DIMENSIONS DES RACCORDS DE GLISSIÈRES EN MILLIMÈTRES
lettre d'ordre
Diamètre du tenon à la base
Diamètre d.» tenon au bout
Hauteur
du
tenon
Hauteur
du pas de vis
Nombre de filets par pouce
Diamètre
de l'embase
Côté de la tige
OBSERVATIONS
Tout en fer.
Outils de curage.
Pour enlever du fond du trou de sonde les détritus arrachés par le trépan à la roche, on emploie des instruments appelés cuillères ou soupapes à boulet ou à clapet. Les cuillères à boulet s'emploient principalement pour l'enlèvement des sables, tandis que celles à clapet servent pour le curage des boues épaisses et des débris plus ou moins volumineux détachés des parois et tombés à fond. Une cuillère se compose d'un tuyau (fig. 6, pi. II), auquel une fourche munie d'un tenon fileté est rivée solidement. Le bas en est fermé par une frette munie d'un clapet et raccordée au tuyau par des rivets ou par un filet. Pour les grands diamètres, on emploie ordinairement une cuillère faite d'un tube rivé avec la frette à clapet aussi rivée sur lui. La figure 7, pi. II, montre le type ordinairement employé de 3 à 4 mètres de longueur. Pour les petits diamètres, on emploie des tubes en fer ou en acier étiré avec raccordements à vis.
On visse deux tubes ensemble, de manière à obtenir une longueur de 9 à 10 mètres; une fourche est rivée à la partie supérieure; à la partie inférieure se visse une frette à clapet dont il exise différents systèmes et que nous allons examiner.
Figure 8, pi. IL — Un manchon fileté A sur le pourtour, et au milieu duquel un rebord B est ménagé, se visse, d'un côté dans le manchon du tube, de l'autre dans un manchon fileté C à rebord tranchant, de telle façon qu'un vide y soit ménagé pour un clapet D qui est saisi entre le bout du manchon fileté A et le retrait E du manchon A C. Le clapet est muni d'un piton F qui l'empêche de se relever dans une position verticale et lui permet de se refermer facilement sous son poids. On est souvent obligé de dévisser le manchon C, soit pour nettoyer le clapet ou pour le réparer, soit parce que la cuillère est encombrée de détritus volumineux qu'on ne peut faire repasser par l'ouverture du clapet. Ce dévissage prend beaucoup de temps et est une cause d'usure rapide du filet. Pour obvier à ces inconvénients, un sondeur, M. Tanner, a inventé un nouveau dispositif très pratique (fig. 9, pi. II).
Il se compose, comme dans le dispositif précédent, d'un manchon A se vissant dans le tube, se raccordant à un second manchon B par des dents a a 1 qui viennent prendre en dessous des dents b b'. Après avoir introduit le manchon A dans le manchon B en mettant les dents a a' b b' en regard des encoches e e' e" e ,n , découpées entre les dents a a 1 b b 1 , il suffît de lui faire faire un quart de tour pour qu'il soit solidaire du manchon B. Afin d'empêcher les manchons de tourner l'un dans l'autre une bague munie de deux dents ff de la largeur exacte des encoches e e 1 e" e'" se place de telle façon que les dents f f viennent s'encastrer dans les encoches e e 1 e" e'". Pour maintenir la bague C à demeure, un anneau fileté D vient s'appuyer sur elle et la presse avec force. Un clapet E se trouve pris entre le bout du manchon A et l'embase F, ménagée à cet effet dans le manchon B.
Le jeu d'une cuillère se comprend sans peine : quand elle descend dans le trou de sonde, le clapet, sous la poussée du liquide, se soulève et la boue pénètre à l'intérieur du tube; en la relevant, le clapet, sous son propre poids, retombe sur son siège . et retient toute la boue que peut contenir le tube. Pour vider la cuillère, on la laisse poser sur un piston qui prend en dessous du clapet, celui-ci s'ouvre et la boue s'échappe. Si des détritus volumineux encombrent la cuillère et empêchent le clapet de se soulever ou même refusent de passer par l'ouverture du clapet, il suffit de détacher les deux manchons de la frette à clapet l'un de l'autre; les détritus, trouvant une plus grande issue, s'échappent facilement de la cuillère.
Suivant la nature des terrains, il est souvent indispensable d'employer telle et telle forme de clapet qui convient le mieux pour enlever les détritus du fond. Ainsi pour 1rs vases, les boues grasses, le clapet à charnière (fig. 10, pi. II), est le meilleur, tandis que, pour les sables, les terrains graveleux, on emploiera de préférence le clapet à boulet (ûg. 11, pL II), qui se compose d'une plaque avec une ouverture centrale que le boulet (creux ou plein suivant les dimensions) bouche hermétiquement; pour régler le relèvement du boulet, un dôme en quatre branches est rivé sur la plaque et enveloppe le boulet. Dans les terrains très gras ou graveleux, on est souvent obligé de charger le clapet. Pour cela, il suffit de munir le clapet ou le boulet d'une tige, ainsi que le montre la figure 12, pi. II. Afin de maintenir la tige bien perpendiculaire à la plaque de soutien, on y rive au bout une croix un peu moins grande que le diamètre de la cuillère.
Pour les grandes profondeurs, on est quelquefois amené, pour abréger les.
manœuvres à employer une cuillère double, afin d'enlever plus de liquide du trou de sonde. On réunit deux cuillères par un raccord à clapet (fig. 13, pi. II) qui se visse, d'un côté, dans la cuillère supérieure, de l'autre, dans la cuillère inférieure; cette dernière possède également à la base une frotte à clapet. On descend donc les deux cuillères montées, comme l'indique la figure. Pour les vider, on les saisit par le milieu, un peu plus bas que le raccord, avec un collier à vis (fig. 14, pi. II); on sépare les deux cuillères par un dévissage en A et on les vide l'une après l'autre à la manière usuelle; pour relever la soupape inférieure, on se sert d'un raccord (fig. 15, pi. II) que Ton visse sur le tenon B du raccord A.
Outils accessoires.
* Banc de manœuvre. — Pour faciliter les manœuvres de vissage et de dévissage des tiges, on fait reposer la sonde sur un banc de manœuvre qui permet d'avoir les emmanchements à une hauteur convenable. Il se compose (fig. 16, pi. II) d'une forte pièce de bois de chêne reposant, d'un côté, sur un escabeau A, de l'autre, sur un patin B. Une ouverture C, d'une certaine largeur, permet l'introduction de la sonde dans le banc; cette ouverture est fermée par un clapet D. Une forte tôle recouvre la pièce de bois pour en éviter une usure trop rapide. L'un des bouts du banc, celui sur lequel sont rangées les tiges, au fur et à mesure de leur retrait du trou de sonde, est garni d'un garde-fou pour empêcher le glissement et la chute des tiges. Ce banc tourne sur l'escabeau, de façon à pouvoir découvrir entièrement le trou de sonde suivant les besoins.
Fourche de retenue. — Pour retenir la sonde sur le banc de manœuvra, on emploie une fourche (fig. 14, pi. I) qui prend en dessous de l'épaulement des tiges. Cette fourche doit provenir d'un seul morceau de fei* de bonne qualité; pour en augmenter la durée d'emploi, on soude une plaque d'acier sur le plat supérieur. Afin d'empêcher que, pendant les manœuvres de vissage ou de dévissage des tiges, celles-ci ne viennent à glisser de la fourche, on ménage, un peu en arrière de la partie carrée dans laquelle vient se loger la tige, un bourrelet sur chacune des deux branches, de manière que, une fois la tige logée dans la fourche et y reposant par son épaulement, elle ne puisse plus en sortir.
On emploie également la fourche que montre la figure 15, pi. I, mais elle est moins maniable que l'autre; elle sert surtout pour la manœuvre des tiges de sauvetage, car elle est plus solide.
Fourche de retenue à calle. — On est quelquefois obligé de maintenir la sonde composée de tiges en fer à n'importe quelle hauteur du fond. Dans ce but, on saisit la tige en plein corps à l'aide de la calle que l'on chasse dans la fourche.
Quand la sonde est composée de liges en bois, on se sert du presse-tige à vis (fig. 15, pi. XXXIII), avec lequel on saisit la tige en dessous des ferrures. •
Anneau-tournant. — Pour relever la sonde, on emploie un anneau-tournant (fig. 18, pi. II), muni d'une douille qui se visse sur le tenon des tiges. Pour faciliter les manœuvres, une chaîne d'une force et d'une longueur convenables y est soudée et raccordée au câble par des moraillons (ûg. 18, 19, pi. I).
Contre-poids. — Pour activer le déroulement du câble sur le tambour de manœuvre, on intercale entre le câble et l'anneau-tournant de relevée un contre-poids (ûg. 19, pi. II)
pesant de 80 à 100 kilogs. Les bouts de ce contre-poids sont munis de moraillons qui en permettent la réunion : d'un côté, à l'anneau-tournant, de l'autre, au câble de manœuvre.
Anneau-tournant à galets. — Afin de réduire la résistance à la rotation de la sonde et faciliter la viration du câble de manœuvre, on intercale, entre le contre-poids et le câble, un anneau tournant sur un train d«î petits galets (fig. 20, pi. II). Ce petit outil très simple, et que peu de sondeurs emploient encore, cependant, rend de grands services; car il évite que, sous la rotation à droite de la sonde, r anneau- tournant vissé sur les tiges ne se dévisse de lui-même, et que l'ouvrier décrocheur n'ait trop à souffrir du détournement brusque de la corde quand, la sonde étant posée sur la fourche de manœuvre, il décroche l'anneau-tournant • de relevée. Les manœuvres se font plus rapidement, avec moins de fatigue pour les ouvriers; on évite les accidents provenant du dévissage brusque de l'anneau de relevée si, pendant les manœuvres de descente de la sonde, celle-ci vient à poser, soit sur une colonne perdue, soit sur un arrêt quelconque dans le trou, et, de plus, la viration de la corde se fait plus librement, d'où plus longue durée d'emploi de celle-ci. Les avantages de cet outil sont donc sérieux.
Clefs de serrage. — Pour visser les outils percuteurs, on emploie des clefs (ûg 5, pi. VIII); le bout en est façonné en fourche, dans laquelle viennent s'encastrer les maillons de la chaîne d'un levier, avec lequel on obtient une grande force de serrage. La figure 5, pi. VIII, montre la manière de se servir du levier do serrage. Pour le vissage des tiges, on se sert des tourne-à-gauche (ûg. 16 et 17, pi. I).
Crochet de relevée. — Quand, la sonde étant descendue à fond du trou de sonde, on veut l'attacher à la chaîne du balancier, on la relève à la hauteur voulue en la prenant en dessous de l'épaulement de la tige à l'aide d'un crochet de relevée (fig. 21, pi. II).
Tête de sonde. — Pour relier la sonde à la chaîne du balancier, on emploie une tête de sonde (f\g. 22, pi. II). Quand le poids de la sonde est très grand, par suite de la grande profondeur du trou, on emploie une tête de sonde à galets.
Câbles. — Les câbles de manœuvre et de curage sont exclusivement en fils d'acier de 1 m / m de diamètre; leur diamètre est respectivement de 25 et 18 m / m , et la longueur du câble de manœuvre, de 30 à 35 mètres; ils sont ordinairement zingués pour empêcher leur corrosion.
Dispositifs de forage pour les systèmes à la corde et à la glissière.
Treuil canadien. — Le treuil que montre la figure 1, pi. III, fut conçu et employé au Canada pour la recherche du pétrole. Du Canada, il fut importé en Europe où son emploi, en ces dernières années, a pris une extension considérable. Il se recommande par sa grande simplicité, par la facilité avec laquelle chaque pièce en peut être réparée ou remplacée, et par la grande rapidité de manœuvres qu'il donne. Dans son pays d'origine, ce treuil, avec lequel d'ailleurs on ne forait que des sondages de peu de profondeur, était presque entièrement construit en bois et très sommairement installé. Dans les pays pétrolifères d'Europe, où l'on est obligé de rechercher le pétrole jusqu'à des profondeurs de 900 et 1000 mètres, le treuil canadien est très solidement construit; toutes les pièces ayant une grande fatigue à supporter sont en fer ou en acier, toute la boiserie ou, au moins, la superstructure est ordinairement en
chêne et soigneusement ajustée. Tel qu'il est établi actuellement, notre treuil n'a plus qu'une faible ressemblance avec le véritable treuil canadien.
Le treuil canadien, tel que nous l'employons, se compose d'un soubassement ABC (voir fig. 1 , pi. III), sur lequel viennent se placer le chevalet du balancier D E F G et les pièces transversales H I. Sur les traverses H I se placent les pièces de soutien J K des roues de commande; ces pièces / K et le chevalet du balancier supportent le chevalet L M N O du tambour de manœuvre. Une traverse P et des poussants Q R rendent les deux côtés du chevalet du tambour de manœuvre solidaires l'un de l'autre. Un balancier S prend appui par un axe saisi dans des paliers sur le chevalet et est relié à une manivelle d callée sur le bout de l'arbre e des roues de commande f g par une bielle h. Un rochet i, fixé à demeure sur le balancier par des étriers ; k et des tirants l m, saisit une chaîne n qui passe ensuite sur le pourtour d'une tête de balancier o pour soutenir la sonde. Un tambour p sert à l'enroulement du câble de manœuvre qui passe sur' la poulie de renvoi q, fixée sur un montant r, solidaire du soubassement du treuil, et que des poussants s t maintiennent à demeure fixe pour aller ensuite à la poulie de renvoi du haut de la tour. Un rouleau de friction u actionné par la tringle v et le levier to tend à volonté la courroie x. Une bande d'acier fait frein sur une jante y rivée sur le tambour de manœuvre par l'intermédiaire d'une tringle et d'un levier z. Des poussants maintiennent le chevalet du balancier dans une position fixe.
Un étrier de sûreté fixé sur une pièce transversale du treuil enveloppe le balancier et le retient en cas de rupture de la bielle ou du bouton de la manivelle.
On comprend facilement la manœuvre du treuil : quand on veut perforer, le balancier S est attaché par la bielle h à la manivelle d, la sonde est suspendue à la chaîne du balancier et le mouvement de battage est donné par la roue de commande g, qui reçoit son mouvement circulaire par courroie d'un moteur quelconque; quand on veut remonter la sonde, on emploie le tambour de manœuvre p qui reçoit son mouvement de la poulie f par la courroie œ.
Nous examinerons les différentes pièces qui méritent une description spéciale.
Tête de balancier. — Cette pièce (fig. 2, pi. III) est en fonte et se compose d'un cylindre, pur le pourtour duquel court une rainure hélicoïdale et qui est emmanché sur une pièce de bois de chêne fixée sur le balancier à l'aide d'étriers. Le frottement de la chaîne sur la tête du balancier absorbe la plus grande partie de la force de traction de la sonde par son poids, et permet un maniement plus facile de la roue à rochet qui commande l'arbre sur lequel la chaîne s'enroule.
Appareil de lâchage. — Cet appareil (fig. 3, pi. III) se compose d'une roue dentée en acier coulé A calée sur le bout d'un arbre B pris dans un cadre en fer C. Un levier D oscille sur un boulon qui le retient au cadre C et porte une dent E qui saisit la roue A par les dents qui la garnissent. Un boulon transversal F donne la rigidité voulue au cadre C, tandis que les deux tirants G H compensent la traction de la chaîne. Le bout de l'arbre B ressort suffisamment de la roue dentée pour qu'une manivelle, que l'on peut enlever à volonté, puisse saisir sur le carré qui y est façonné et permette d'enrouler la chaîne à nouveau rapidement sur l'arbre.
Le jeu de cet appareil est simple à saisir : sous la traction de la chaîne, la roue est entraînée dans un mouvement circulaire. Si on soulève le levier, la roue tournera aussi longtemps que, en retombant, il ne la ressaisit pas par une dent quelconque (pour hâter sa chute, on y applique un ressort / qui le force à se rabattre aussitôt que l'on
cesse d'appuyer sur lui). En réglant donc la durée de soulèvement du levier, on peut laisser la roue tourner d'une quantité plus ou moins grande et la chaîne se dérouler d'une longueur voulue.
Pour diminuer l'effort de soulèvement du levier Z>, on fait un renvoi de mouvement par l'intermédiaire d'un balancier L et de tringles M N.
Manivelle. — La manivelle (fig. 4, pi. III) doit être en fer forgé ou en acier coulé et non en fonte, car elle a une très grande fatigue à supporter. Elle possède trois trous qui correspondent à trois courses différentes : une de m 40, une de m 50 et la dernière de m 60. Un bouton (fig. 5, pi. III) est cerné dans le trou correspondant à la course désirée par un écrou a que l'on serre solidement. Un second écrou b se dévisse à volonté et sert à maintenir la bielle sur le bouton.
Bielle. — La bielle (fig. 6, pi. III) se compose d'une tige ronde ou carrée terminée à l'un de ses bouts en étrier, dont les branches sont réunies par un boulon bien tourné, qui saisit le balancier sur toute sa largeur par l'intermédiaire d'un palier; l'autre bout est également façonné en étrier dans lequel vient se loger un palier en bronze, possédant une ouverture du diamètre du bouton de la manivelle et dont le serrage est réglé par deux calles.
Tambour de manœuvre (fig. 7, pi. III). — Provient d'un tube A sur les bouts duquel sont rivés deux plateaux B C traversés par l'arbre D qui y est callé. Sur le tube son t rivés deux anneaux de fer en / sur lesquels deux plateaux en tôle sont rapportés; ces plateaux supportent également, par deux cercles de fer en T, la jante du tambour. Sur le côté de celui-ci est rivée la jante du frein G.
Rouleau de friction (fig. 8, pi. III). — Le rouleau de friction A est soutenu par les bouts de son axe dans les paliers B G d'un cadre en fer méplat suspendu sur une tringle E. On le dispose le plus près possible de la roue de commande pour augmenter l'adhésion de la courroie. Pour régler la longueur des tringles de suspension du rouleau, on les fait passer dans des crapaudines F G portées par la tringle de soutien E et dans lesquelles elles sont cernées par des vis d'arrêt f f.
Roues de commande (Cig. 9, pi. III). — Se construisent en madriers de 2" d'épaisseur rapportés sur un croisillon en chêne, et cloués l'un sur l'autre en se contrariant. Des boulons transversaux renfortifient l'assemblage. Au centre du croisillon sont rapportés des colliers en fonte (fig. 10, pi. III), en deux pièces, réunis l'un à l'autre et serrés sur le croisillon par des boulons. La roue de commande du treuil a 1700, celle de la courroie de manœuvre 1400 millimètres de diamètre.
Contre-poids du balancier. — Pour contrebalancer le poids de la tête et de la chaîne du balancier, on place sur ce dernier, près du point d'attache de la bielle, un nombre plus ou moins grand de blocs en fonte que montre la figure II, pi. III.
Arbre de couche. — Possède une longueur de 2 m 50 et un diamètre de 110 millimètres. Deux rainures longitudinales diamétralement opposées y sont pratiquées pour permettre le callage des roues de commande.
Attache du poteau de la poulie de renvoi. (Fig. 12, pi. III). — Afin de rendre le poteau bien solidaire du treuil, on passe une bride A en dessous d'une des pièces de soubassement, et on la réunit par deux boulons aux oreilles B C fixées solidement sur le poteau également par des boulons.
Paliers (fig. 13, pi. III). — Se font en bois de chêne ; on garnit l'ouverture pour l'arbre qui doit y venir d'une composition de zinc, d'étain et d'antimoine.
Dispositifs de curage au treuil canadien.
Pour curer le trou de sonde, on munit le treuil canadien d'un dispositif dont il existe quelques sortes. Nous ne décrirons que les plus pratiques, ceux généralement employés.
Dispositif Mac Oarvey (fig. 14, pi. III). — Comme on le voit, le tambour de curage se trouve exactement au-dessus du tambour de manœuvre et prend appui sur des chevalets secondaires. La transmission de mouvement se fait par courroie.
La transmission de mouvement des leviers de manœuvre au rouleau de friction et au frein se fait par l'intermédiaire de poulies de renvoi et de chaînes (fig. 16, pi. III).
Ce dispositif a l'inconvénient grave d'avoir le tambour de curage trop en dehors de l'axe du treuil : la cordelette, tendant toujours à se rapprocher de cet axe, s'enroule plus volontiers sur le bout du tambour le plus rapproché de Taxe, tout en mont ; il se produit des glissements, des déroulements brusques, un frottement exagéré de la cordelette sur elle-même, d'où détérioration rapide de celle ci. De plus, la poulie de renvoi sur la tête de la chèvre (fig. 15, pi. III) se trouve à côté de la poulie du câble de manœuvre, donc en dehors de l'axe du trou de sonde ; il y a frottement de la cordelette sur une paroi du trou, ce qui aide encore à son usure rapide.
Dispositif Petit (fig. 1, pi. IV). — Pour éviter les inconvénients que justement présente le dispositif Mac Garvey, nous agençons notre dispositif de curage d'une autre manière. Ici, le tambour de curage se trouve derrière le tambour de manœuvre et est assez long pour que son noyau dépasse l'axe du treuil. Par cette disposition, la cordelette n'est nullement entravée dans son enroulement, et celui-ci se produit bien régulièrement. La transmission de mouvement se fait aussi par courroie. La transmission de mouvement des leviers de commande du rouleau de friction et du frein se fait par des leviers callés sur des arbres oscillant dans des paliers fixés sur la pièce supérieure du chevalet du balancier. La poulie de renvoi du haut de la chèvre est suspendue sur le bloc de la poulie du câble de manœuvre par un étrier à crochets, qui prend sur la pièce de bois par l'ouverture faite pour la poulie de manœuvre, et cela de chaque côté de celle-ci de façon que la cordelette de curage tombe juste sur le même axe que le câble de manœuvre (fig. 12, pi. IV). Ce dispositif nous donne les meilleurs résultats ; nous avons travaillé avec une cordelette pendant cinq ans et foré 12 sondages de 600 à 700 mètres de profondeur avec elle. Nous ne croyons pas que, par l'emploi d'autres dispositifs, on puisse citer d'aussi bons résultats.
Notre dispositif de curage permet d'employer facilement le système à la corde, car le tambour, présentant une grande longueur, permet un enroulement considérable de corde, même de fort diamètre. Pour le système à la corde, le treuil canadien ne subit aucune transformation : en lieu et place de la cordelette de curage, employée pour le système à sonde articulée, s'enroule le cable de forage. Au bout du câble s'attache l'outil percuteur; on rattache la cordelette à la chaîne de battage du balancier par un siège à mâchoires (fig. 1, pi. I), qui la prend en plein corps à n'importe quelle hauteur. Au fur et à mesure de l'enfoncement, on laisse glisser la chaîne de la quantité voulue.
Quelques sondeurs emploient encore un autre moyen : ils prennent un câble d'une longueur égale à la profondeur du trou de sonde, et, au fur et à mesure de l'enfoncement, ils ajoutent des allonges en fer. Quand ces allonges atteignent trop une
grande longueur, 30 ou 40 mètres, ils les remplacent par un bout de corde qu'ils éplissent sur le câble de forage. Pour la remonte, ils enlèvent premièrement les tiges, puis rattachent le câble au bout d'un second câble, dont l'autre bout est enroulé sur le tambour, et ensuite remontent l'outil percuteur sans interruption. Ce procédé présente l'inconvénient d'occasionner une perte de temps mise au dévissage des tiges et à l'accrochage des deux câbles. Cependant, malgré cette légère perte de temps, les manœuvres de remonte et de descente de l'outil percuteur se font très rapidement : en quelques minutes, pour une profondeur de cinq à six cents mètres.
Pour relier la corde, soit â l'outil percuteur, soit à la soupape de curage, nous nous servons d'un anneau-tournant (fig. 2, pi. IV). Le bout de la corde, après avoir été épiissé sur lui-même, est glissé entre les deux branches de l'étrier que l'on réunit par trois ou quatre rivets, qui traversent la corde de part en part. Cet anneau tournant nous a toujours donné les meilleurs résultats; il offre l'avantage de prendre peu de diamètre : nous en avons employé qui avaient m 030 de diamètre et offraient toute la résistance désirable. Si, pour une cause quelconque, la soupape de curage ou l'outil percuteur se trouvent calés dans le trou, après avoir coupé le câble au ras de l'anneau-tournant, on peut saisir celui ci en dessous de son raccord avec un instrument convenable, et opérer toute la traction désirable pour libérer l'outil engagé. On emploie encore d'autres anneaux-tournant (fig. 3 et 4, pi. IV), mais ceux-ci présentent un trop fort diamètre, sont plus compliqués et ne donnent pas de meilleurs résultats.
Afin de pouvoir détacher la corde de la maitresse-tige dans le trou de sonde, en cas où le trépan se calle et où Ton ne peut le dégager â l'aide de la corde, nous avons inventé un anneau-tournant décrochable (fig. 5, pi. IV) qui donne les meilleurs résultats. Il se compose d'une douille a fendue longitudinalement sur une hauteur convenable, et qui est serrée sur le tenon, b muni d'un filet carré discontinu par un fourreau c. Ce fourreau c possède deux rétrécissements d e qui glissent â frottement dur sur la douille a. La corde / est rivée dans la douille a. L'anneau décrochable s'emploie monté comme le montre la figure. Pour le détacher de la sonde, il suffit de laisser tomber en chute libre, dans le trou de sonde, un poids g venant de deux pièces reliées par des boulons à têtes cachées et qui embrasse librement la corde de battage. Par sa chute sur le fourreau c de l'anneau, celui-ci s'abaisse, tandis que la douille, sous son effet de ressort, s'ouvre et lâche le tenon b. On peut ensuite retirer la corde avec la partie supérieure de l'anneau et le poids décrocheur. N'étant plus gêné par la présence de la corde dans le trou de sonde, on peut alors facilement travailler à la retraite de la sonde.
Treuil Petit. — Le treuil canadien présente l'inconvénient d'avoir son tambour de manœuvre sur le côté du treuil et d'exiger la présence d'une poulie de renvoi du câble de manœuvre, ce qui est une cause d'usure rapide de celui-ci.
Pour permettre au câble de manœuvre d'aller directement du tambour au sommet de la chèvre, nous construisons notre treuil, comme le montre la fig. 6, pi. IV. Il se compose d'un soubassement ABC, sur lequel viennent se placer le chevalet D E F G du balancier H et les pièces transversales K L ; sur ces dernières se placent les pièces de soutien// des paliers de l'arbre de couche a. Un chevalet M NOPQ repose, d'un côté, sur la traverse K, de l'autre, sur les montants D F du chevalet du balancier, et supporte le tambour de manœuvre R. Un troisième chevalet S T U, dressé sur les pièces K (?, soutient le tambour X de curage (fig. 14, pi. IV), dont l'arbre est pris
par les deux bouts et, entre le moyeu et le tambour, par les paliers b c d. Des tirants e fg h donnent la rigidité voulue à l'ensemble. Deux câbles de manœuvre partent de chaque bout du tambour R, vont passer sur deux poulies (fig. 11, pi. IV), au sommet de la chèvre, et viennent se relier au contre-poids t (fig. 10, pi. IV), par l'intermédiaire d'un levier oscillant ;. Cette disposition de deux câbles, l'un à gauche, l'autre à droite, a pour but d'empêcher toute viration de la sonde pendant la remonte ou la descente; elle est, de plus, un surcroît de sécurité, car, si un câble vient à casser pendant les manoeuvres, le second continue à soutenir tout le poids de la sonde et empêche celle-ci de tomber. Quand la profondeur du sondage devient grande, et que le poids de la sonde est trop fort pour que les manœuvres puissent se faire par traction directe, on emploie un seul câble, d'une longueur suffisante, pour que, api es avoir passé sur une poulie mobile, ses deux bouts aillent rejoindre les deux bouts du tambour; si l'on veut augmenter la force, on détache un bout du câble du tambour et on le relie à une attache k; on a de la sorte un mouvement de palan simple. Toute la transmission de mouvement se fait par courroies. Les rouleaux de friction sont disposés autrement que sur le treuil canadien.
Sur la pièce L du treuil sont attachées, à l'aide de boulons, de chaque côté des poulies de commande des tambours, des chaises en fonte k l (fig. 7, pi. IV), qui portent des tringles en fer méplat, soutenant les rouleaux de friction par des paliers munis de blocs de bois dur. Des tringles de traction viennent saisir, par l'intermédiaire de charnières, des prolongements venant des paliers; ces charnières se vissent dans des douilles, venant de chaque branche de la tringle de traction et peuvent s'allonger ou se raccourcir à volonté : ceci dans le but de régler facilement le parallélisme du rouleau de friction avec l'arbre de couche. Les leviers de commande des rouleaux de friction et des freins sont soutenus par une console en forte tôle, serrée par des vis sur le chevalet du balancier. Les bandes de frein sont construites en deux pièces, réunies par une vis de compensation (fig. 8, pi. IV) et soutenues, d'un côté, par des consoles, de l'autre, par des leviers de commande ; elles sont, de plus, garnies de sabots en fonte tendre que l'on peut changer quand ils sont trop usés.
Les poulies de commande sont construites en tôle de 5 millimètres d'épaisseur (fig. 9, pi. IV). Sur un moyeu en fonte sont rapportés et rivés deux plateaux supportant, à l'aide de cercles en fer en T, la jante de la poulie; de chaque côté du moyeu viennent s'appliquer des colliers en fonte en deux pièces, de même forme que ceux des roues en bois du treuil canadien, et qui sont rendus solidaires de la poulie par des boulons qui traversent le tout.
Nous avons perfectionné l'appareil de lâchage de la chaîne de forage et le construisons comme le montre la fig. 1, pi. V. Le levier A est prolongé au delà de son point d'attache au cadre B 9 pour supporter un doigt arrôteur Z>, d'une largeur convenable; ce doigt glisse sur une poulie E, supportée par un bras venant du cadre même et est disposé de façon que, en soulevant le levier A pour libérer la roue dentée b\ le doigt arrèteur D s'abaisse et bute contre une des dents; si on lâche le levier A, la roue, entraînée par la chaîne, tourne en repoussant le doigt arrèteur qui, sous l'action de la poulie E, se soulève et lâche la dent qu'il avait saisie, tandis que le levier A ressaisit la roue par la dent qui suit immédiatement celle qu'il avait lâchée. On comprend que, par le double mouvement simultané de saisie et de lâchage de la roue, celle-ci ne peut tourner que d'une quantité égale à l'intervalle qui sépare
les dents Tune de l'autre. L'allongement de la chaine devient donc automatique et ne dépend plus de la plus ou moins grande habileté de l'ouvrier sondeur. Un ressort à boudin relie le levier A au doigt arrèteur D et rend leurs mouvements encore plus étroitement solidaires l'un de l'autre.
Pour obtenir un meilleur réglage de la longueur de la chaîne de battage, nous avons inventé un autre dispositif qui donne encore dô meilleurs résultats.
Il se compose d'un cadre en fer coulé A (fig. 2, pi. V) traversé par l'arbre d'enroulement de la chaîne? B. Sur le bout de cet arbre B est calée une roue d'engrenage C engrenant avec une vis sans fin D. La vis D passe dans un palier E, qui peut recevoir un mouvement de relevée et de baisse dans son guidonnage par la vis à volant F, et dans une bague G (fig. 3, pi. V) portant deux tourillons H 1 qui peuvent osciller dans les paliers J K du cadre A . Sur le bout de la vis D est calée une poulie à gorge qui reçoit son mouvement par l'intermédiaire d'une corde ou encore d'une chaine.
Le maniement de ce dispositif est simple : quand on veut enrouler la chaîne sur l'arbre B, il suffit do désengrener la vis sans fin D, en soulevant le palier E à l'aide de la vis F, et de faire tourner à la main l'arbre B à l'aide d'une manivelle L que l'on place sur un carré ménagé dans le bout de l'arbre /?. En abaissant le palier E on engrène de nouveau la vis sans fin avec la roue d'engrenage C et l'on peut faire tourner celle-ci dans un sens ou dans l'autre suivant les besoins.
La tête de balancier est construite comme le montre la figure 4, pi. V. C'est un cylindre de fonte A L, sur le pourtour duquel court une rainure élycoïdale et qui s'applique sur le balancier à l'aide des patins B C. Un guidonnage D maintient la chaine constamment dans un même plan ; nous évitons de la sorte un ballottement exagéré de la sonde pendant le battage.
La bielle (fig. 13, pi. IV) est d'une très grande solidité ; le palier reçoit un mouvement de serrage par une vis vissée à même la bielle ; un écrou sert à maintenir la vis dans une position fixe.
Ce treuil, simple et solide à la fois, nous donne les meilleurs résultats. Tel que nous le construisons maintenant il est le meilleur que l'on puisse appliquer au travail à la glissière.
Treuil Wolski. — Pour éviter l'emploi de courroies pour la transmission du mouvement des poulies de commande aux tambours d'enroulement des câbles, courroies toujours coûteuses et se détériorant facilement, M. Wolski leur substitue des embrayages à friction qui donnent une grande adhérence, tout en demandant peu d'effort de la part de l'ouvrier qui commande le treuil. Il agence son treuil, suivant la figure 5 pi. V. Comme on le voit, la boiserie fondamentale du treuil, le balancier, ainsi que son chevalet, restent les mêmes qu'au treuil canadien. Les tambours d'enroulement des câbles, au lieu de se trouver en l'air, au-dessus des poulies de commande, sont placés sur l'arbre de couche qui transmet le mouvement du moteur à la manivelle de battage. Le tambour T 1 (fig. 7, pi. V) relié étroitement avec les jantes de frein S 1 S 2 , tourne follement sur l'arbre de couche qui' reçoit son mouvement circulaire de la poulie R.
Sur la jante S 1 se trouve placée une bande de frein, dont les bouts sont attachés à la poulie R et qui suit le mouvement de celle-ci. La jante S 1 et le tambour T* seront donc entraînés par la poulie R, si la bande de frein est plus oi. moins serrée sur la jante S 1 . Ce serrage s'obtient à l'aide du levier h l y callé sur un petit arbre, traversant à frottement doux la poulie R et portant, à son autre bout, un second levier h z , commandé par une chaine rf, qui s'enroule sur un tambour T* y relié étroi-
tement à la jante de frein S 2 et tournant follement sur l'arbre de couche. Si Ton serre la bande de frein sur la jante S 2 , la roue R étant en mouvement, la chaine d s'enroule sur le tambour 7*, attire le levier h 2 qui amène un serrage de la seconde bande de frein sur la jante S 1 , par l'intermédiaire du levier h 1 . Le tambour T l est entraîné dans le mouvement circulaire de la poulie R. Une seconde jante de frein S 3 fait corps avec le tambour 7* 1 , et sert à modérer le mouvement de dévidage du tambour pendant la descente de la sonde. Les freins sont commandés par des leviers et des tringles de traction. Le câble de manœuvre part du tambour d'enroulement, passe sur une poulie de rappel, montée sur un poteau, ensuite sur la poulie du haut de la chèvre pour aller rejoindre le contre-poids. Le tambour de curage T 3 (fig. 6, pi. V), est actionné par un embrayage semblable à celui du tambour de manœuvre; la cordelette part du tambour, passe sur une poulie de renvoi, fixée sur le semelage de la chèvre, et va rejoindre une poulie, suspendue sous la pièce de soutien de la poulie du câble de manœuvre sur le sommet de la chèvre.
Un frein est également attaché au tambour pour en modérer l'allure pendant la descente de la cuillère.
Le seul avantage du treuil Wolski est de supprimer les courroies. En revanche, il présente des inconvénients sérieux : les câbles doivent passer sur des poulies de renvoi, comme au treuil canadien; les manœuvres n'ont pas cette douceur à l'enlèvement et au reposage de la sonde sur la fourche de retenue que donne une courroie, et se font toutes par chocs brusques, ce qui, en cas d'accident surtout, est des plus mauvais; de plus, le battage à la glissière, pour dégager un outil engagé, n'a pas l'efficacité que l'on obtient avec les courroies. Nous croyons que l'avantage de supprimer les courroies, si coûteuses qu'elles soient, ne peut pas compenser la facilité de maniement de celles-ci.
Cependant, beaucoup de sondeurs emploient le treuil Wolski pour son seul avantage.
Chèvres. — La chèvre, devant supporter souvent des fatigues considérables, soit par la traction des palans, soit par les chocs lors du battage à la glissière, doit être construite soigneusement et d'une manière très solide. On doit lui prévoir un coefficient de sécurité très élevé, car, bien souvent, on est entraîné à opérer des tractions avec les palans qu'on n'avait pas prévues. Une tour, mal ou faiblement construite, peut, pendant les efforts de traction, céder d'un côté ou de l'autre et occasionner des accidents profondément regrettables.
On construit parfois la chèvre en pièces de bois carrées pour les montants et que l'on réunit ensuite à l'aide de croix de St- André (fig. 1, pi. VI), ou bien en madriers de 2 ou 3 pouces d'épaisseur, que l'on cloue l'un sur l'autre, comme pour le système à la corde (ûg. 2, pi. VI).
Manière de construire une chèvre (Système canadien)
Après avoir placé bien de niveau le fondement de la chèvre composé de quatre pièces de bois de 6 mètres de longueur et de m 26 ou m 30 de côté, on place sur celles-ci les deux semelles sur lesquelles seront fixés les quatre montants de la chèvre. On trace sur ces semelles l'écartement intérieur exact des montants qui est de 5 mètres et un trait juste au milieu des points où doivent être cloués ces montants.
Cela fait, on coupo à longueur les madriers qui composeront les montants; la hauteur de la tour étant ordinairement de 17 m 50, la longueur des madriers devra être de 5 mètres. Un côté des montants doit venir de madriers de m 20 de largeur, l'autre côté de madriers de 0*25 sur O 11 ^ d'épaisseur. On place donc 12 madriers de m 25 et 12 autres de m 20 sur un tréteau et on les coupe à longueur. Des 12 madriers de m 20 on en prend quatre que Ton scie en deux parties égales, de manière à obtenir huit pièces de 2 m 50 de longueur. On réunit ensuite en équerre, avec des clous de longueur suffisante (OMO) un madrier de 5 mètres de longueur et de m 25 de largeur avec un autre madrier de 2 m 50 de longueur et BI 20 de largeur. On forme de cette façon les bases des quatre montants. A l'aide du gabarit (fig, 3, pi. VI) on trace l'inclinaison voulue au bout du montant qui vient s'appuyer sur la semelle, et on abat à la scie ce qui ressort du trait tracé. On dresse alors chaque montant sur sa semelle à l'endroit préalablement tracé sur celle-ci, et on l'y ûxe par de forts clous. On prend deux madriers de 5 mètres de longueur, dont les bouts sont sciés suivant l'inclinaison donnée par le gabarit, et on les cloue à l'intérieur des montants d'une semelle à l'autre, de manière à former un tout solidaire. On trace d'un trait de scie le milieu de ces traverses, de manière qu'une corde passant par ces encoches, et tirée d'une traverse à l'autre, donne au point de rencontre d'une seconde corde, passant par le milieu de chaque semelle, le centre exact de la chèvre. Avec une corde, on mesure les diagonales du carré formé par les montants de la chèvre et on repousse les semelles, soit dans un sens, soit dans l'autre, si le besoin s'en fait sentir, pour obtenir un carré parfait.
Alors vient le coupage à longueur des autres traverses et dos poussants, que l'on pose à terre par rang d'ordre, les traverses et les poussants de même longueur ensemble. Des quatre traverses de chaque étage, deux doivent être de (^ÎO, soit deux épaisseurs de madriers plus courtes que les deux autres. Les traverses doivent être de O^lôO sur 0*05 et les poussants de m 125 sur (M)5. Quand toutes les pièces sont prêtes, on monte la chèvre en clouant les madriers l'un sur l'autre par rang d'ordre ; on a soin, après avoir cloué un nouvel étage de traverses et avant de clouer les poussants, de vérifier au fil à plomb si les montants ne dévient pas. Dans ce but, une encoche doit être préalablement taillée au milieu de chaque traverse, de manière qu'en y passant le fil à plomb, celui-ci ne se déplace pas. Pour que la tour soit bien perpendiculaire il faut que le fil à plomb tombe toujours sur une des cordes tendues au travers du fondement.
Quand la chèvre est arrivée à la hauteur voulue, on la coiffe d'une couronne très solide. Après avoir cloué huit traverses, tant intérieures qu'extérieures, et qui peuvent, pour plus de solidité, être de toute largeur sur les montants au ras des extrémités de ceux-ci, et bien de niveau, on remplit l'intervalle qui les sépare par une troisième rangée de madriers et on cloue ces trois épaisseurs de craverses ensemble, sur toute leur longueur (fig. 4, pi. VI). Cela fait, on cloue à plat sur la tête de la chèvre trois ou quatre étages de madriers, de telle manière que chaque étage dépasse de O"^ extérieurement celui sur lequel il est cloué (fig. 5, pi. VI). Afin de renforcer la couronne, on place deux solides pièces de bois carrées en dessous de la pièce qui porte les poulies. Pour finir, on dispose à l'intérieur de la tour, et à une hauteur correspondante à la longueur des tiges de forage, les planchers sur lesquels l'ouvrier décrocheur se placera. On laisse ressortir un peu les traverses de soutien du plancher supérieur à l'extérieur de la tour, de manière à pouvoir y établir un balcon de sauvetage.
Quand on veut construire la chèvre plus solide, on emploie des madriers de plus fortes dimensions pour les montants. Pour les traverses et les poussants, les dimensions données plus haut conviennent parfaitement pour une chèvre capable de résister à une charge de 25 à 30,000 kilogs, pourvu que les montants soient assez solides. Pour renforcer la chèvre, on peut encore y ajouter des montants venant de pièces carrées de m 15 à m 20 de côté à l'intérieur, et que Ton réunit aux montants en madriers à l'aide de boulons.
Pour garantir le personnel et tout le matériel des intempéries, ou recouvre la chèvre avec des planches de 1" d'épaisseur.
Quant aux baraques de recouvrement du treuil, de la machine et de la chaudière, on en construit la charpente avec des madriers de O^ôO sur m 05, et on la recouvre ensuite de planches d'un pouce d'épaisseur.
On construit également des tours tout en fer dont les montants viennent de fer en équerre, les traverses de fer méplat et les tirants en fer rond, le tout rivé ou serré avec des boulons. Une chèvre en fer, bien construite, présente incontestablement plus de sécurité qu'une chèvre en bois, mais son prix est aussi beaucoup plus élevé; aussi son emploi est-il réservé aux cas spéciaux. Dans les exploitations pétrolifères, où les puits donnent de grandes productions de pétrole par jaillissements violents, il y intérêt à n'employer que des constructions en fer : chèvre, treuil, baraques de recouvrement du treuil et de la machine, car, en cas a'incendie, les dégâts sont bien moins importants. Un matériel tout en fer, pouvant servir au forage d'un grand nombre de puits, l'amortissement de son prix d'achat, réparti sur chaque puits, a peu d'importance et passe presque inaperçu.
On pourrait construire la charpente de notre treuil en tôle pliée en double équerre, de un à deux centimètres d'épaisseur pour les parties les plus fatiguées, et d'un demi-centimètre pour le reste. Des équerres rivées d'un côté, boulonnées de l'autre, maintiendraient chaque pièce sur celle qui la soutiendrait, de sorte qu'il suffirait d'enlever les boulons pour démonter le treuil entier. Les baraques seraient également tout en fer, les charpentes de fer en équerre et les couvertures de tôle plane ou ondulée.
Le seul inconvénient que présentent les constructions tout en fer est, qu'en cas d'incendie, sous leur poids toutes les pièces de ces constructions se plient et perdent leurs formes.
Manière de monter une chèvre à montants carrés.
On place les quatre montants à plat sur le sol et on les réunit, d'un côté à la semelle, de l'autre côté à la couronne. Cela fait, on enlève l'extrémité supérieure des montants sur un chevalet de soutien d'une certaine hauteur (fig. 6, pi. VII), et on fixe les croisillons sur les montants. A l'aide d'un palan attaché, d'un côté à un poteau solidement fixé en terre, de l'autre à une espèce de traîneau sur lequel on place la semelle d'un des côtés de la chèvre, on dresse par traction les quatre montants de la tour d'un seul trait. Ensuite, on écarte les deux côtés de la couronne de la distance voulue l'un de l'autre, après avoir détaché les deux parties des for! es charnières en fer qui les réunissaient. On monte le semelage de la couronne, puis on relie les deux côtés de la chèvre à l'aide des traverses et des croisillons, et la tour est montée.
On peut construire rapidement une chèvre, par ce procédé, d'une hauteur de 17 à 18 mètres, avec la plus grande facilité. On comprend que toutes les pièces de la chèvre doivent être, au préalable, soigneusement ajustées de manière, qu'on n'ait plus qu'à les réunir, à l'aide des boulons, sur les quatre montants dressés.
Quand un sondage est fini, bien souvent on ne démonte pas le matériel, mais on le transporte tout monté, si le profil du sol le permet, du puits fini au puits suivant, sur des rouleaux, à l'aide d'un palan avec des chevaux, ou encore à l'aide d'un treuil à main ou à vapeur. Le transport se fait de la sorte très rapidement et sans grands frais. On relie le semelage de la tour et des baraques qui recouvrent la machine et la chaudière à l'aide d'un croisillon en fer, de manière qu'il soit bien rigide et que la tour ou les baraques ne se déforment pas. On attache le palan, d'un côté à la partie du matériel que l'on veut traîner, de l'autre à un solide piquet ûj.ê en terre ; les manœuvres sont très simples et ne demandent qu'un peu de pratique. En hiver, on tire le matériel sur la neige sans le secours même de rouleaux.
Système à chute libre.
Dans certaines formations on a parfois des terrains excessivement durs à traverser et dans lesquels le forage à la glissière avance très lentement. Pour obtenir, avec le système à la glissière, un avancement satisfaisant, on est obligé de donner un poids considérable à la maîtresse- tige et de marcher à une grande vitesse de battage. Et justement, dans les terrains très durs, un battage rapide avec une maitresse-tige très pesante présente d'énormes difficultés, car le trépan, en tombant sur la roche, rebondit à une hauteur désordonnée et retombe avec violence sur la glissière, en occasionnant des ruptures de celle-ci, des tiges ou de quelque organe du treuil ou du moteur. L'avancement est entravé par les réparations constantes de l'outillage, et il arrive parfois que l'on travaille des journées entières sans avancer d'un centimètre.
En vue de réduire la fatigue de tout le dispositif de forage, tout en obtenant un avancement plus rapide, on remplace la glissière par un instrument à chute libre, qui produit la chute du trépan sur le fond, par un déclanchement automatique.
Il existe un grand nombre d'instruments à chute libre. Comme la plupart d'entre eux sont impraticables pour la recherche du pétrole, nous ne décrirons et ne recommanderons que ceux qui ont été sanctionnés par la pratique en pays pétrolifères.
Pour les grands diamètres, l'instrument à chute libre (fig. 1, pi. VII) convient le mieux, car le déclanchement est tout à fait automatique, et les différents organes de cet instrument sont assez solides pour résister à un travail continu pendant plusieurs semaines, même plusieurs mois, sans demander de réparations. Cet instrument, mis dans les mains d'ouvriers soigneux, est le meilleur de tous les instruments à chute libre connus.
Il se compose d'une lame A, munie d'un mentonnet 2?, et glissant entre deux autres lames C Z), réunies par des clavettes a 6. Un clapet E, oscillant entre les deux lames C D, et dont les tourillons sont pris dans ces mêmes lames, accroche la lame A en dessous du mentonnet B. Les bouts des tourillons du clapet sortent un peu en dehors des lames C D et sont terminés par une partie carrée, sur laquelle un étrier c est rapporté à chaud et fixé par une goupille ou même par un simple matage. Deux autres lames d e, rivées de chaque côté des lames C D n ferment celles-ci
complètement et guident la lame A dans son mouvement alternatif. Une clavette f, glissant dans la rainure g, pratiquée dans la lame A, est fixée dans les lames C D et rend le tout solidaire. Sur le bout des lames C D est découpé un tenon fileté, servant au raccordement de l'instrument avec les tiges.
Le fonctionnement de cet instrument est facile à saisir. Imaginons-nous le trépan reposant sur le fond, en abaissant la partie supérieure de l'instrument d'une hauteur convenable, le clapet E prend en dessous du menton net B, et, en faisant le mouvement inverse, nous soulevons le trépan, suspendu sur le clapet. Si, élevée à une hauteur voulue, nous arrêtons brusquement la sonde dans son mouvement ascendant, la maitresse-tige, en vertu de la vitesse acquise, sautera légèrement en l'air. A l'instant où se produit ce saut brusque, Tétrier e, en vertu de cette même vitesse acquise, suivra le mouvement de la maîtresse-tige, forcera le clapet E à osciller sur ses tourillons et à prendre une position perpendiculaire. Au même instant, par sa pesanteur, le trépan retombe sur le fond, avec d'autant plus de vigueur que la hauteur de chute sera grande. En répétant cette manœuvre, on obtient un battage d'une très grande efficacité.
Le mouvement de va-et-vient s'obtient en réunissant la sonde à un balancier recevant un mouvement oscillant alternatif, par l'intermédiaire d'une bielle, d'une manivelle callée sur l'arbre d'un treuil quelconque. Le balancier peut encore recevoir son mouvement d'un cylindre à vapeur, appelé cylindre batteur, à la tige du piston duquel il est relié directement.
Afin d'obtenir un déclauchement facile de l'instrument, on est obligé de provoquer un arrêt brusque du balancier avec choc. La figure 2, pi. VII, montre le dispositif employé dans ce but. Le balancier A repose sur un chevalet B par un axe C pris dans des paliers. A l'un des bouts est attachée la tige du piston du cylindre batteur F; l'autre bout agit dans un étrier G> ordinairement en bois, dont l'ouverture est réglée, de façon à limiter l'amplitude du balancier pour une hauteur de chute à la sonde voulue. Le cylindre batteur ne diffère en rien d'un cylindre de machine à vapeur ordinaire; l'admission de la vapeur au tiroir est réglée par une tringle H attachée au balancier, le long de laquelle deux anneaux a b sont fixés à des hauteurs convenables. Un levier /, dont l'un des bouts est relié à la tige du tiroir, tandis que l'autre bout prend la tringle H entre les deux anneaux a 6, oscille sur un point fixe venant du cylindre même et est abaissé ou relevé par le butage des anneaux a b de la tringle H.
Au fur et à mesure de l'approfondissement du sondage, il est nécessaire d'allonger la sonde en proportion. On relie donc la sonde au balancier par une vis, dite de rappel. Cette vis se compose d'une tige filetée, vissée dans un étrier dont, l'un des bouts est façonné de telle façon qu'il puisse s'emmancher dans un second étrier, duquel il est solidaire par un boulon. Un bout de tige, muni d'une douille, passe dans cet étrier et est rivé de manière à pouvqir tourner facilement.
Pour contrebalancer tout le poids des tiges, de manière à réduire l'effort à faire au cylindre batteur pour soulever toute la sonde à son minimum, un contre-poids composé de plaques de fonte, qu'on ajoute au fur et à mesure de l'enfoncement, est disposé sur la queue du balancier, au delà de l'attache avec la tige du piston du cylindre batteur.
A la simple vue de la figure 2, pi. VII, on comprend le jeu de tout ce dispositif. Le balancier A, dans son mouvement de relevé, bute à la partie supérieure de
rétrier G ; le choc produit opère le déclanchement de l'instrument et provoque la chute du trépan en toute liberté sur le fond; par un mouvement contraire du balancier, l'instrument se raccroche et le balancier se relève de nouveau pour provoquer une nouvelle chute du trépan : cette opération se continue sans interruption aussi longtemps qu'on le désire. Avec un instrument de cette construction, le battage est d'une régularité d'horloge, et quand l'ouvrier sondeur est bien au courant, jamais il ne se produit le moindre accroc dans son fonctionnement. Pour obtenir tout l'effet utile d'un bon battage à la chute libre, on ne doit jamais dépasser le nombre de 45 coups par minute, avec une course de m 50. La pratique a démontré qu'un battage plus rapide était beaucoup moins efficace.
Quand le balancier reçoit son mouvement par une bielle et une manivelle d'un treuil quelconque, on dispose, à un endroit convenable, un arrêt sur lequel le balancier vient buter comme dans le dispositif au cylindre batteur.
Jusque dans le diamètre de 6" cet instrument fonctionne à merveille ; dans les diamètres plus petits, on doit avoir recours à l'instrument à chute libre Fabian (fig. 3, pi. VII) plus ou moins modifié. Il consiste en un cylindre A, dans lequel est découpée une rainure se terminant à la partie supérieure par un arrêt b, et qui emboîte une tige B au travers du bout de laquelle une clavette c est fixée à demeure fixe. En amenant l'arrêt b à hauteur de la clavette e, il suffit d'imprimer un mouvement de gauche à droite au cylindre A pour faire prendre l'arrêt en dessous de la clavette. Quand le trépan est relevé à la hauteur voulue, suspendu sur la clavette, en imprimant un mouvement brusque de droite à gauche au cylindre, l'instrument se décroche et le trépan retombe en chute libre sur le fond.
Cet instrument est très robuste et demande relativement peu de réparations.
Nous obtenons encore de meilleurs résultats au point de vue de l'usure et des détériorations d'un instrument basé sur le même principe, mais d'une tout autre construction.
Ainsi que le montre la figure 4, pi. VII, cet instrument consiste en une simple glissière à quatre branches de section segmentaire. Les bouts de chaque branche sont garnis de deux oreilles a a' bb\ disposées de telle façon que celles-ci puissent, en imprimant un mouvement de gauche à droite à la partie supérieure de la glissière, saisir d'autres oreilles ce 1 dd\ Le jeu de cet instrument est exactement le même que celui construit par Fabian. Au lieu d'avoir une clavette callée dans une tige cylindrique d'une façon plus ou moins solide, clavette qui prend facilement du jeu et saute facilement de son alvéole, par notre nouvelle construction nous avons des arrêts venant du fer même de la glissière qui ne sont, par conséquent, pas susceptibles de prendre du jeu. Dans la disposition Fabian, les parties frappantes ne sont qu'au nombre de deux et offrent peu de surface ; dans notre disposition, il y en a quatre, aussi larges que possible, offrant donc une résistance à la détérioration au moins deux fois aussi grande ; de plus, elle offre l'avantage d'être entièrement forgée et de ne pas demander l'aide du tourneur comme pour la chute Fabian dont chaque pièce doit être soigneusement tournée et ajustée. Il y a donc économie de main-d'œuvre, d'où prix meilleur marché, ce qui n'est dans aucun cas à dédaigner.
Pour faciliter l'accrochage, nous faisons finir les branches de l'instrument, en e e\ en un plan incliné, de manière à provoquer un mouvement de gauche à droite à la partie supérieure de l'instrument sous la simple action du poids des tiges.
Pour le forage à chute libre dans les petits diamètres, nous avons inventé un
instrument d'une très grande simplicité (fig. 5, pi. VU). Il se compose de la tige A muni d'un meutonnet B ; un fourreau en deux pièces G, réunies par un anneau fileté D et une cale E, enveloppe la tige A et est solidaire de celle-ci par une clavette F; un clapet G oscille sur son axe et prend en dessous du mentonnet B; il est prolongé convenablement, de manière à venir s'appuyer sur la paroi du fourreau G ; un trou perforé dans le prolongement du clapet permet d'y loger un ressort en spirale //.
Quand le clapet G vient buter en dessous du mentonnet B, sous le poids de la maitresse-tige, il continue légèrement son mouvement d'oscillation et écrase le ressort H sur lui-même; au moment où la sonde, sous le choc du balancier, saute en l'air, le ressort se détend et repousse le clapet en arrière : le trépan retombe en chute libre. Le clapet retombe ensuite sous son propre poids et est prêt à une nouvelle reprise du trépan. Cet instrument fonctionne exactement de la même façon que l'instrument (fig. 1, pi. VII).
Les systèmes de sondage à la chute libre offrent encore certaines particularités que nous ne pouvons passer sous silence.
Dans les terrains durs, les grès par exemple, le battage à la chute libre est certainement préférable au battage à la glissière, tandis que, dans les terrains tendres, ce dernier mode de travail est réellement supérieur par l'avancement plus rapide qu'il produit. Et cela se comprend facilement : les boues provenant du broiement des grès par le trépan foisonnent beaucoup et restent assez liquides, même après un avancement sans interruption de m. 50 à 1 m. ; elles ne gênent donc pas trop le trépan dans sa chute libre. Il n'en est pas de même dans les schistes, marnes ou argiles qui, découpés par le trépan, foisonnent peu et restent sur le fond à l'état pâteux. Après m. 30 ou m. 40 d'avancement, cette pâte devient assez compacte pour retarder, par sa résistance, la chute du trépan sur le fond, par conséquent, en empêcher tout effet utile. Il arrive que les tiges descendent plus vite que le trépan et que celui-ci est repris avant qu'il ait donné son coup : il y a donc travail à vide. On est obligé de remonter souvent la sonde pour opérer un curage du trou, d'où perte de temps considérable en manoeuvres.
Par l'emploi de la glissière, la vitesse de battage étant plus rapide, il se forme un remous violent au fond du trou, qui amène un délaiement considérable de la boue dans l'eau. Cette boue ne devient pâteuse qu'après un avancement double de celui obtenu avec la chute libre. De plus, le poids de la maîtresse-tige étant double du poids de celle employée pour la chute libre, le trépan, malgré la résistance des boues, atteint encore très bien le fond et produit encore son effet utile, quand, par la chute libre, on ne saurait plus avancer.
Dans les terrains durs, il sera donc recommandé de sonder à la chute libre, dans les terrains tendres, pâteux, à la glissière.
Des diverses manœuvres de sondage à sonde articulée.
Système à la glissière.
Après avoir monté la chèvre, placé le treuil, le moteur et la chaudière, s'il y a lieu, monté les baraques de recouvrement, etc., on creuse un avant-puits, dont Taxe passe par la chaîne de battage du balancier.
Dans les exploitations pétrolifères, il est bon de posséder un réservoir souterrain, dans lequel coule le pétrole qui se déverse du trou de sonde par éruptions : ce réservoir est ordinairement l'avant-puits du sondage. Il est donc bon, en toute prévision, de le planchéier soigneusement et même de le rendre étanche en chassant de la terre glaise entre la garniture de planches et le terrain, car les couches superficielles étant ordinairement poreuses, absorbent facilement tout liquide qui vient en contact avec elles. Plus tard, quand le trépan ayant pénétré dans les couches pétrolifères, il se produit des jaillissements de pétrole fréquents, on installe à l'extérieur du sondage une pompe à main ou à vapeur, qui aspire le pétrole dans F avant-puits et le foule dans des réservoirs spéciaux.
L'avant-puits a ordinairement l m 00 à l m 50 de largeur et est poussé jusqu'à une profondeur de 2 m 00 à 3 m 00 tout au plus. Cette profondeur est suffisante, à moins qu'on n'ait à traverser une couche de terrains très ébouleux, que l'on désire planchéier, pour éviter un tubage prématuré.
L'avant-puits étant donc creusé, planchéié, on y descend un tube d'un diamètre convenable, qui servira de premier guidonnage au trépan, juste dans l'axe passant par la chaîne du balancier. Pour bien le mettre en place, on se sert d'un fil à plomb, que l'on suspend au bout de la chaîne et que l'on descend jusqu'au pied du tube, dans l'intérieur de celui-ci.
Pour empêcher qu'il ne se déplace pendant le travail de perforation, le tube doit être maintenu latéralement au pied et à la tête dans un encadrement solide évidé, suivant la circonférence extérieure du tube, et que l'on fixera aux cloisons du puits. Si l'on omettait ce soin, le trépan, n'étant pas bien dirigé, glisserait immédiatement de la verticale et ne tarderait pas à faire un trou oblique; après avoir enfoncé de quelques mètres, on serait obligé do recommencer le sondage à nouveau, soit en remplissant complètement le premier trou avec des pierres très dures, soit en reculant tout le matériel de forage d'une certaine distance.
Admettons le tube de guidonnage bien placé dans l'avant-puits, suivant l'axe voulu. Les manœuvres de forage proprement dites pourront donc commencer; mais avant de les décrire, disons un mot du personnel et voyons les fonctions qui sont dévolues à chacun des ouvriers.
L'homme qui manœuvre le treuil, surveille le travail d'enfoncement, est le chefsondeur : il est responsable de la bonne marche du travail ; celui qui visse les outils, et se trouve au banc de manœuvre, s'appelle le dévisseur; celui qui se trouve en haut de la chèvre s'appelle l'accrocheur ou le décrocheur suivant que ses fonctions ont lieu à la descente ou à la remonte de la sonde, tandis que celui qui entretient la chaudière et la machine porte le nom de chauffeur. Chaque ouvrier doit être choisi avec soin
pour les fonctions qu'il devra remplir; ainsi le plus intelligent, celui qui a le plus de pratique et d'expérience sera toujours le chef, le plus fort sera dévisseur, le plus leste décrocheur et le plus âgé, par conséquent le plus calme, sera chauffeur. Chaque ouvrier devra, autant que possible, ne s'occuper que des fonctions qui lui ont été de prime-abord dévolues ; cela lui permettra d'acquérir la routine qui est le meilleur moyen pour le rendre apte à travailler vite et bien.
Nous avons laissé tout prêt pour commencer le sondage. Après avoir bien graissé les parties frottantes du treuil et de la machine et vérifié si tout est en ordre, le chauffeur ouvre lentement la soupape d'admission de la vapeur au cylindre de la machine et met celle-ci en marche ; le chef-sondeur s'assied sur un banc placé en dessous des leviers de commande des rouleaux de friction et des freins du treuil, de manière à les avoir tous en face de soi, place le pied gauche sur un clapet commandant la soupape d'admission de la vapeur à la machine par l'intermédiaire d'une corde glissant sur des poulies, saisit le levier du rouleau de friction du tambour de manœuvre de la main droite, le levier du frein de la main gauche et se tient prêt à faire marcher le trouil suivant les besoins. Tous les outils, dont on aura besoin pour le forage, auront été préalablement réunis à portée de main. Le dévisseur visse l'anneau-tournant, suspendu sur le câble de manœuvre, sur le tenon de la glissière, le chef-sondeur accélère le mouvement de la machine, tend plus ou moins la courroie et enlève la glissière à hauteur voulue ; le dévisseur, aidé par le décrocheur et le chauffeur, dresse un guide près du trou de sonde et le visse à la glissière ; il en fait ensuite autant pour le trépan. Ces trois pièces étant vissées ensemble, le banc de manœuvre est amené au-dessus du trou de sonde ; on y introduit le trépan que l'on saisit avec les clefs de serrage, et l'on serre énergiquement à l'aide du levier à chaînes, premièrement le guide sur le trépan, ensuite la glissière sur le guide. Cela fait, le chef-sondeur soulève un peu la sonde pour que le dévisseur puisse enlever la clef de serrage sur laquelle elle reposait, et serre le frein tout en détendant la courroie ; le banc de manœuvre est poussé sur le côté et le chef* sondeur laisse glisser la sonde dans le tube de guidonnage en modérant le dévidement du tambour à l'aide du frein. La sonde étant posée sur le fond, le dévisseur détache l'anneau-tournant de la glissière, le visse sur le crochet de relevée que le chef-sondeur soulève à hauteur voulue pour que le dévisseur l'accroche en dessous de l'épaulement du raccord de la glissière ; le chef-sondeur enlève la sonde, de manière que le trépan reste suspendu à environ m. 15 ou Om. 20 du fond; le décrocheur, aidé en cela par le chauffeur, attelle le balancier à la manivelle de battage, après que celui-ci a arrêté complètement la machine et disposé la manivelle dans une position verticale, le bouton en haut, tandis que le dévisseur visse la tête de sonde, suspendue à la chaîne du balancier, sur la glissière ; le décrocheur tend la chaîne en l'enroulant sur l'arbre de l'appareil de lâchage à l'aide de la manivelle qui y est disposée ; le chef-sondeur décroche le crochet de relevée, met la machine lentement en marche, puis laisse descendre la sonde, en faisant fonctionner l'appareil de lâchage, jusqu'à ce que le trépan frappe sur le fond. Afin que le trépan découpe bien régulièrement le terrain, le dévisseur enroule un bout de corde sur la tête de sonde et, à l'aide d'une broche d'une certaine longueur, le fait tourner et lui fait parcourir, à chaque coup de sonde, le huitième environ de la circonférence du trou. Au fur et à mesure de l'enfoncement, le chef-sondeur règle le jeu à la glissière en allongeant la chaîne de la quantité nécessaire. Pour obtenir l'effet le plus utile, par conséquent l'avancement le plus rapide, le chef -sondeur devra toujours régler le jeu à la glissière et la vitesse de battage, de
telle façon que, pendant le mouvement descendant du balancier, le poids-mort ne retombe pas sur la partie supérieire de la glissière, mais tombe toujours en chute libre sur le fond. Pour bien comprendre cette observation, il faut connaître ce qui se passe pendant le battage.
Si la vitesse de battage est assez grande, le balancier étant ai rivé au point culminant de sa course, le poids-mort, en vertu de l'inertie et sous la vitesse acquise, continue son mouvement ascendant, tandis que le balancier avec la partie supérieure de la glissière, qui ne fait qu'un avec la chaîne, parcourt son amplitude descendante, Il s'ensuit donc que, si la vitesse du balancier est bien réglée, le poids-mort étant en retard, ne retombe ordinairement sur la partie supérieure de la glissière qu'au moment où celle-ci est au point le plus bas de sa course descendante. Mais si, de plus, on donne un jeu suffisant à la glissière, le poids-mort, au lieu de retomber sur celle-ci, tombera directement sur le fond en chute libre, et l'effet utile de sa chute sera complet. Le chef -sondeur veillera donc toujours à ce que le jeu à la glissière et la vitesse de battage soient assez grands pour que le poids-mort ne retombe jamais sur la glissière. Il ne devra cependant pas exagérer le jeu à la glissière, car, en ce cas, la course du trépan pourrait devenir trop courte et l'effet utile pourrait diminuer . de plus, il se produirait à la relevée du trépan des chocs violents à la glissière qui amèneraient la rupture des tiges. Avec un peu de pratique, il est facile de saisir la bonne méthode de battage en très peu de temps et tout ouvrier intelligent l'acquerra bientôt pourvu qu'il y mette un peu d'attention.
Dans les terrains excessivement durs, cette méthode de battage est difficilement applicable, car le choc produit par la chute libre du trépan sur le fond devient trop violent; le poids-mort rebondit à une hauteur plus ou moins grande à chaque coup, et retombe avec véhémence sur la glissière pendant le mouvement ascendant de celle-ci ; il s'y produit des chocs très grands qui amènent la rupture des tiges. En ce cas, on ne donne que très peu de jeu à la glissière, et l'on modère la vitesse du moteur de manière à obtenir un battage bien régulier sans danger de rupture pour la sonde.
Pendant tout le temps de battage, le chef-sondeur doit tenir constamment la main sur la eonde, afin qu'il puisse se rendre bien compte du travail de celle-ci. Si le trépan, en tombant sur le fond, faisait un brusque écart de rotation, soit à droite, soit à gauche, ce sera un signe certain, ou qu'un rognon dur sera tombé des parois et roulera sur le fond, ou bien que le fond du trou est inégal. Il devra sans tarder, en dirigeant bien le coup de sonde, chercher à frapper exclusivement sur les parties les plus hautes du fond du trou, jusqu'au moment où celui-ci sera redevenu bien égal. S'il tardait à le faire, le trépan, ne frappant toujours qu'à certains endroits, laisserait des aspérités qui, au fur et à mesure de l'enfoncement, iraient constamment en n'élargissant et l'empêcheraient de tourner aussitôt qu'elles auraient atteint une hauteur égale à sa course.
Il arrive fréquemment que des éboulements se produisent sur la sonde pendant le travail de percussion : le chef-sondeur devra immédiatement détacher le balancier et imprimer un mouvement de va-et-vient, de bas en haut et de haut en bas à la sonde, à l'aide du câble de manœuvre pour permettre aux éboulements de tomber à fond et où, ensuite, il pourra les broyer à coups de trépan.
Une rupture de tige peut également se produire. La sonde étant allégée de toute la partie détachée, n'offre plus une si grande résistance de relevée à la machine ;
celle-ci s'emballe rapidement, la partie supérieure de la sonde saute désordonnément en l'air et peut même blesser les ouvriers. Le chef-sondeur aura donc soin de se tenir près de la poulie qui, par l'intermédiaire d'une corde, commande la soupape d'admission de la vapeur à la machine et qu'il a, d'ailleurs, sous la main près du trou de sonde, et fermera cette soupape aussi rapidement que possible, aussitôt qu'il percevra qu'une tige s'est cassée.
Ayant perforé d'une certaine hauteur qui dépend de la nature de la roche, le chef-sondeur remonte la sonde pour enlever les détritus du fond. Dans ce but, il descend une cuillère d'un diamètre convenable sur la cordelette de curage, et quand elle est arrivée à fond, il lui imprime un mouvement de pompage pour bien recueillir toute la boue et tous les débris qui se sont accumulés sur le fond; il remonte la cuillère au jour et la vide de son contenu en la posant sur un piton qui soulève le clapet de retenue.
Les manœuvres de curage exigent certaines précautions que le chef-sondeur ne devra jamais négliger. Il ne devra jamais descendre la cuillère avec trop de rapidité ni d'un seul trait sur le fond, car elle pourrait se coincer dans les boues épaisses ou dans des éboulements; de plus, des chocs trop violents et souvent répétés de la cuillère sur une roche dure pourraient en amener la détérioration rapide. Quand elle arrive à une dizaine de mètres du fond, il serre le frein pour modérer le dévidement du tambour, et il la laisse glisser lentement jusqu'à un mètre ou deux au-dessus du fond ; arrivé là, il commence le mouvement de va-et-vient et gagne peu à peu du fond à chaque coup de pompage. Il ne devra pas prolonger trop le mouvement de pompage, car la boue épaisse et les débris volumineux du fond monteraient dans la cuillère et se déverseraient à la partie supérieure de celle-ci; la cuillère ferait office de piston dans les boues épaisses et un calage, d'autant plus énergique que la profondeur du sondage est grande, et que la pression de l'eau est, par conséquent, plus forte, pourrait facilement s'en suivre. Le nombre de coups de pompage à donner dépend entièrement de la longueur et de la hauteur de relevée de la cuillère; ainsi, si la cuillère a dix mètres de longueur et qu'il la relève à chaque coup de pompage de un mètre de hauteur, en tenant compte du foisonnement du terrain dans l'eau que contient le trou de sonde, en cinq coups de pompage il devra gagner le fond et remplir entièrement la cuillère de la bouc la plus épaisse.
En descendant la cuillère dans un sondage garni de colonnes perdues, il devra éviter de la laisser frapper trop violemment sur ces colonnes, dont le rebord supérieur pourrait facilement se rebrousser et empêcher les outils de pénétrer plus bas; il devra, à des hauteurs correspondantes aux profondeurs auxquelles se trouvent les têtes de colonnes, enrouler des petits bouts de corde sur la cordelette, au ras du banc de manœuvre, et qui lui indiqueront les endroits où il doit ralentir le dévidement du tambour. Afin de faciliter la pénétration de la cuillère dans les colonnes perdues, il suffit d'arrondir le tranchant de Li frotte ou d'armer celle-ci d'un quatre-branches pointu que l'on rive sur elle (voir fig. 7 et 8, pi. VII).
Pendant la remonte de la cuillère, il devra toujours se tenir prêt à détendre la courroie à la moindre résistance que la cuillère pourrait rencontrer dans le trou de sonde, et cela pour éviter que, sous la traction de la machine, elle ne se coince trop énergiquement. En cas de calage de la cuillère, il ne doit pas immédiatement faire des efforts de traction sur la cordelette, mais, au contraire, chercher à faire descendre la cuillère. Si des éboulements se sont produits sur la cuillère, en faisant descendre
celle-ci, il y aura de grandes chances pour qu'ils tombent à l'intérieur et qu'elle se dégage d'un seul coup. Pour faciliter le dégagement de la cuillère en cas de coiuçage, on intercale à demeure fixe, entre elle et la cordelette, une glissière et une petit iiiaitresse-tige de un à deux mètres de longueur et de 50 à 100 kgs de poids, et avec lesquelles on frappe sur la cuillère.
Après avoir foré un nombre de mètres suffisants, on complète la sonde en y ajoutant la mai tresse-tige. Quand la glissière elle-même s'est cachée dans le tube de guidon nage, on ajoute une allonge d'une certaine longueur que l'on fait suivre par d'autres et que l'on remplace enfin par une tige.
La descente de la sonde dans un sondage, d'une profondeur plus ou moins grande, se fait de la manière suivante :
Après avoir bien curé le trou, ce qui a lieu au bout d'un ou plusieurs voyages de cuillère, suivant la quantité de boue à enlever, le chef-sondeur vérifie si le trépan n'a pas perdu trop de son diamètre par suite de son travail dans une roche plus ou moins usante et, en cas affirmatif. le dévisse à l'aide des clefs de serrage et du levier à chaînes et le remplace par un autre fraîchement aiguisé. Cela fait, il laisse glisser le poids-mort dans le trou de sonde et le pose sur la fourche de retenue et sur le banc de manœuvres ; le dévisseur dévisse l'anneau-tournant ; le chef-sondeur accélère le mouvement de la machine en ouvrant la soupape d'admission de la vapeur et relève l'anneau-tournant à hauteur du tenon de la tige, que le dévisseur a prise parmi celles qui sont rangées par ordre sur le banc et qu'il visse sur le tenon de la glissière ; le décrocheur ayant vissé l'anneau-tournant sur la tige, donne le signal de relevée ; le chef-sondeur tend la courroie, soulève la sonde pour que le dévisseur enlève la fourche de retenue et laisse glisser la tige dans le trou à l'aide du frein. Ce jeu se renouvelle autant de fois qu'il y a de tiges jusqu'à ce que le trépan atteigne le fond.
Pour la romonte de la sonde, toutes les manœuvres décrites phis haut se font en sens inverse.
On comprend que toutes les manœuvres, tant de descente que de remonte des outils, doivent toujours se faire avec douceur et avec de grandes précautions. Le chefsondeur doit éviter de poser la sonde avec trop de violence sur la fourche, car le choc produit pourrait être la cause d'une rupture de tige et de la chute d'une plus ou moins grande hauteur de la sonde sur le fond, ou même sur une des colonnes perdues qui garnissent le sondage. Il doit vérifier toutes les pièces de la sonde au fur et à mesure qu'il les descend : voir si le trépan est bien aiguisé, si le tranchant est bien droit, bien d'équerre avec l'axe et s'il possède bien l'angle voulu, si le tenon en est bien solide et s'il n'a pas subi un commencement de rupture par la percussion ; s'il emploie un guide, il contrôlera si les rivets ne sont pas un peu libres et, en cas affirmatif, s'empressera de les tendre à nouveau; il verra si les emmanchements du poids- mort ne sont pas desserrés, si la glissière est en bon état et si une des branches n'en est pas cassée; s'il remarque qu'un mâle ou une femelle de tige est trop usé, il met celle-ci de côté immédiatement et la remplace par une en bon état; si quelque tige est pliée, il la redressera de suite. De temps en temps, assez souvent, il passera chaque pièce du treuil en revue, la machine à vapeur, les câbles de manœuvre, les courroies, les freins, les anneaux-tournant, etc. En un mot, il tâchera d'éviter tout accident, même le moins important, par sa vigilance, son attention et sa prévoyance.
Système de forage à percussion directe avec sonde rigide et courant d'eau.
Ce système consiste essentiellement à employer des tiges creuse» au lieu de tiges massives, et à injecter un jet d'eau sur le fond du trou par l'intérieur des tiges, afin d'enlever les détritus au fur et à mesure du découpage du terrain par le trépan, en réunissant la sonde à une forte pompe foulante à l'aide d'un tuyau en caoutchouc de diamètre convenable.
Au contraire de ce qui a lieu pour le système à sonde articulée, on n'emploie pas de glissière; on visse les tiges directement sur la maîtresse- tige, de manière à avoir une sonde complètement rigide ; au lieu de frapper à grands coups sur le fond, avec une course de m 50 et plus, et un nombre maximum de 70 coups par minute, on frappe à raison de 100 à 140 coups avec une course de ©"Hte à m 10.
Le fond sur lequel frappe le trépan, étant constamment lavé par le courant d'eau qui sort du trépan même, et tout le poids effectif de la sonde agissant pour donner le coup, on comprend que le travail utile du trépan soit plus important qu'avec le système à sonde articulée et que l'avancement soit plus rapide.
Ce système se recommande spécialement pour la traversée des terrains tendres dans lesquels un trépan peut travailler de longues heures sans perdre beaucoup de son diamètre. Au lieu d'avoir à remonter la sonde à chaque instant pour opérer le curage du trou, celui-ci étant obtenu par un courant d'eau qui ne subit aucune interruption, on peut forer 10, 25, 50 et même 100 mètres d'une seule battue.
Dans les terrains durs, le trépan s'usant plus vite, il est indispensable de le remonter au moins une fois par poste, pour le remplacer par un autre fraîchement aiguisé. Avec les moyens rapides de remonte et de descente, que donnent les installations bien comprises actuellement employées, ce travail de remonte et de descente de la sonde se fait très rapidement et n'occasionne qu'une perte légère de temps.
On obtient les résultats les plus efficaces avec ce système pour la traversée des sables boulants et des couches peu consistantes, très ébouleuses, le courant d'eau enlevant immédiatement tous les détritus qui pourraient paralyser le trépan dans son action. Si l'on a soin de faire suivre le trépan par le tubage au fur et à mesure de l'enfoncement, de manière à avoir celui-ci constamment à moins de C^ôO de fond, la traversée d'une couche ébouleuse importante peut ordinairement se faire en une seule battue.
Le courant d'eau injecté est ordinairement de 200 à 400 litres par minute, sous une pression de trois, jusque 15 atmosphères. Quand il ne se produit pas d'éboulements, et que rien ne vient gêner le trépan un courant d'eau de 200 litres par minute, sous une pression de trois atmosphères, pour un diamètre de 8 pouces, suffit amplement. Si, au contraire, il se produit des éboulements, pour opérer l'enlèvement immédiat de ceux-ci, on pousse la pression jusque 10 et 15 atmosphères, avec un débit de 400 litres, de manière à obtenir un courant ascendant très rapide dans la colonne de tubes de garantie.
Dans les grands diamètres, il est de toute façon indiqué d'injecter un fort «courant
d'eau sous une grande pression, afin d'obtenir une vitesse d'ascension de détritus assez volumineux vers la surface.
Certains sondeurs injectent l'eau par la colonne de garantie et la font ressortir, chargée des détritus, par l'intérieur des tiges creuses. Ce procédé présente l'inconvénient que si, pour une cause quelconque, le courant d'eau est interrompu, tous les détritus, se trouvant à l'intérieur des tiges, retombent et bouchent toute la partie inférieure de la sonde; quand on veut recommencer le forage il est impossible de rétablir le courant d'eau, et l'on est obligé de remonter toute la sonde pour en débarrasser la partie inférieure des débris qui l'obstruent, ce qui est toujours une perte de temps considérable.
La pratique a démontré qu'un courant ascendant d'eau, ayant une vitesse de OMO par seconde, entraine du sable fin, de m 20 du gravier de O* 3 ^, de 1 mètre d'assez gros galets, et de 2 m. des morceaux de cuivre ou de fer assez volumineux.
En général, quel que soit le diamètre du trou foré, une vitesse moyenne de m 20 est suffisante pour entraîner les détritus que le trépan arrache à la roche. Si des débris plus volumineux de schistes ou de grès retombent, ils sont ordinairement écrasés, soit par le trépan, soit entre la sonde et les parois par le fouettement des
Afin de réduire autant que possible le volume d'eau employé, on dirige le courant sortant du trou de sonde vers une série de bassins de décantation, où l'eau est reprise de nouveau par la pompe et refoulée au fond du trou de sonde. Il est établi qu'il faut autant d'eau pour compenser les pertes que pour alimenter une chaudière de 24 m. carrés de surface de chauffe en plein travail.
Pour obtenir une marche rapide avec le système à sonde rigide, il est toujours préférable de travailler avec un petit diamètie : 10" maximum. Il est rare qu'avec les outils spéciaux que le sondeur peut se construire, il ne puisse atteindre une très grande profondeur, même en commençant le sondage avec le faible diamètre de 10" ou 0*25.
On emploie constamment le trépan excentrique ou l'excavateur à ailettes qui, faisant un trou plus grand que le diamètre extérieur des tubes de garantie, permettent de faire descendre ceux-ci au fur et à mesure de l'enfoncement. Chaque colonne de garantie est poussée aussi loin que possible, jusqu'à refus complet. Il n'est pas rare, dans les terrains pressants, très ébouleux, de faire filer une colonne de quelques centaines de mètres de hauteur, surtout si la marche de l'enfoncement est rapide et si le poids des tubes est grand.
Les avantages du système de forage à courant d'eau sont les suivants :
1° Le fond du trou étant constamment lavé par le courant d'eau, le trépan frappe toujours sur la roche vive et non pas dans une boue plus ou moins épaisse, d'où avancement plus rapide;
2° Il n'est pas nécessaire de remonter aussi souvent la sonde qu'avec les autres systèmes, le curage se faisant au fur et à mesure de l'enfoncement, d'où économie de temps. La sonde n'est remontée que pour remplacer le trépan, usé, par un autre aiguisé;
3° La sonde, ayant moins de fatigue à supporter, se casse moins souvent, ce qui évite des pertes de temps à la réparation d'accidents ;
4° Les accidents sont beaucoup moins fréquents qu'avec n'importe quel autre système.
Pour la recherche du pétrole, le système de forage à courant d'eau présente de tels inconvénients que la généralité des sondeurs au pétrole préfère se maintenir à l'emploi du système de forage à sonde articulée, quoique celui-ci donne un avancement moins rapide.
Le grand inconvénient, celui que Ton reproche le plus, au système à courant d'eau est d'amener, en bien des cas, à une inondation des gisements pétrolifères. Je pourrais citer le cas d'un sondage creusé dans un champ pétrolifère et dans lequel, par suite d'un écrasement de tubage, l'eau avait fait irruption. L'accident demanda plusieurs mois de réparation et, au moment où la fermeture des eaux supérieures put être rétablie, le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne hermétique se mit à descendre avec telle vitesse que, en quatre heures de temps, il se trouvait à 250 mètres de profondeur. A cette profondeur il se trouvait une cassure des terrains qui absorbait l'eau avec avidité. On dut pomper toute l'eau absorbée pendant plus de six mois, nuit et jour, avant d'arriver à l'assèchement complet de la cassure. Ce cas peut se présenter dans toute exploitation pétrolifère.
Si, en un tel cas, le forage se fait par le système à sonde articulée, c'est-à-dire à sec, une très petite quantité d'eau peut rester absorbée par la cassure : celle qui la surmonte. Mais si le forage se fait avec courant d'eau, c'est-à-dire avec le sondage plein d'eau, aussi longtemps que l'on fore et que l'on ne tube pas le trou de sonde, de manière à isoler la cassure, celle-ci absorbe l'eau sans arrêt jusqu'à saturation complète. Si, plus tard, après achèvement du sondage, on coupe toutes les colonnes, sauf celle qui ferme les eaux supérieures, de manière à ne laisser que des colonnes perdu es, et si l'on met le puits en exploitation, l'eau qu'avait absorbée la cassure se déverse par l'ouverture de la colonne perdue et inonde les gisements pétrolifères inférieurs. On ne peut remédier au mal qu'en se résignant à assécher la cassure par un pompage prolongé ou à laisser la colonne de tubes, qui l'aveugle, tout entière jusqu'au sol : ce qui amène à l'immobilisation d'un capital inutile.
Si une telle cassure a communication avec un puits appartenant à un voisin, celui-ci verra son puits s'inonder pour une cause qu'il ne peut pas très bien saisir. Il aura, en tous cas, raison de soupçonner que l'inondation de son puits provient du puits voisin foré à l'aide du système à courant d'eau.
Admettons qu'à côté d'un puits foré à sec, on en fore un second avec courant d'eau, que les deux puits sont à égale profondeur et que le sondeur du puits foré à sec rencontre immédiatement en-dessous d'un gisement pétrolifère une couche d'eau (ce qui se présente souvent). Par un pompage prolongé il se peut que l'assèchement de cette couche d'eau soit plus ou moins rapide; mais ne pouvant se rendre un compte exact d'où cette eau peut provenir, le propriétaire de ce puits admettra, avant tout, qu'elle provient du puits voisin foré par le système à courant d'eau. Il se croira forcé de couper les eaux à nouveau, en perdant un gisement pétrolifère et en réduisant le diamètre de son trou de sonde plus rapidement qu'il ne le désirait. Si tous les puits forés dans ce champ pétrolifère avaient été établis à sec, il aurait pu se dire, sans hésiter, que l'eau rencontrée provenait d'une couche aquifère traversée en dessous du gisement pétrolifère et aurait bouché cette eau ou bien l'aurait asséchée.
Par le système de forage à sonde articulée, à sec, on ne peut inonder les gisements pétrolifères, tandis qu'avec le système à courant d'eau, cela peut arriver très facilement. Ainsi, dans une mine pétrolifère de Galicie, déjà en exploitation depuis quelques années par de nombreux puits, on se mit à forer à l'aide du système à
courant d'eau. On ne tarda pas à s'apercevoir que tous les puits anciens donnaient de plus en plus d'eau, chose qui n'existait pas auparavant. Les gisements, plus ou moins asséchés déjà, absorbaient l'eau des puits creusés à l'aide du système à courant d'eau et s'inondaient insensiblement. On dut rapidement renoncer à l'emploi de ce système, de crainte de ruiner complètement l'exploitation.
L'eau qui se trouve dans un trou de sonde agit différemment sur les gisements pétrolifères, suivant que ces gisements sont encore entièrement inexploités ou bien ont déjà subi un certain assèchement. Par sa viscosité, le pétiole, surtout s'il est fortement parafineux, présente à la pression de l'eau une résistance dont on se fait difficilement une idée. Ensuite, le pétrole, comme on le sait, se trouve dans des couches de grès poreux, les imprégnant à un degré plus ou moins élevé suivant leur porosité et la quantité de matière cimentante qui unit les grains du grès entre eux. Si ce pétrole, en tendant par capillarité vers le trou de sonde, rencontre sur son chemin une cassure, il la suivra, emporté par le courant de gaz. Les couches pétrolifères donc, tant qu'elles ne sont pas encore plus ou moins asséchées, sont tellement imprégnées de pétrole, et les cassures qui les sillonnent en tous sens sont tellement saturées que l'eau qui entre en contact avec elles, ne peut y pénétrer, même sous la plus faible quantité.
On peut facilement se faire une idée de l'influence que peut avoir l'eau sur les gisements pétrolifères en faisant les expériences suivantes :
Prenons un bloc de grès poreux bien sec, jetons-le dans le pétrole et laissons-le- y jusqu'à saturation complète. Jetons-le ensuite dans l'eau et exerçons sur celle-ci une pression assez forte. Par la distillation de ce grès, nous pourrons ensuite nous assurer qu'il ne contient d'autre eau que celle qu'il possédait avant d'être imprégné de pétrole. Cela nous représente l'effet de l'eau sur des gisements non encore exploités.
Prenons maintenant un autre bloc de ce même grès, jetons-le dan* le pétrole, chauffons-le ensuite, de manière que tout le pétrole absorbé s'en échappe. En le jetant dans l'eau, il absorbera de celle-ci jusqu'à saturation complète. Nous avons maintenant une image de l'effet de l'eau sur des gisements épuisés.
H en ressort, en toute évidence, qu'au contact de l'eau d'un sondage, les gisements vierges n'en subiront aucun effet, tandis que les gisements, déjà plus ou moins épuisés, absorberont cette eau insensiblement et finiront par s'inonder entièrement.
Si, après avoir foré un certain nombre de sondages au travers de gisements pétrolifères à l'aide du système de forage à sec, et que l'on passe ensuite au système de forage à courant d'eau, les gisements pétrolifères s'imbiberont d'eau, le pétrole qui se trouve dans les cassures est repoussé dans les profondeurs de celles-ci, tandis que celui qui continue à imprégner les grès poreux se mélange à l'eau et perd toute sa force de capillarité. L'eau qui chemine dans les gisements vers les puits, entrainc bien une partie du pétrole avec elle, mais la quantité entraînée est tout à fait hors de proportion avec la production qu'auraient pu encore fournir les gisements si l'eau n'y avait pas pénétré.
L'effet de l'eau peut s'étendre sur une surface plus ou moins grande d'un champ pétrolifère donné, suivant la disposition et l'étendue des couches pétrolifères.
Ainsi que nous l'avons montré dans le précis géologique de notre « Guide du sondeur au pétrole », les terrains pétrolifères se composent de lentilles de grès et de schistes s'encastrant, se clivant Tune dans l'autre. Un puits inondé ne peut donc influer que sur la productivité des lentilles des terrains pétrolifères traversées. Tous les puits qui seront forés dans des lentilles, que n'aura pas touchées le puits inondé, continueront à donner du pétrole complètement exempt d'eau.
On peut conclure de tout ce que j'ai dit plus haut sur l'effet de l'eau sur les gisements que, dans les champs pétrolifères encore vierges, on peut employer le système à l'eau pour l'établissement des premiers puits, en veillant soigneusement à ce que toute cassure stérile rencontrée, avant d'avoir touché aux gisements, soit immédiatement bouchée , et que, aussitôt que ces gisements montrent un commencement d'épuisement, il est dangereux de continuer à omployer ce système, et qu'il est rationnel de passer au système de forage à sec.
Dans un champ pétrolifère donné, il est rare qu'il n'y ait qu'un seul exploitant. La règle contraire est plutôt générale. Chaque exploitant applique le système de forage qui lui semble le meilleur ou qu'il connaît le mieux ; les uns emploient le système à sec, les autres le système à l'eau. Il y a fatalement froissement entre les partisans de l'un et de l'autre système. Les partisans du système à sec reprochent aux autres, bien souvent avec raison, d'inonder les gisements, tandis que les partisans du système à courant d'eau prétendent que, si leurs adversaires ont leurs puits inondés, c'est parce qu'ils n'ont pas fermé assez soigneusement les eaux supérieures. Comme il est difficile de prouver quel est le puits la cause de cet inondation on en vient aux mesures draconiennes, c'est-à-dire que l'on défend d'une manière absolue l'emploi du système de forage à courant d'eau pour la recherche du pétrole.
C'est évidemment dépasser la mesure et mettre une entrave nuisible au progrès. L'emploi du système à courant d'eau a démontré que, par ce moyen, on pouvait arriver à des avancements plus rapides et que, dans les terrains difficiles à forer, c'était le seul système permettant d'abaisser les prix de revient au minimum. En proscrivant l'emploi de ce système, on empêche les producteurs de produire à meilleur marché et de lutter avantageusement, sur les marchés étrangers, avec les concurrents pour la vente des produits.
Il y a un moyen de mettre un terme à la difficulté et de prouver que l'eau d'inondation provient de tel puits plutôt que d'un autre, c'est d'obliger tous les sondeurs au système à l'eau à colorer celle-ci à l'aide de fuchsine. Ce colorant donne une teinte verte caractéristique à l'eau. Si donc, dans un puits en exploitation, on obtient brusquequement de l'eau colorée en vert, on saura d'où elle provient et l'on pourra obliger les sondeurs à courant d'eau à remédier immédiatement au mal. Ceux-ci, en présence des difficultés qu'ils rencontreront de la part de leurs voisins, deviendront plus circonspects et apporteront plus d'attention à la traversée des gisements pétrolifère** .
En règle générale, il est indiqué de ne pas traverser les lentilles pétrolifères à l'aide du système de forage à courant d'eau, mais bien de le faire à l'aide du système à sec. On emploie, dans ce but, un dispositif de forage combiné qui permet d'employer indifféremment l'un ou l'autre système.
En dehors de l'inconvénient indiqué plus haut que l'on reproche au système à l'eau, celui-ci en présente encore d'autres qui font que ce système ne peut trouver un emploi général. Ces inconvénients sont plus ou moins les suivants :
1° L'emploi du système à courant d'eau implique l'investissement d'un capital d'acquisition beaucoup plus élevé que le système à sonde articulée ;
2° Les frais de forage à l'eau sont relativement plus élevés que ceux du forage à sec;
3° L'entretien de la sonde du système à l'eau est plus dispendieux que celui de la sonde du système à sec ;
4° L'emploi du système à courant d'eau ne peut s'appliquer à la traversée de toutes les formations de terrains. Dans les terrains durs et les grandes profondeurs, les cas de ploiement et de rupture de la sonde à la partie inférieure de celle-ci sont fréquents ;
5° Le système à l'eau exige beaucoup d'eau que Ton n'a pas toujours à sa disposition en quantité suffisante ;
6° Le système à l'eau & les mômes inconvénients que le système à sonde articulée et n'a pas ses avantages;
7° En forant à sec, à la première rencontre de pétrole, on peut déjà recueillir une certaine production et couvrir une partie des frais de continuation du forage, si pas tous. Par le forage à courant d'eau, on ne peut obtenir la moindre quantité de pétrole avant que le sondage soit entièrement terminé, car toute la colonne d'eau repousse ou retient tout le pétrole rencontré dans les patois du trou de sonde.
Pour employer rationnellement le système de forage à l'eau, il faut que le manteau de morts-terrains, qui recouvre les gisements pétrolifères, ait au moins deux à trois cents mètres d'épaisseur, ou que les terrains, devant lesquels on se trouve, présentent des difficultés de forage particulièrement grandes. Si la profondeur des puits à faire ne doit pas dépasser ce chiffre, il y a tout intérêt à employer le système à sec qui, en ce cas est rapide et peu coûteux. Pour la traversée de fortes épaisseurs de mortsterrains, on applique le système de forage à l'eau que l'on transforme en système de forage à sec aussitôt que l'on pénètre dans les terrains à faciès pétrolifère.
Si on a à exploiter des terrains contenant des gisements pétrolifères à partir d'une faible profondeur, il est tout indiqué d'employer le système de forage à sec quelle que soit la profondeur finale des sondages entrepris, de manière à ne pas nuire à la production des gisements supérieurs pendant que l'on poursuit la recherche des gisements inférieurs.
L'application du système de forage à courant d'eau a excité, en ces dernières années, la verve des sondeurs-inventeurs, qui se sont ingéniés à trouver des dispositifs de battage qui devaient, à leur avis, répondre à tous les besoins. Comme toujours, en pareil cas, si les gens d'expérience et de pratique se sont contentés d'appliquer les dispositifs, qu'un long emploi avait montré les meilleurs en les modifiant, de manière à en obtenir le meilleur effet utile, tous les novices, tous ceux à qui l'expérience n'avait pas donné du raisonnement, se sont lancés dans des projets plus uto piques les uns que les autres. Nous vîmes alors apparaître toute une série d'appareils, que la mise en pratique ne tarda pas à démontrer comme faisant bel effet sur le papier, mais n'en faisant qu'un très mauvais sur le terrain. Si l'on voulait les décrire tous, il faudrait un volume de plusieurs centaines de pages. Nous ne pouvons songer à entreprendre un tel travail, ce serait dépasser le but que nous nous sommes proposé de ne décrire que des outils et des appareils pratiques ,
Nous ne décrirons donc que le principe des dispositifs de forage qui ont montré des qualités supérieures, quitte au lecteur à l'appliquer suivant ses besoins, en y ajoutant les accessoires qu'il trouvera les meilleurs. Chaque dispositif de forage peut être plus ou moins profondément modifié ou combiné avec un autre, le principe seul de chacun d'eux en fait la qualité.
Avant de passer à la description des dispositifs de battage, nous dirons quelques mots des outils usuellement employés, afin de pouvoir bien comprendre la marche de travail de tout système de forage à courant d'eau.
Outillage.
La forme des outils employés pour le système à courant d'eau diffère très peu de celle donnée aux outils du système à sonde articulée. La seule différence est qu'un trou central est foré en longueur de tous les outils de forage pour permettre le passage du courant d'eau.
Tiges de forage. — Nous employons deux calibres de tiges creuses, un calibre plus fort pour la partie inférieure, un plus faible pour la partie supérieure de la sonde. La partie inférieure ayant tout le choc et tout le poids de la partie supérieure à supporter, il est nécessaire qu'elle soit composée de tiges de plus gros diamètre, et que les emmanchements de celles-ci soient établis de manière à résister aux chocs répétés les plus énergiques. La partie supérieure, n'ayant qu'à supporter le poids de tout ce qui est suspendu, doit surtout résister à la traction et au fouettement. Les tiges supérieures peuvent donc être de plus faible diamètre et être plus légères.
Nos tiges creuses proviennent de tubes d'acier de Suède, doux, soudés ensemble à la soudure oxhydrique par un procédé spécial, de manière à obtenir une longueur de 10 mètres. A chacun des bouts est soudé un court bout de tube, de forte épaisseur dans lequel on découpe, d'un côté, le mâle, de l'autre, la femelle d'emmanchement. Les emmanchements sont munis de plats pour la prise, par la fourche de retenue ou par la clef de serrage (ûg. 1, pi. VIII).
Nous avons soin, avant d'employer nos tiges de forage, de leur faire subir une traction supérieure à celle à laquelle elles auront à résister pendant le travail, de manière à éliminer toutes celles qui pourraient présenter quelque défaut de fabrication. Cette épreuve des outils destinés à travailler, surtout par traction, est recommandable en toute occasion, car elle permet bien souvent d'éviter des accidents graves et toutes les pertes énormes en temps et en argent qui s'ensuivent.
Maîtresse- tiges. — Les dimensions et les formes sont exactement les mêmes que celles données aux maîtresse-tiges du système à sonde articulée. Elles sont percées longitudinalement d'un trou d'un diamètre aussi grand que possible, sans que cela nuise trop, cependant, à la force des tenons. Leur longueur doit être de 10 mètres, en deux pièces chacune de 5 mètres (ûg. 2, pi. VIII).
Trépans. — Les trépans doivent provenir d'acier spécial, excessivement dur. Nous leur donnons la forme indiquée par la figure 3, pi. VIII. On remarque que deux renflements sont laissés de chaque côté de la lame; dans ces renflements sont creusés les trous pour le passage du courant d'eau, et qui se rejoignent près de l'emmanchement pour se confondre en un seul qui traverse le tenon du trépan.
Cette disposition des ouvertures de sortie de l'eau de chaque côté de la lame permet, suivant la nature des terrains à forer, de laisser ces ouvertures à une plus ou moins grande hauteur au-dessus du tranchant sans apporter de changement à la forme du trépan.
Ainsi, dans les grès, il est indispensable de mettre les ouvertures de sortie de l'eau aussi près du tranchant que possible, afin que l'eau frappe vigoureusement le fond et en opère un lavage énergique. Dans les terrains tendres, les sables, des éboulements, il est quelquefois indiqué d'avoir ces ouvertures un peu plus haut, afin d'en empocher l'obstruction par des débris trop volumineux.
On donne aux trépans excentriques la môme forme qu'aux trépans ordinaires.
Raccord. — Pour réunir la maîtresse-tige aux tiges ordinaires, on emploie un raccord (fig. 4, pi. VIII) portant, d'un côté, une douille se vissant sur le tenon de la maîtresse-tige, et, de l'autre, un tenon fileté se raccordant avec les tiges. Des plats y sont ménagés pour pouvoir le saisir avec la griffe ou la clef de serrage.
Clefs de serrage. — Le vissage du trépan sur la maîtresse-tige devant être assez léger pour que, en cas d'accident, on puisse facilement en opérer le dévissage dans le trou de sonde par les moyens ordinaires, les clefs de serrage doivent être moins fortes que pour le système à sonde articulée. On leur donne la même forme, quoique de dimensions moindres (fig. 5, pi. VIII).
Pour opérer le serrage, on emploie un levier à chaînes, dont une maille de chacune d'elles est passée dans le bout fourchu de chaque clef.
Presse- tiges. — On est souvent amené à maintenir la sonde suspendue à n'importe quelle hauteur du fond; dans ce but, on emploie la griffe à charnière dont la figure 1, pi. IX, nous dispense de toute description.
Pied-de~biche. — Pour relover la sonde, nous employons un instrument appelé pied-de-biche (fig. 2, pi. IX). Il se compose d'un cylindre creux A muni d'un retrait qui prend en dessous de l'épaulement du mâle quand on y introduit l'emmanchement de la tige. On second cylindre B entoure le premier et glisse sur lui à frottement doux ; une ouverture correspondant à celle du cylindre A y est découpée. Après introduction de l'emmanchement dans l'intérieur de l'instrument, en imprimant un mouvement de rotation d'un quart de tour au cylindre B, celui-ci présente sa partie pleine à l'ouverture du cylindre A et la ferme complètement. Une rainure, aux bouts de laquelle vient buter un ergot C, limite le mouvement de rotation du cylindre enveloppant.
Tête de sonde. — Pour réunir la sonde creuse à la pompe d'injection, on y visse une tête creuse (fig. 3, pi. IX). Cette tête se compose d'un manchon A muni, d'un côté, d'une douille B se vissant sur le raccord de tiges C, de l'autre côté, d'une boite à bourrage Z), dans laquelle on introduit un tuyau E à rebord, sur lequel un joint quelconque est pressé par le calfat à vis F Sur le tuyau E se visse un coude à cannelures G, que l'on réunit à un tuyau en caoutchouc par un serre-joint (fig. 4, pi. IX). Le filet du calfat F doit être à gauche pour empêcher que, sous le mouvement de rotation à droite de la sonde, le calfat ne se dévisse. Un trou central traverse la tête de sonde entière pour le passage du courant d'eau.
Tourne-sonde (ûg. 5, pi. IX). — Pour faire tourner la sonde pendant le battage, on emploie un tourne-sonde venant de deux griffes a b réunies par deux boulons et embrassant étroitement la tige. On fixe le tourne-sonde à la hauteur convenable.
Fourche de retenue (fig. 6, pi. IX). — Sur le plan supérieur de la fourche est rivée une plaque de forme convenable de façon que, le maie de la tige reposant dans la fourche par son retrait, la plaque le saisit par le plat qui y est ménagé.
Taraud (ûg 1, pi. IX). — Quand une tige vient à casser dans un trop petit diamètre, pour qu'on puisse la saisir avec tout autre instrument, on se sert du taraud que l'on visse dans la tige même.
Porte-sonde. — Afin de pouvoir saisir la sonde extérieurement à n'importe quelle hauteur, et la maintenir suspendue au balancier de battage, on se sert du porte-Fondé (fig. 8, pi. IX). Il se compose d'une bague A, munie de deux tourillons qui sont saisis par deux oreilles B C suspendues sur les chaînes ou les cordes de battage. Un anneau D,
roulant sur un train de galets, est introduit dans la bague A ; deux cales EF y sont glissées et cernent la sonde dans l'anneau.
Pompe foulante. — La meilleure pompe et la seule recommandable est à plongeurs avec joints extérieurs. Pour qu'elle prenne moins de place, on la construit ordinairement verticale avec deux cylindres à vapeur compound dont les tiges de piston sont réunies directement aux pistons de la pompe. Des bielles en anses réunissent les tiges des pistons avec un arbre coudé sur lequel sont calés deux forts volants. Des excentriques règlent l'admission de la vapeur aux cylindres. Par des ouvertures disposées convenablement, on doit pouvoir vérifier facilement l'état des soupapes. Les joints des pistons étant extérieurs, on peut facilement en renouveler la garniture.
Une telle pompe peut fouler de l'eau boueuse sans que ses organes en subissent la moindre usure.
Pour empêcher que la pression ne monte trop haut par suite de l'inattention du personnel, on place une soupape de sûreté sur la conduite de la pompe à la sonde, de même que pour empêcher la fuite de l'eau de toute la pompe quand celle-ci est arrêtée, on met un clapet de retenue au bout du tuyau d'aspiration.
Pour que l'enlèvement du fond du trou de sonde, des particules gréseuses assez volumineuses, soit plus facile, il est préférable d'employer une eau trouble, chargée d'une boue schisteuse ou marneuse plutôt que complètement claire. 11 suffit, par la décantation, d'opérer la séparation des particules gréseuses que contient l'eau à sa sortie du trou de sonde. Elle peut ensuite être reprise par la pompe chargée de toute la pâte grasse du terrain.
Tuyau en caoutchouc. — On relie la sonde à la pompe par un tube en caoutchouc de 3 à 4 pouces de diamètre, et capable de résister à une pression de 15 à 20 atmosphères. Pour le préserver de l'usure trop rapide extérieure, on le garnit de bandes de toile collées.
1 Dispositifs de battage.
Dispositif Raky (fig. 1, pi. X). — Le balancier A est suspendu par les boulons b c, les axes d e, les ferrures f g sur une pièce de bois B s'appuyant sur un jeu de ressorts en spirale rangés sur la pièce C. L'axe du balancier d est maintenu par ses bouts dans des joues h i fixées sur les montants du chevalet ; k l. Le balancier reçoit son mouvement oscillant d'un excentrique m calé sur l'arbre de couche n du treuil de manœuvre par l'intermédiaire d'une bielle o. La sonde est reliée au balancier par un couple de serre-tiges (ûg. 2, pi. X), que l'on fixe sur la tige à hauteur convenable. Ce dispositif de soutien se compose d'un siège A oscillant par ses tourillons dans les paliers B C, fixés sur la tête du balancier. Les mâchoires à charnières D E se placent Tune sur l'autre sur le siège A. La tige de forage est introduite par le haut entre les mâchoires et serrée dans celles-ci par le jeu des vis F O, qui repoussent les griffes a b. Sur les vis F O sont placées à demeure fixe deux clefs, dont on peut changer la position à volonté en les attirant vers le bout tourné des vis et en leur imprimant une oscillation convenable; les ressorts c d repoussent les clefs sur le carré des vis F O. La mâchoire supérieure E porte quatre tiges p qr s qui glissent dans des trous ménagés à même la mâchoire, et qui sont repoussées vers le bas par des ressorts 'en spirale.
Le jeu de ce dispositif est facile à comprendre :
Les mâchoires étant serrées sur la sonde, on fait tourner celle-ci, pendant le battage, en s'aidant des clefs de serrage. Si on veut lâcher la sonde, on desserre premièrement la mâchoire D, qui est soulevée d'une hauteur réglée d'avance par le jeu d'écrous serrés sur l'extrémité des tiges p q r s, et on la serre à nouveau dans cette nouvelle position. Cela fait, on desserre la mâchoire E> la sonde glisse sous son poids et s'appuie de nouveau sur la mâchoire D qui s'abaisse.
Si Ton veut relever la sonde pendant le battage, ou si l'on veut faire passer l'emmanchement des tiges au delà des mâchoires de serrage, on imprime un mouvement de rotation convenable à une vis sans fin t, qui engrène avec deux roues dentées u v, se vissant sur les boulons b c; le balancier se soulève en relevant la sonde.
Le treuil de manœuvre de la sonde se compose d'un tambour et d'une série d'engrenages commandés par des embrayages à friction, qui reçoivent leur mouvement de rotation d'un moteur quelconque par l'intermédiaire de l'arbre w, la poulie w et la courroie œ. Le tout est fixé sur le soubassement du chevalet de battage.
Par la suspension du balancier sur une série de ressorts, on obtient un mouvement de battage plus doux avec amortissement des chocs; ensuite, la sonde étant lancée avec une grande vitesse sur le fond, donne un effet utile beaucoup plus élevé.
Raky obtint en Allemagne et en Belgique des avancements de plus de 200 mètres en 24 heures de travail, dans des terrains particulièrement faciles à forer. Il essaya aussi d'introduire son système de sondage en Galicie et en Roumanie; mais il ne put arriver à aucun résultat satisfaisant, car son système n'était pas agencé pour la traversée de terrains aussi difficiles à sonder que ceux de ces pays.
Le dispositif de suspension du balancier sur des ressorts du système Raky peut aussi s'adapter à un treuil de manœuvre à courroies. Il suffit d'apporter quelques légères modifications au chevalet de soutien des tambours d'enroulement.
Dispositif Vogt (fig, 3, pi. X). — Ce dispositif présente peu de différence comme disposition générale avec le dispositif Raky. Au lieu de suspendre son balancier sur des ressorts, Vogt place ceux-ci en dessous des mâchoires de serrage et de l'axe de la bielle, de manière que, pendant le battage, le balancier subit un mouvement d'oscillation plus rapide que la bielle.
Vogt emploie, pour fixer la sonde au balancier, le même dispositif de serrage que Raky. Le balancier reçoit son mouvement également d'un excentrique. Le treuil de manœuvre est aussi à engrenages. Le balancier est suspendu sur le chevalet de battage par le même dispositif que celui de Raky.
Vogt a aussi obtenu en Allemagne et en Belgique des avancements de plus de 200 mètres par jour. En fait, les deux dispositifs, Raky et Vogt, construits sur le même principe, donnent exactement les mêmes résultats.
Ils emploient des tiges de forage à manchons, comme le montre l'emmanchement du milieu de la tige v fig. 6, pi. VIII). Pour relever la sonde, ils se servent d'un pied-de-biche ou d'une tête de sonde (fig. 9, pi. IX).
Dispositif Fauck (fig. 4, pi. X). — Une chaîne A passe sur les poulies B C, embrasse la poulie D, qui reçoit un mouvement d'oscillation par l'intermédiaire d'un boulon calé excentriquement sur le bout de l'arbre de couche du treuil, passe sur la poulie E et va s'enrouler sur le tambour F, commandé par une roue dentée engrenant avec une vis sans fin. Un contrepoids, attaché à la poulie D, contrebalance tout le poids de la sondo et réduit l'effort du moteur au minimum.
Les manœuvres se font à l'aide de tambours commandés par des courroies et fixés sur le chevalet de battage.
Ce dispositif de forage, d'une grande simplicité, est assez employé pour la recherche du pétrole en Galicie et en Roumanie.
Le boulon de support de la poulie-excentrique peut se déplacer, de manière à donner une course plus ou moins grande. On peut, de cette façon, employer à volonté soit le système de forage à la glissière, soit le système de forage à courant d'eau.
Dispositif Fauck (fig. 1, pi. XI). — Concurremment avec le dispositif décrit plus haut. Fauck emploie encore un autre dispositif basé sur un autre principe.
Il se compose d'une boiserie abcdefgh, supportant un balancier i, qui reçoit un mouvement d'oscillation d'un excentrique venant de l'arbre de couche même par l'intermédiaire d'une bielle. La sonde est suspendue sur une corde en fil d'acier, qui passe sur les poulies j A, et va s'enrouler sur un tambour l commandé par une série d'engrenages engrenant avec une vis sans fin. Le poids de la sonde est contrebalancé par un dispositif à ressort en spirale m, fixé, d'un côté sur le soubassement, de l'autre au balancier. Un volant-écrou n permet de tendre les ressorts à volonté.
Le treuil de manœuvre, à tambours commandés par des courroies, est entièrement séparé du treuil de battage et reçoit son mouvement à part du moteur. Il est placé de l'autre côté du trou de sonde, sur le même axe que celui du treuil de battage.
Ce dispositif n'est pas combiné pour travailler soit à sec, à la glissière, soit avec courant d'eau et sonde rigide. On ne peut l'employer que pour ce dernier mode de travail. C'est un grand désavantage pour la recherche du pétrole. On peut cependant facilement le modifier en y adaptant un excentrique de battage à course interchangeable tel que ceux montrés par les figures 2 et 3, pi. XI.
Pour relier la sonde à la pompe foulante et la suspendre sur le balancier, Fauck emploie la tête de sonde (fig. 10, pi. IX).
Elle se compose d'un manchon A porté par un anneau à tourillons B sur lequel roule un train de galets. Deux écrous a b rendent l'anneau B solidaire du manchon A. Un tuyau à rebord C est glissé dans la boîte à. bourrage; un joint est pressé sur le tuyau C par un calfat D. Un coude cannelé est vissé sur le bout du tube C et est relié au tuyau en caoutchouc de la pompe foulante par une bride. Deux tringles E F permettent de suspendre le tout sur la corde de battage. Un raccord G relie la tète de sonde aux tiges.
La figure 6, pi. VIII, montre la forme que donne Fauck à ses tiges de forage. Elles sont en deux pièces, réunies par un manchon et coiffées, d'un côté, d'un manchon mâle et, de l'autre, d'un manchon femelle. Le manchon mâle est muni d'un retrait cylindrique, qui permet de saisir la tige dans un pied-de-biche, et d'un carré pour la fourche de retenue ; le manchon femelle est muni d'un carré pour la clef de serrage. Les bouts filetés des tiges sont légèrement coniques, munis d'un filet à gros pas et portent l'un sur l'autre.
La figure 7, pi. VIII, montre le pied de biche employé par Fauck. Il se compose d'un cylindre A, dans lequel est découpée une ouverture pour le passage de la tige; un anneau B en retombant retient la tige prisonnière dans le pied-de-biche. Le tout est suspendu sur un anneau- tournant et une chaîne que l'on relie au contre-poids de la corde de manœuvre.
Fauck construit ses trépans comme le montre la figure 8, pi. VIII. Il n'y a qu'un trou central qui aboutit au centre de la laine.
Il fait constamment filer ses colonnes de tubes au fur et à mesure de l'enfoncement, de manière à avoir toujours sa sonde garantie contre les écoulements. Dans ce but, il surmonte son trépan d'un élargisseur à ailettes (fig. 11, pi. IX), que nous décrivons plus loin, muni de canaux pour le passage du courant d'eau. Il fore le trou et l'élargit en même temps.
Il injecte l'eau par la colonne de tubes de garantie et la fait ressortir par l'intérieur des tiges de forage. Dans ce but, il visse sur la tête de sa colonne hermétique ou de garantie une tète de tubes (fig. 12, pi. IX). Elle consiste en un tube en fonte A, muni d'une tubulure latérale B que l'on relie à la pompe foulante à l'aide d'un tuyau en caoutchouc. Une boite à bourrage C se visse sur le tube A. La dernière tige de la sonde traverse la boîte à bourrage et fait joint dans celle-ci. Il emploie encore la tête de tubes (fig. 1, pi. XXXVIII), construite sur le même principe.
Par ce moyen, Pauck opère un enlèvement plus facile et plus rapide des débris volumineux arrachés par le trépan à la roche, le courant ascendant d'eau dans les tiges ayant une vitesse plusieurs fois supérieure à la vitesse du courant descendant dans la colonne de garantie, vitesse que l'on ne pourrait jamais obtenir par cette dernière.
Le dispositif Fauck, basé en grande partie sur un principe mis depuis longtemps en pratique dans les exploitations pétrolifères, est le seul de ce genre qui ait réussi à donner de bons résultats en pays pétrolifères, tels que la Galicie ou la Roumanie.
Fauck a creusé en Galicie, entre autres, plusieurs puits à des profondeurs d'environ 1000 mètres avec une rapidité remarquable et un prix de revient relativement peu élevé.
Dispositif Lapp (fig. 4, pi. XI). — Sur un chevalet ABC oscille un balancier î) qui reçoit son mouvement d'une manivelle par l'intermédiaire d'une bielle E. Deux chaînes de Galle passent sur des poulies F G fixées sur la tête du balancier D, vont engrener avec les roues dentées H I J commandées par la roue K et la vis sans fin /, passent sur les poulies m w, pour rejoindre ensuite un contrepoids guidonné dans une cage métallique. Les chaînes supportent un dispositif à ressorts sur lequel la sonde repose par l'intermédiaire d'une griffe tournant sur un jeu de galets. La vis sans fin l est commandée du sol à l'aide d'une tringle en deux pièces, glissant l'une dâhs l'autre en p.
La manivelle (fig. 3, pi. XI) est construite de façon à pouvoir modifier la course depuis OroOô jusque m 50. On peut, en conséquence, employer ce dispositif de battage, soit pour le système à la glissière, soit pour le système à courant d'eau.
Elle se compose d'une joue A, dans laquelle une rainure longitudinale est découpée ; on y glisse premièrement un certain nombre de blocs d'acier a b c d e> ensuite le boulon de battage, et l'on remplit le reste de la rainure avec d'autres blocs f g h. Une cale i presse le tout dans la joue A. Une plaque j ferme la rainure et est fixée sur la joue à l'aide de vis.
On comprend facilement que, si l'on veut modifier la course du balancier, il suffit de déplacer les blocs d'acier pour repousser ou rapprocher le boulon de battage du centre de l'arbre de couche.
Lapp emploie pour la manœuvre de la sonde, un treuil à eugrenages séparé du treuil de battage et placé de l'autre côté du trou de sonde en ligne directe avec ce dernier.
Ce dispositif de forage, avec lequel on a foré un puits de 1,000 mètres en Galicie
pourrait, en y ajoutant un treuil de manœuvre à courroies, donner de très bons résultats pour la recherche du pétrole.
Dispositif Petit (fig. 5, pi. II). — Dans notre dispositif de forage, au contraire de ce que font Fauck et Lapp, nous réunissons les deux treuils de manœuvre et de battage ensemble, de manière qu'ils soient aussi peu encombrants que possible et que leur montage soit plus rapide et plus facile.
Un balancier A oscille sur le chevalet B, et reçoit son mouvement d'une double manivelle à course interchangeable C par l'intermédiaire d'une bielle extensible D. La sonde est suspendue au balancier par un porte-sonde E, soutenu par les cordes F G qui passent sur les poulies H I, et vont se réunir à une seule corde / par l'intermédiaire d'un levier K. Cette corde J passe sur la poulie L et va s'enrouler sur le tambour m, commandé par les roue9 d'engrenage n o p; cotte dernière engrène avec une vis sans fin q, que l'on peut relever à volonté à l'aide de la vis r et du volant s. La vis sans fin q est commandée par un volant à manettes t.
Le poids de la sonde est contre-balancé par une série de ressorts intercalés entre les deux pièces u v. Une bride à vis w permet d'allonger la bielle et de presser le balancier sur les ressorts, suivant les besoins. Le tambour de manœuvre est placé au-dessus du balancier, sur le chevalet A C D et reçoit son mouvement par courroie d'une poulie de commande E\
La double manivelle se compose de deux joues A B (fig. 2, pi. XI), munies chacune d'une rainure en queue d'aronde et dans lesquelles le boulon C est glissé. Des goupilles à écrou calent le boulon C dans les joues A B. Par un simple glissement du boulon C dans les rainures des joues,. et par une simple interposition des goupilles, on obtient un changement' de course depuis 0*05 jusque m 50.
Dispositif Petit, combiné pour le forage à sonde rigide et courant d'eau, à sonde articulée avec glissière ou chute libre, et à la corde. — Un dispositif de forage rationnellement construit pour la recherche du pétrole à grande profondeur, présente les conditions suivantes :
1° Il faut que le point d'attache de la sonde au dispositif de battage soit assez élevé pour qu'on puisse allonger la sonde d'une longueur de tige d'au moins 5 mètres, afin que cet allongement se fasse aussi rarement que possible ;
2° U faut que le dispositif de lâchage de la sonde donne assez de force pour relever celle-ci très facilement pendant le battage, et que ce lâchage puisse se régler à un millimètro près ;
3° Pour le forage à sonde rigide et courant d'eau, il faut que l'excentrique de battage reçoive son mouvement d'un moteur marchant à une vitesse raisonnable ;
4° Il faut que le dispositif de manœuvre de la sonde donne une grande vitesse de remonte et de descente avec une force suffisante pour relever la sonde de toute profondeur sans le secours de palans ;
5° Il faut pouvoir passer du système de forage à courant d'eau au système à sonde articulée et vice-versa, sans faire subir aucun changement au dispositif de battage, et cela en quelques instants ;
6° Il faut que tout le poids de la sonde soit contre-balancé, pour réduire l'effort du moteur au minimum ;
7° U faut que le dispositif de manœuvre soit muni d'un dispositif de curage à la cordelette pour le forage à sec ;
8° Il faut que le dispositif de battage soit disposé de façon que le balancier
reçoive un choc à la relevée de la sonde et un autre à la descente, en cas de forage à la chute libre.
Nous avons appliqué ces différentes conditions à la construction de notre dispositif de forage (ûg. 1, pi. XII).
Sur les quatre pièces longitudinales a b c d viennent se placer les quatre pièces transversales e f g h, dont e g soutiennent les montants de la chèvre. Sur les pièces f g h sont boulonnées les pièces % j k l de soutien des paliers des arbres de couche du treuil. Le chevalet m n op de battage est dressé sur les pièces j k et supporte les traverses q r, sur lesquelles les paliers s t du balancier u sont fixés. Le balancier u reçoit son mouvement d'un excentrique r, calé sur un arbre to ou d'une manivelle x f calée sur le bout de l'arbre y, par l'intermédiaire d'une bielle v\ L'arbre to est commandé par l'arbre y, par l'intermédiaire de deux roues d'engrenage, faisant corps, l'une avec la manivelle x, l'autre avec l'excentrique v (flg. 2, pi. XII).
Le balancier u porte deux poulies z z\ sur lesquelles passe un câble plat en fils d'acier, qui va s'enrouler sur un tambour a', commandé par un jeu d'engrenages engrenant avec une vis sans fin b\ et qui soutient la tête de sonde ç' ; celle-ci est reliée à une conduite en tubes d par l'intermédiaire d'un tuyau en caoutchouc, e\ Des ressorts en spirale f appuient sur l'extrémité antérieure du balancier u par la tige g* ; un volant à main A' permet de tendre les ressorts à volonté.
Le dispositif de manœuvre comprend un rouleau *', muni de deux tambours /" k' de diamètres différents, commandés chacun par les roues de commande /' m', également de diamètres différents, à l'aide de courroies. Du rouleau i' partent deux câbles ronds en fils d'acier qui vont, en passant sur les poulies rC o' du haut de la tour, rejoindre un contre-poids p' par l'intermédiaire d'un levier oscillant. Un tambour q 1 d'enroulement de la cordelette de curage reçoit son mouvement par la courroie d'une poulie r' calée sur l'arbre to. La cordelette de curage part du tambour q' et passe sur la poulie s\ suspendue sur la pièce f par le moyen déjà décrit autre part, pour soutenir la cuillère u\ Les rouleaux de friction des courroies de manœuvre sont supportés par des tringles oscillant sur le bout de collets venant des poulies de commande mêmes.
Pour le forage à sonde rigide et courant d'eau, le dispositif est monté comme le montre la figure. Si l'on veut passer au forage à sec, il suffit de détacher le collier d'excentrique de la bielle en détachant l'emmanchement à cale, dont celle-ci est munie, et de le remplacer par un étrier à paliers (fig. 3, pi. XII). On attache la bielle v* au bouton de la manivelle a?, après avoir enlevé la tige g' et reculé le palier w' vers le bout du balancier, de façon qu'il soit d'aplomb avec la manivelle; le tout est prêt pour le battage à la glissière ou à la chute libre.
Poui le battage à la chute libre, le balancier reçoit un choc en frappant sur les pièces x' y\ Si la profondeur du trou de sonde est trop faible, partant le poids des tiges trop léger pour qu'on puisse obtenir un déclanchement facile de l'instrument à chute libre, en suspendant la sonde sur le câble de lâchage, on peut remplacer celui-ci par une vis de rappel que l'on attache au balancier à la place de la poulie z.
Si l'on veut employer le système à la corde, on se sert du tambour q' pour l'enroulement de la corde et d'une vis de rappel, employée ordinairement pour ce système de sondage ; on peut encore attacher la corde de battage au câble plat de lâchage par la bride bien connue.
Pour la remonte de la sonde d'une grande profondeur, on se sert du tambour A';
quand la plus grande partie en est remontée, on se sert du tambour ;'. Pour la descente de la sonde, on se sert alternativement des deux tambours, premièrement du tambour j\ pour relever le pied de biche à hauteur de tige, et secondement, du tambour k* pour soulever la sonde de la fourche de retenue, quand elle devient trop pesante pour qu'on puisse le faire avec le tambour ;'
La figure 2, planche XII, montre la liaison de l'excentrique avec la manivelle de battage, la figure 3 le collier d'excentrique, tandis que la figure 4 montre la disposition du soubassement du treuil.
Mode d'emploi du système à sonde rigide avec courant d'eau.
Ordinairement, on creuse un avant-trou d'une certaine profondeur, soit à la main, soit à la tarière, soit encore par le système à la glissière, avant d'appliquer la sonde à courant d'eau. On a, de la sorte, déjà un certain poids de sonde qui donne par sa chute sur le fond un choc suffisant.
Ayant attaché la sonde au balancier par le moyen dont on dispose, on y injecte un courant d'eau; on met le balancier en mouvement et on laisse glisser la sonde jusqu'à ce qu'elle touche le fond. La sonde en frappant sur le fond rend un son qui guide le chef-sondeur dans le réglage de sa longueur; par la pratique, il saisit très bien le moment où il doit laisser glisser la sonde d'une quantité nécessaire pour que le choc produise tout son effet utile. Quant à la vitesse de battage, elle est réglée de façon que le jeu de la sonde soit bien régulier.
Le forage à la sonde rigide est le plus simple que l'on puisse imaginer; toute l'attention doit être portée sur la durée du choc. On doit surtout éviter de tenir la sonde trop lâche, car il peut s'en produire, en ce cas. des ruptures ou des ploiements de la partie inférieure. Le mieux est de tenir la sonde bien tendue et de profiter de l'allongement des tiges et de l'affaissement, soit des ressorts, soit de tout le dispositif de battage pour obtenir un choc vigoureux sur le fond.
On compare la dureté des différentes couches de terrains traversés en tenant compte du temps mis à la perforation d'une certaine hauteur. Le son rendu par la sonde est aussi un moyen d'indication précieux.
On recueille de temps en temps des échantillons de détritus ramenés par le courant d'eau et on les classe avec soin.
Quand on approche des couches pétrolifères, on voit l'eau de retour se recouvrir d'une légère teinte irisée, même de gouttes de pétrole. On doit alors apporter toute son attention à la traversée des différentes couches pour bien reconnaître celles qui sont pétrolifères de celles qui ne le sont pas.
On doit aussi mesurer avec soin le volume d'eau ajouté pour compenser les pertes de façon que, si l'eau d'injection était absorbée, soit par une cassure, soit par une couche absorbante, on puisse s'en rendre compte immédiatement.
Les nappes aquifères, que l'on rencontre souvent dans les couches supérieures, peuvent absorber un volume d'eau égal au volume qu'elles pourraient produire. On est, pour cette raison, souvent obligé de procéder à une fermeture des eaux à une faible profondeur.
On rencontre souvent dans les terrains pétrolifèrcs des couches d'eau artésienne qui s'infiltre de la surface en profondeur suivant le pendant des couches. Si leur puissance hydrostatique est compensée par une colonne de liquide suffisamment haute dans le trou de sonde, on ne constate pas leur présence, et ce n'est que plus tard, quand on met le puits en exploitation, c'est-à-dire quand on soutire une certaine quantité de liquide, que Ton constate la venue d'une eau que l'on ne soupçonnait pas. En un cas semblable, l'eau que l'on injecte ne reste pas absorbée, car tout son poids suffit pour contre- balancer la pression de l'eau artésienne qui, d'ailleurs, par le frottement dans les terrains, rencontre une grande résistance dans ceux-ci.
Il est bon, de temps en temps, d'enlever toute l'eau du trou de sonde pour se rendre compte si l'on n'a pas traversé une couche aquifère ou môme pétrolifère sans s'en apercevoir. De plus, il est bon, quand on arrive dans des terrains à faciès pétroliféres, de ne tuber qu'avec des tubes perforés qui laisseront passer le liquide tout en maintenant les terrains.
Système à percussion automatique de Wolski.
M. Wolski a inventé et mis en pratique un nouveau système de forage basé sur un principe que l'on avait déjà cherché à utiliser en sondage, il y a de nombreuses années. La sonde qu'il emploie consiste en tubes d'un diamètre de 2 à 3 pouces qui soutiennent un moteur donnant au trépan un mouvement rapide de va-et-vient sous la simple pression de l'eau que l'on injecte dans la sonde.
Le moteur (fig. 9, pi. VIII) se compose d'un piston a jouant dans un cylindre b; la tige du piston a est reliée à un trépan c de 150 kilogr. de poids environ ; un ressort en spirale d tend à relever constamment le piston a; une soupape évidée e ferme les ouvertures d'échappement f g, et reste suspendue sur un ressort h à une certaine hauteur au-dessus de son siège; un tube t enveloppe le moteur et a son ouverture un peu au-dessus de la lame du trépan.
Voyons maintenant comment fonctionne cet appareil : le moteur est descendu sur le jeu de tiges creuses que l'on relie à une puissante pompe foulante par un tuyau en caoutchouc, et l'on injecte un courant d'eau dans la sonde sous une pression de 15 à 20 atmosphères; l'eau passe par les ouvertures f g; mais aussitôt qu'elle acquiert une vitesse suffisante, elle entraine la soupape e et l'applique sur son siège, tandis que la pression se reporte sur le piston a, ce qui amène un projettement de celui-ci et un choc violent du trépan sur le fond du trou de sonde. Au moment où le piston a est arrêté dans sa chute, il se produit une vibration dans la colonne liquide, la soupape e se soulève et laisse l'eau de nouveau couler par les ouvertures f g, tandis que le piston est relevé à hauteur par l'effet du ressort antagoniste d. Il se produit une nouvelle fermeture des évents f g, une nouvelle chute du piston et ce jeu se continue sans interruption, tant que l'on foule de l'eau à grande pression dans la pompe. L'inventeur calcule qu'avec une pression de 20 atmosphères, le trépan reçoit plus de 3000 vibrations par minute. La hauteur de chute n'est que de 4 à 5 centimètres, mais, vu le nombre de coups donnés en un temps voulu, on comprend que l'avancement soit rapide. L'eau qui coule par les ouvertures f g circule dans le tube
i et va laver le fond pour remonter au soi chargée de détritus. On tient la sonde suspendue sur un palan, tout en la faisant tourner, et on la laisse glisser insensiblement au fur et à mesure de l'enfoncement.
Cet appareil fonctionne admirablement bien et donne des avancements énormes ; cependant, quoique d'une grande simplicité, il demande encore trop de réparations et est, en somme, un instrument bien délicat à mettre entre les mains d'un personnel bien souvent si peu soigneux. N'était cet inconvénient, ce nouveau système de forage présenterait l'idéal souhaité, car il n'est plus besoin de dispositif de battage plus ou moins compliqué, la sonde restant immobile et le moteur, seul, travaillant au fond. Nous craignons bien que l'inventeur ne rencontre beaucoup de difficultés à appliquer son système sur une grande échelle, celui ci demandant un personnel d'élite que l'on ne trouve que difficilement.
Comme toujours en pareil cas, une foule d'inventeurs ont cherché d'autres dispositifs basés sur le même principe que celui de Wolski, mais il faut avouer que le résultat de leurs recherches n'est pas toujours heureux. Si l'appareil de Wolski, si simple et si bien compris, présente des difficultés dans son application, que dire d'autres qui ne font que compliquer cette application, sinon qu'ils sont destinés à rester de beaux spécimens de l'ingéniosité humaine, rien de plus.
