m, avec une force de levage à câble unique du treuil principal de 90 kN, un treuil auxiliaire de 50 kN, une capacité de câble des tambours de 160 m, et une charge nominale du crochet mobile et de la tête d'injection de 60 T. Ces valeurs indiquent qu'il est positionné pour les forages profonds et la manipulation de longues colonnes lourdes, et non pour des rotations fréquentes de forages peu profonds.
La circulation inverse par air lift en option modifie l'évacuation des cuttings, mais pas le positionnement du type de forage
Le WRTR1000 prend en charge la circulation directe à la boue, la mousse à l'air, le marteau fond de trou DTH, et peut optionnellement utiliser la circulation inverse par air lift. Les documents sont clairs sur ce point : il s'agit d'un mode de forage optionnel, et non d'une machine d'exploration RC dédiée ; si le projet exige une représentativité et une qualité d'échantillonnage précises, il convient de configurer également des tiges doubles adaptées, un système d'air comprimé et un équipement d'échantillonnage.
L'importance de ce passage pour les limites de type de forage est la suivante : le procédé peut être commuté sur le même équipement, mais « pouvoir changer de procédé » ne signifie pas « pouvoir remplacer un équipement d'échantillonnage dédié ». Si l'objectif du forage est d'obtenir des carottes continues de haute qualité, il faut choisir une foreuse carottière dédiée ; si l'objectif est l'échantillonnage de cuttings et la qualité de division des échantillons, il faut vérifier séparément les conditions d'équipement du système d'échantillonnage à circulation inverse.
Plage de types de forages confirmée par les documents et limites à confirmer
En synthétisant les paramètres existants, on peut situer le positionnement du WRTR1000 pour les types de forages comme suit : destiné aux forages d'eau profonds de classe 1000 m, à la géothermie, à l'approvisionnement en eau des zones minières, à l'hydrogéologie et aux forages de grands travaux, le passage de table de rotation de 660 mm offre un passage pour les tiges et tubages de grande dimension, la charge de mât de 60 T et le treuil principal de 90 kN sont destinés aux charges des longues colonnes et des tubages en forage profond, la pompe à boue BW1200/7 est destinée au retour de boue en forage profond, et les quatre vitesses couvrent le travail par sections depuis les couches meubles jusqu'au substratum rocheux.
En même temps, les éléments suivants ne sont pas fournis dans les documents de ce site et doivent être confirmés séparément auprès du fabricant ou du concepteur du projet :
- La profondeur de forage correspondante pour différents diamètres dans différentes conditions de formation ; les documents ne donnent que l'ordre de grandeur total de 1000 m.
- La plage d'angle des trous inclinés et les conditions opératoires des forages inclinés.
- La relation de correspondance précise entre le diamètre du puits fini, la structure du tubage et le nombre d'étapes d'élargissement.
- Les spécifications précises des tiges doubles, du système d'air comprimé et de l'équipement d'échantillonnage en cas d'option de circulation inverse par air lift.
- La combinaison précise des modes de circulation, des programmes de tubage et des procédés de nettoyage du trou dans des conditions de fort aquifère et de forts débits d'eau.
Lorsque ces éléments n'ont pas de paramètres correspondants, les limites de type de forage s'arrêtent au niveau « niveau de profondeur, dimension de passage, niveau de charge et mode de circulation », et en dessous, il faut vérifier point par point selon le type de forage concret.