Machine de forage horizontal

Types de machines de forage horizontal

Une machine de forage horizontal a vu le jour avec la nécessité d'un forage non destructif et efficace du sol et de la roche tout en permettant à la surface de rester intacte. Ce type particulier de machine de forage a évolué en différents types, tels que les machines de forage directionnel horizontal statiques, les plateformes de forage directionnel horizontal rotatives boueuses et les plateformes de forage directionnel horizontal hydrauliques.

• Machine de forage directionnel horizontal statique :

Une machine de forage directionnel horizontal statique est un type de machine simple qui pousse le tuyau de forage dans la direction souhaitée à l'aide d'une unité de poussée statique. Ce type de machine ne possède aucune pièce rotative, ce qui le rend très facile à utiliser et à comprendre. L'unité de poussée statique est le seul élément qui déplace le tuyau dans la direction souhaitée, ce qui signifie que la maintenance de ces types de machines est assez facile et peu coûteuse.

• Plateforme de forage directionnel horizontal rotative boueuse :

Les plateformes rotatives boueuses sont le type de plateforme le plus couramment utilisé pour forer des trous horizontalement en utilisant la boue comme outil de refroidissement et pour maintenir le trou stable pendant le forage. Le processus de forage est effectué par une colonne de forage qui se compose de tuyaux et d'un trépan. La rotation de la colonne de forage est effectuée par un système d'entraînement qui est généralement un entraînement supérieur ou une table rotative conventionnelle à engrenages. Le fluide de forage ou la boue est pompé à travers la colonne de forage par une pompe haute pression et sort par les buses du trépan. Il remonte ensuite dans le trou de forage circulaire.

• Machine de forage directionnel horizontal hydraulique :

Les machines de forage directionnel horizontal hydrauliques utilisent une méthode de forage spécifique qui consiste à percer un trou dans le sol ou la roche sans perturber les surfaces situées au-dessus. Ce type de machine crée un petit trou en utilisant de l'eau haute pression pour mélanger et déplacer la boue comme fluide de forage, tout en poussant une tête de forage avec un émetteur spécial qui envoie des informations sur la position de la tête de forage en temps réel. L'utilisation de cette méthode de forage permet un forage précis et rapide même dans des endroits difficiles d'accès. Les machines utilisant ce type de forage sont souvent utilisées pour installer des tuyaux, des câbles ou d'autres éléments souterrains dans des zones très fréquentées ou où le creusement direct n'est pas pratique ou sûr.

Spécifications et maintenance des machines de forage horizontal

Spécifications

• Diamètre de forage : Le diamètre auquel la machine de forage horizontal peut forer varie de 50 à 100 mm, permettant ainsi la création de tunnels de tailles diverses pour répondre à des besoins distincts.
• Profondeur de forage : La profondeur que le forage peut atteindre varie en fonction du modèle spécifique. En général, les machines de forage horizontal peuvent pénétrer de 3 à 30 mètres, voire des profondeurs plus importantes pour les foreuses spécialisées. Le forage choisi doit être adapté à la tâche afin d'atteindre la profondeur requise.
• Puissance : La puissance de la machine de forage horizontal est exprimée en chevaux-vapeur ou en kilowatts. Elle influence la vitesse de forage de la machine et la capacité à faire face à différents types de terrains. En fonction de la vitesse de forage et de l'adaptabilité à des géologies variées, plusieurs métiers choisissent des foreuses avec des puissances différentes.
• Couple : Le couple de la machine de forage horizontal est mesuré en unités telles que Nm (Newton mètres) ou lbf·ft (pied-livre). Il détermine la force de torsion de la machine pendant le forage, affectant sa capacité à manipuler différents matériaux et tailles de trépans.
• Poids : Le poids d'une machine de forage horizontal varie en fonction du modèle et des spécifications, généralement compris entre 500 kg et 20 tonnes. La stabilité de la machine pendant le forage est influencée par son poids, ce qui affecte également la facilité avec laquelle elle peut être transportée.
• Système d'exploitation : La machine de forage horizontal est contrôlée par un système d'interaction homme-machine, qui peut être un tableau électrique, un affichage numérique ou un logiciel informatique. Ce système permet à l'opérateur de surveiller et de contrôler des paramètres tels que la vitesse de forage, le couple et le débit d'avance, entre autres.

Maintenance

Pour la maintenance et la réparation courantes de la machine de forage horizontal, les aspects suivants doivent être pris en compte :

• Inspection quotidienne : Vérifier si la machine de forage présente des dommages mécaniques, des dommages aux lignes électriques, des fuites d'huile, des fuites d'eau, des fuites de gaz, etc. En cas d'anomalie, elle doit être réparée à temps pour assurer la sécurité et une utilisation normale.
• Lubrification : Huiler périodiquement le forage pour assurer son fonctionnement normal. Appliquer de la graisse sur les pièces de la machine qui nécessitent une lubrification pour réduire le frottement et l'usure. Huiler les trépans et les outils de la machine pour prolonger leur durée de vie.
• Maintenance du système de refroidissement : Le système de refroidissement d'une machine de forage horizontal est essentiel pour éviter une surchauffe et des dommages pendant le fonctionnement. Vérifier périodiquement les niveaux de liquide de refroidissement et les reconstituer au besoin pour garantir le bon fonctionnement du système.
• Maintenance du système électrique : Vérifier régulièrement les lignes électriques et les prises de la machine de forage horizontal et s'assurer qu'il n'y a pas de rupture, de corrosion ou de connexion desserrée. La fiabilité du fonctionnement de la machine peut être assurée en réparant ou en remplaçant à temps les composants endommagés.
• Remplacement des consommables : Certaines pièces de la machine de forage horizontal, telles que les trépans, les joints d'étanchéité, les roulements, etc., s'usent facilement et doivent être remplacées régulièrement. Pour garantir les performances et la précision de la machine de forage, inspecter et remplacer ces consommables en fonction de l'utilisation.
• Nettoyage et traitement antirouille : Pour maintenir la machine de forage propre, enlever les débris, la poussière et la boue présents sur la machine et à l'intérieur de celle-ci. Les composants métalliques exposés sont traités avec des agents antirouille pour empêcher la rouille et la corrosion.

Scénarios d'utilisation des machines de forage horizontal

• Installation de lignes de service public

  Les machines de forage horizontal sont utiles pour la pose de diverses lignes de service public, telles que les conduites d'eau, les gaines électriques, les câbles à fibres optiques, les pipelines de gaz et autres lignes de service souterraines. Cette méthode minimise les perturbations de surface et améliore l'installation des lignes.

• Traversée sous les routes

  Les machines de forage directionnel horizontal peuvent créer des passages souterrains pour les pipelines ou les câbles afin de traverser des routes très fréquentées ou des embouteillages sans fermer la route. Ceci est également utile pour les chantiers de construction où il faut poser des tuyaux ou des câbles sous une structure existante.

• Installation d'ancres ou de conduits

  En génie géotechnique, les foreuses horizontales sont souvent utilisées pour installer des ancres de sol ou des conduits à diverses fins. Par exemple, le forage peut installer des ancres de sol qui assurent la stabilisation ou le soutien des pentes, des murs de soutènement ou des fouilles temporaires.

• Traversées côtières ou fluviales

  Dans des scénarios environnementaux ou géotechniques, le forage horizontal est une méthode utilisée pour installer des tuyaux ou des câbles à travers des plans d'eau tels que des rivières, des lacs ou la mer sans perturber le lit ou les berges du plan d'eau. Ceci est réalisé en créant un trou de forage horizontal d'une rive à l'autre, à travers lequel le tuyau ou le câble est tiré.

• Aménagement paysager ou zones sensibles sur le plan environnemental

  Le forage directionnel horizontal (FDH) est une méthode utilisée pour installer des pipelines ou des câbles de manière à minimiser l'impact environnemental. Par exemple, il peut être utilisé pour traverser une zone délicate ou protégée, comme un parc national, une zone humide ou un habitat faunique, sans perturber le terrain. La technique permet l'installation indirecte de pipelines ou de câbles dans des zones écologiques ou de conservation précieuses, préservant leur intégrité.

Choisir une machine de forage horizontal

• Conditions du sol :

  Choisissez un type de forage qui peut bien fonctionner avec les types de sol ou de roche où les trous sont nécessaires. Par exemple, dans les sols meubles, une machine de forage sonique ou verticale peut être préférable, tandis que les foreuses à rotation horizontale fonctionnent bien pour la roche dure.

• Profondeur de forage :

  Précisez les profondeurs d'intérêt lors de la sélection d'un forage horizontal. Différents foreuses ont des portées différentes, il faut donc en choisir une dont la portée correspond aux exigences du projet sans dépenser trop pour une capacité inutile.

• Source d'alimentation :

  Tenez compte des besoins en puissance du forage et choisissez un forage dont le type de moteur est adapté à la tâche. Pour les sites éloignés, un forage avec un générateur diesel est préférable à un forage nécessitant une alimentation du réseau. Veuillez vous assurer qu'il répond aux exigences énergétiques du projet.

• Options d'outils :

  Choisissez un forage avec des trépans et des têtes interchangeables pour réaliser un plus grand nombre de types de travaux. La possibilité d'échanger les outils offre une plus grande flexibilité pour prendre en charge divers projets futurs. Cela permettra d'économiser des coûts d'équipement supplémentaires par rapport aux plateformes fixes.

• Formation des opérateurs :

  Vérifiez si le forage choisi bénéficie d'un bon soutien du fournisseur pour la formation des opérateurs sur la façon d'utiliser ses commandes et ses fonctions de manière sûre et efficace. Une formation adéquate des opérateurs maximise l'efficacité de la machine et minimise les temps d'arrêt et les accidents.

Machine de forage horizontal - Questions-réponses

Q1 Y a-t-il eu des améliorations récentes des machines de forage horizontal ?

A1 Ces dernières années, de nombreuses améliorations ont été apportées à la technologie de forage horizontal. Les machines sont désormais équipées de trépans de meilleure qualité, fabriqués dans un matériau plus résistant pour prolonger leur durée de vie. De plus en plus de foreurs utilisent des boues et des fluides écologiques pour le processus de forage, ainsi que de meilleures méthodes d'élimination du sol et de la roche. Les unités d'alimentation utilisent désormais des combustibles plus propres comme le gaz naturel, et de nombreuses machines sont équipées d'un GPS pour faciliter et améliorer la précision du forage.

Q2 Quel type d'entraînements une machine de forage horizontal possède-t-elle ?

A2 Les unités de forage sont dotées de différents entraînements pour la puissance de forage. Un entraînement à engrenages fournit un couple important à basse vitesse. Un entraînement par courroie offre une flexibilité dans le choix de la vitesse de forage avec un faible entretien. Un entraînement par chaîne offre une connexion directe entre le forage et l'unité d'alimentation pour une meilleure efficacité.

Q3 Quels sont les types de trépans pour les machines de forage horizontal ?

A3 Le type de matériau du trou nécessaire et son diamètre détermineront le trépan à utiliser. Les trépans PDC sont courants pour la roche dure car ils sont composés de couches de matériau diamanté. Les moteurs à boue utilisent des trépans à élargisseur de trou avec des lames mobiles pour agrandir les trous existants. Les trépans Warthog sont adaptés à la roche tendre ou à l'argile, et les trépans d'alésage permettent d'élargir un trou pilote.

Q4 Quelles sont les commandes d'une machine de forage horizontal ?

A4 Les principales commandes sont une manette des gaz pour la vitesse de forage, un manomètre pour indiquer la pression de la pompe à boue, un contrôle du couple pour gérer le couple de forage, un bouton ou un joystick de forage pour la direction du forage et un embrayage pour embrayer ou débrayer le forage.

Q5 Quel est le rôle de la colonne de forage dans une machine de forage horizontal ?

A5 La colonne de forage est le lien entre le derrick de forage et le trépan. Elle transporte le fluide de forage pour refroidir le trépan et évacuer les cuttings. La colonne de forage permet d'ajouter des sections supplémentaires au fur et à mesure que le trou s'approfondit. Elle transmet également la puissance de rotation pour faire tourner le trépan.