"Perfectionnements aux perforatrices"
La présente invention est relative à des perfectionnements aux perforatrices.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
3.167.354, on a déjà proposé d'exploiter des veines minces de minerai en forant des trous à chevauchement entre deux galeries dans le plan de la veine. Les trous sont forés grâce à des
trépans carotteurs et les carottes récupérées constituent la <EMI ID=1.1>
le long du trou. Une telle machine est contrôlée depuis un point se situant dans une galerie de mine et n'utilise
<EMI ID=2.1>
outre, le produit de la machine englobe la boas =réée par les outils de coupe en forme de disques.
<EMI ID=3.1>
des roches ou des morceaux importants à titre 0= production de minerai de la mine.
Suivant l'invention, une perforatrice pour roches/ comprend un ensemble comportant : un corps d'une allure essentiellement cylindrique ; un moteur de commande mobile suivant la longueur de ce corps ; un tube carotteur avec un trépan de carottage à son extrémité avant et relié, à son extrémité arrière, en liaison d'entraînement avec le moteur, le diamètre du trépan étant supérieur au diamètre maximum du corps susdit ; des premiers moyens de blocage prévus sur le corps susdit et agissant de manière libérable pour ancrer ce corps dans toute cavité cylindrique quelconque l'entourant; des seconds moyens de blocage prévus sur le moteur et agissant de façon libérable pour ancrer ce moteur dans toute cavité cylintrique quelconque entourant ce corps ; un dispositif de poussée à double effet pour provoquer le déplacement du moteur
en va-et-vient le long du corps susdit ; et un élément flexible pour amener la puissance au moteur et au corps susdit, et partant de celui-ci.
Le moteur, le dispositif de poussée et les moyens
de blocage sont tous actionnés de préférence par voie hydraulique.
La machine de l'invention est conçue en particulier pour les cas où le diamètre des trous est trop grand pour un forage traditionnel de carottes. La gamme des diamètres pour le tube carotteur va d'environ 30 à environ 120 cm.
Avec la machine de l'invention, il est possible, dans certains cas, d'obtenir des carottes plus ou moins intac-
<EMI ID=4.1>
en étant par exemple déplacées par voie pneumatique dans une telle canalisation. Cependant, dans la plupart des cas, les carottes sont brisées et on doit avoir recours à des procédés traditionnels de manipulation de roches.
v L'invention sera encore décrite plus complètement ci-après avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en perspective d'une machine suivant l'invention. La figure 2 est une section fragmentaire d'une par- <EMI ID=5.1> La figure 3 est une autre section fragmentaire de cette Figure 1.
Les figures 4 et 5 sont des illustrations de la machine en fonctionnement.
Sur la Figure 1, les diverses connexions hydrauliques ont été omises pour la clarté. La machine qui y est illustrée comprend un tube carotteur 10 comportant, à son extrémité avant, des pièces rapportées 11 de découpage, imprégnées de diamant, et des pièces rapportées d'alésage 9. Vers l'arrière, sont prévues un certain nombre de pièces rapportées d'alésage 12 (voir ci-après et Figure 3). Le tube carotteur
10 est entraîné par un arbre 13 traversant un palier 15 et relié par un accouplement flexible approprié 14 à un moteur hydraulique 16.
Le palier 15 est supporté par un plateau avant 17, tandis que le moteur 16 est supporté par un plateau arrière 18.
<EMI ID=6.1>
19 d'un bélier hydraulique à double effet. Le plateau 17 porte également des sabots de blocage 20 sur lesquels sont prévues des pièces rapportées 21. Les sabots de blocage 20 peuvent être prolongés radialement par des moyens hydrauliques (non représentés) pour ancrer les pièces rapportées 21 dans une cavité cyclindrique. Durant le forage, les sabots 20 n'agissent pas.
L'ensemble ainsi décrit est supporté par un corps composé d'un plateau avant 22, d'un plateau arrière 23 et de tiges de guidage 24 reliant les plateaux 22 et 23 ensemble.
Le plateau 18 est guidé et supporté par les tiges de guidage
24. Le plateau 22 est perforé pour permettre un passage à glissement des cylindres 19 et du moteur 16. Les cylindres 19 comportent des tiges de piston 25 qui se projettent en saillie vers l'arrière, et les extrémités arrière de ces tiges 25 sont ancrées sur le plateau 23. De la sorte, en admettant un fluide d'un côté des pistons se trouvant dans les cylindres 19, le plateau 17 est tiré vers le plateau 23, tandis qu'en admettant un fluide de l'autre côté, ce plateau est poussé en sens inverse.
Le plateau 22 porte également des sabots de blocage
26 comportant des pièces rapportées de blocage 21. Au voisinage du plateau 23, on a encore d'autres sabots de blocage 27 avec des pièces rapportées 21.
L'agencement des sabots de blocage 26 et 27 est illustré plus en détails par la Figure 2. Cet agencement est actionné�par un bélier hydraulique 31 (Figure 1) qui est également à double effet. Le piston du bélier porte des bras radiaux 32 qui, à leur tour, portent des blocs formant cames 33 agissant sous les tiges 34 qui se présentent en saillie radiale vers l'intérieur depuis les sabots 27. Si le bras 32 se déplace vers l'avant, les sabots 27 sont libérés. Dans la position illustrée, ces sabots sont en extension. Les blocs 32 sont reliés à des blocs similaires 35 prévus sous les tiges 36 se présentant en saillie depuis les sabots 26, cette liaison se faisant grâce à une tige 30. Les sabots 26 et 27 se déplacent ainsi ensemble sous l'influence du bélier 31.
Les sabots 20 comportent des tiges semblables à cel-les des sabots 26 et 27, mais ces sabots sont actionnés par un anneau rotatif formant came actionné par un cylindre hydrauliqt
Les éléments 29 et 28 (Figure 1) sont des tubes télescopiques pour le transfert d'un fluide hydraulique.
La Figure 3 présente une coupe illustrant les pièces rapportées 12 montées, Jans le tube carotteur 10. On verra que les pièces rapportées 12 se présentent en saillie au-delà du tube 10 pour assurer une légère action d'alésage et que, dans un sens radial orienté vers l'intérieur, elles sont chanfreinées de manière à présenter une extrémité conique pour tout noyau quelconque atteignant l'extrémité du tube carotteur 10. Les pièces rapportées 12 sont également imprégnées de diamant.
Comme illustré, quatre systèmes hydrauliques contrôlés sont inclus dans la machine. Le premier est le système
<EMI ID=7.1>
fluide hydraulique, la vitesse de ce moteur peut être modifiée ainsi que son sens de rotation. Le second système hydraulique est le système qui déplace le moteur axialement le long de la cage formée entre les plateaux 22 et 23. Dans ce cas, le fluide hydraulique doit être admis de l'un ou l'autre côté des pistons se trouvant dans les cylindres 19. En troisième lieu, on a le système hydraulique qui admet un fluide au cylindre 29 pour actionner les sabots de blocage 26 et 27. Finalement, on a le système hydraulique qui provoque l'extension des sabots 20. Les tuyauteries hydrauliques en cause se terminent dans une boîte de contrôle appropriée.
De l'eau ou un autre fluide de forage doit aussi
être fourni. Ceci est fait de façon commode grâce à une alimentation appropriée, d'une manière connue en soi, se faisant
à travers le palier 15 et le long de l'arbre 13 vers l'arrière du tube carotteur 10.
/ Grâce aux cylindres 19, la machine peut être contractée au point que les sabots 20 et 26 sont en aboutement, tandis que le plateau 18 est en aboutement avec les sabots 27.
De la même manière, la machine peut être mise en extension en sorte que le plateau 18 est alors en aboutement avec le plateau 22. Lors d'un déplacement le long d'un trou de forage, la machine se met alternativement en contraction et en extension. Si, durant l'extension, les sabots 26 et 27 sont en extension et.si, durant la contraction, seuls les sabots 20 sont en extension,la machine se déplace vers l'avant. D'autre part, si, durant l'extension, les sabots 20 sont en extension et si, durant la contraction,les sabots 26 et 27 sont en extension également, la machine se déplace vers l'arrière.
En fonctionnement, la machine se déplace vers l'avan' dans un trou et s'arrête à l'extrémité de ce trou. A ce stade, elle est contractée contre l'extrémité du trou en question. Tandis que les sabots 26 et 27 sont en extension et que la machine est fermement ancrée, la carotte suivante est forée. La machine se déplace alors vers l'arrière avec la carotte, si elle a été rompue, comme cela arrive souvent dans les mines du "Witwatersrand Quartzites", ou bien elle se déplace vers l'arrière d'une distance sûre pour que le noyau soit rompu par d'autres moyens. Si ceci est le cas, la machine se déplace à nouveau vers l'avant pour ramasser la carotte.
Le chanfrein prévu sur les pièces rapportées 12 facilite cette opération de ramassage. Tandis que le noyau se trouve de manière sûre à l'intérieur du tube carotteur 10, la machine est déplacée vers l'arrière et sort du trou pour que la carotte soit déposée à l'extérieur.
Comme le diamètre du tube carotteur 10 peut être d'un ordre quelconque entre 30 et 120 cm, la machine ne peut pas être mise en place à la main. Des moyens mécaniques de manipulation sont essentiels.. Un dispositif lanceur-récepteur très intéressant est illustré par les Figures 4 et 5.
Sur les Figures 4 et 5, la machine illustrée par la Figure 1 a été désignée par 40 avec son tube carotteur 10.
Sur la Figure 4, la machine est montrée à l'intérieur d'un trou, tandis que, sur la Figure 5, elle est représentée à l'extérieur du trou dans une galerie de mine. L'appareil lanceurrécepteur est monté sur un wagon 41 se déplaçant sur rails et comprend un tube 42 monté sur ce wagon de telle sorte qu'il peut pivoter autour d'un axe vertical, qu'il peut pivoter dans un plan vertical, transversalement aux rails, et qu'il peut se déplacer transversalement le long du wagon. Le tube
42 comporte deux/pièces extrêmes 43 et 44 avec lesquelles il forme un conduit continu comme illustré par la Figure 4 ou par rapport auquelles ce tube peut basculer comme illustré par la Figure 5. Les pièces extrêmes sont montées sur le wagon et sont reliées l'une à l'autre au soumet et à la base.
Leur liaison porte des béliers hydrauliques 46 grâce auxquels l'ensemble peut être ancré entre les parois d'une galerie de mine pour permettre le dégagement d'un trou.
Lors de l'utilisation, la machine 40 est emmenée dans une mine dans le tube 42 grâce au wagon 41. Lorsqu'on a atteint un lieu approprié, habituellement une face reliant deux galeries, le wagon est stoppé et le tube 43 est amené à se situer dans le plan proposé de forage assurant que la machine prélèvera des carottes contenant la veine à exploiter. Le premier trou est foré le long de cette face ou parallèlement à celle-ci. La machine fore une carotte, l'amène dans
le tube 42, celui-ci est amené à pivoter et un chariot 47 re-
"Improvements to perforators"
The present invention relates to improvements to perforators.
In United States Patent No. [deg.]
3,167,354, it has already been proposed to exploit thin veins of ore by drilling overlapping holes between two galleries in the plane of the vein. The holes are drilled using
Core drill bits and the cores recovered constitute <EMI ID = 1.1>
along the hole. Such a machine is controlled from a point located in a mine tunnel and does not use
<EMI ID = 2.1>
In addition, the product of the machine includes the boas = created by the disc-shaped cutting tools.
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rocks or large chunks at grade 0 = ore production from the mine.
According to the invention, a rock drill / comprises an assembly comprising: a body of an essentially cylindrical appearance; a control motor movable along the length of this body; a core tube with a core bit at its front end and connected, at its rear end, in a drive connection with the motor, the diameter of the bit being greater than the maximum diameter of the aforesaid body; first locking means provided on the aforesaid body and acting releasably to anchor this body in any cylindrical cavity whatever surrounding it; second locking means provided on the motor and acting releasably to anchor this motor in any cylindrical cavity whatever surrounding this body; a double-acting thrust device to cause the motor to move
back and forth along the aforesaid body; and a flexible element for supplying power to and from the aforesaid motor and body.
The engine, the thrust device and the means
locks are all preferably hydraulically actuated.
The machine of the invention is designed in particular for cases where the diameter of the holes is too large for traditional core drilling. The range of diameters for the core tube is from about 30 to about 120 cm.
With the machine of the invention, it is possible, in certain cases, to obtain more or less intact carrots.
<EMI ID = 4.1>
for example by being moved pneumatically in such a pipe. However, in most cases the cores are broken and traditional rock handling procedures must be used.
The invention will be further described more fully below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a machine according to the invention. Figure 2 is a fragmentary section of a par- <EMI ID = 5.1> Figure 3 is another fragmentary section of this Figure 1.
Figures 4 and 5 are illustrations of the machine in operation.
In Figure 1, the various hydraulic connections have been omitted for clarity. The machine illustrated therein comprises a core tube 10 having, at its front end, cutting inserts 11, impregnated with diamond, and bore inserts 9. To the rear, a number of parts are provided. inserts from bore 12 (see below and Figure 3). Core tube
10 is driven by a shaft 13 passing through a bearing 15 and connected by a suitable flexible coupling 14 to a hydraulic motor 16.
The bearing 15 is supported by a front plate 17, while the motor 16 is supported by a rear plate 18.
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19 of a double-acting hydraulic ram. The plate 17 also carries locking shoes 20 on which inserts 21 are provided. The locking shoes 20 can be extended radially by hydraulic means (not shown) to anchor the inserts 21 in a cylindrical cavity. During drilling, the shoes 20 do not act.
The assembly thus described is supported by a body composed of a front plate 22, a rear plate 23 and guide rods 24 connecting the plates 22 and 23 together.
The plate 18 is guided and supported by the guide rods
24. The plate 22 is perforated to allow a sliding passage of the cylinders 19 and the engine 16. The cylinders 19 have piston rods 25 which project rearwardly, and the rear ends of these rods 25 are anchored. on the plate 23. In this way, by admitting a fluid on one side of the pistons located in the cylinders 19, the plate 17 is pulled towards the plate 23, while by admitting a fluid on the other side, this plate is pushed in the opposite direction.
The plate 22 also carries blocking shoes
26 comprising inserts for locking 21. In the vicinity of the plate 23, there are still other locking shoes 27 with inserts 21.
The arrangement of the locking shoes 26 and 27 is illustrated in more detail by Figure 2. This arrangement is actuated by a hydraulic ram 31 (Figure 1) which is also double acting. The ram piston carries radial arms 32 which, in turn, carry cam blocks 33 acting under the rods 34 which protrude radially inward from the shoes 27. If the arm 32 moves inwardly. before, the shoes 27 are released. In the position illustrated, these shoes are in extension. The blocks 32 are connected to similar blocks 35 provided under the rods 36 projecting from the shoes 26, this connection being made by means of a rod 30. The shoes 26 and 27 thus move together under the influence of the ram 31. .
The shoes 20 have rods similar to those of the shoes 26 and 27, but these shoes are actuated by a rotating ring forming a cam actuated by a hydraulic cylinder.
The elements 29 and 28 (Figure 1) are telescopic tubes for the transfer of hydraulic fluid.
Figure 3 is a sectional view illustrating the inserts 12 mounted, in the core tube 10. It will be seen that the inserts 12 protrude beyond the tube 10 to provide a slight reaming action and that in one direction radial oriented inwardly, they are chamfered so as to present a conical end for any core whatever reaching the end of the core tube 10. The inserts 12 are also impregnated with diamond.
As illustrated, four controlled hydraulic systems are included in the machine. The first is the system
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hydraulic fluid, the speed of this motor can be modified as well as its direction of rotation. The second hydraulic system is the system which moves the motor axially along the cage formed between the plates 22 and 23. In this case, the hydraulic fluid must be admitted from one or the other side of the pistons located in the cylinders 19. Thirdly, there is the hydraulic system which admits a fluid to the cylinder 29 to activate the blocking shoes 26 and 27. Finally, there is the hydraulic system which causes the extension of the shoes 20. The hydraulic pipes in question end in an appropriate control box.
Water or other drilling fluid should also be
be provided. This is done conveniently by proper feeding, in a manner known per se, taking place.
through the bearing 15 and along the shaft 13 to the rear of the core tube 10.
/ Thanks to the cylinders 19, the machine can be contracted to the point that the shoes 20 and 26 are in abutment, while the plate 18 is in abutment with the shoes 27.
Likewise, the machine can be extended so that the plate 18 is then in abutment with the plate 22. When moving along a borehole, the machine alternately contraction and contraction. extension. If, during extension, the shoes 26 and 27 are in extension and if, during contraction, only the shoes 20 are in extension, the machine moves forward. On the other hand, if, during extension, the shoes 20 are extended and if, during contraction, the shoes 26 and 27 are also extended, the machine moves backwards.
In operation, the machine moves forward in a hole and stops at the end of that hole. At this point, it is contracted against the end of the hole in question. While shoes 26 and 27 are extended and the machine is firmly anchored, the next core is drilled. The machine then moves backwards with the core, if it has been broken, as often happens in the mines of the "Witwatersrand Quartzites", or it moves backwards a safe distance so that the core be broken by other means. If this is the case, the machine moves forward again to pick up the carrot.
The chamfer provided on the inserts 12 facilitates this pickup operation. While the core is securely inside the core tube 10, the machine is moved back and out of the hole for the core to be deposited outside.
As the diameter of the core tube 10 can be anywhere between 30 and 120 cm, the machine cannot be set up by hand. Mechanical means of manipulation are essential. A very interesting launcher-receiver device is illustrated by Figures 4 and 5.
In Figures 4 and 5, the machine shown in Figure 1 has been designated by 40 with its core tube 10.
In Figure 4 the machine is shown inside a hole, while in Figure 5 it is shown outside the hole in a mine tunnel. The launcher-receiver apparatus is mounted on a wagon 41 moving on rails and comprises a tube 42 mounted on this wagon in such a way that it can pivot about a vertical axis, that it can pivot in a vertical plane, transversely to the sides. rails, and that it can move transversely along the wagon. The tube
42 has two / end pieces 43 and 44 with which it forms a continuous duct as shown in Figure 4 or with respect to which this tube can tilt as shown in Figure 5. The end pieces are mounted on the wagon and are connected to the one to the other at the submissive and at the base.
Their connection carries hydraulic rams 46 thanks to which the assembly can be anchored between the walls of a mine gallery to allow the clearance of a hole.
In use, the machine 40 is taken to a mine in the tube 42 by the wagon 41. When a suitable place has been reached, usually a face connecting two galleries, the wagon is stopped and the tube 43 is brought to. be located in the proposed drilling plan ensuring that the machine will take core samples containing the vein to be exploited. The first hole is drilled along this face or parallel to it. The machine drills a carrot, brings it into
the tube 42, the latter is caused to pivot and a carriage 47 re