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Technologie des forages

Les trépans

Les trépans à molettes ou tricônes sont formés de trois molettes dentées ou équipées de bâtonnets en carbure de tungstène montées par l'intermédiaire de roulements sur les axes de trois bras réunis entre eux par soudure. Un filetage permet de visser l'outil aux masses-tiges.

Le passage de la boue s'effectue sur les côtés du trépan à travers des orifices calibrés de petit diamètre, qui permettent d'augmenter la vitesse du fluide de forage et de réaliser ainsi un nettoyage plus efficace du fond du trou. Le nombre et la longueur des dents ou la forme des bâtonnets de carbure de tungstène des molettes dépendent de la nature du terrain à forer.

Trépans à molettes

Dessin : Trépans à molettes

Dessin

Trépans à molettes. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les paramètres de forage sont choisis suivant les terrains traversés ; la vitesse de rotation est en général comprise entre 50 et 300 tours par minute et la force exercée sur le trépan est de l'ordre de 250 à 1 000 daN par centimètre de diamètre de trépan ; par exemple un trépan pour terrains durs de 311 mm de diamètre pourra être utilisé à 100 tours par minute et 30 000 daN.

La vitesse d'avancement des trépans est fonction de la nature des terrains et varie de 1 à 2 m par heure dans les terrains durs à 30 m par heure et plus dans les terrains tendres. La durée de vie des tricônes à molettes dentées est de l'ordre de 40 heures ; le travail du trépan a pour conséquences : une usure des dents qui peut aller jusqu'à disparition complète ; une usure des roulements qui peut causer la perte d'une molette au fond du trou ; une perte de diamètre dans les terrains abrasifs.

Pour améliorer la durée de vie des tricônes, les paliers des molettes sont lubrifiés et éventuellement lisses. Dans ce cas, la durée de vie de l'outil peut dépasser 150 heures.

Dans les terrains durs, on utilise souvent des trépans constitués de diamants industriels sertis dans une matrice très résistante. La grosseur, le nombre des diamants et la forme de l'outil dépendent des terrains à forer. La durée de vie et le métrage réalisés par ces trépans sont importants et peuvent atteindre 700 à 800 m forés en 100 heures. Leur prix, très élevé [...]

Trépans

Diaporama : Trépans

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Quelques types de trépans. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Forage et tubage

Forage et tubage
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Pétrole : premier forage par Drake

Pétrole : premier forage par Drake
Crédits : AKG

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Trépans à molettes

Trépans à molettes
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Trépans

Trépans
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : ingénieur (E.C.L.) coordinateur forage à l'E.N.S.P.M. F.I.
  • : Directeur de l'Ecole Nationale Supérieure du Pétrole et des Moteurs (E.N.S.P.M.), Rueil-Malmaison.

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Pour citer l’article

Didier BRIGANT, Alexandre LEBLOND, « FORAGES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/forages/