The Drilling Services Surface Coring drill crew used the powerful LF350e along with the new, patented XQ wireline coring rods featuring W-Wall, and the new Longyear diamond bits to successfully directionally drill at an angle of 65 degrees to the client’s required depth – which was almost 10,500 feet (3200 meters). An impressive feat in and of itself, the project had measurable productivity gains and proved the newest Boart Longyear rigs and tooling make a real difference in the field. 

Grâce aux caractéristiques innovantes de la foreuse, combinées aux tiges de carottage les plus profondes du marché et aux mèches les plus rapides et les plus lisses, le succès du projet a également été attribué au talent, à l'expérience et au savoir-faire technique de l'équipe.

Boart Longyear has combined proven technology from its most popular surface coring drill rigs to create the powerful LF350e.The forward tilting head design simplifies the rod handling process and reduces the need for operator intervention and maintenance. The rod breaking clamp is a hydraulic breaking device which means no wrench under power. The foot clamp rotates to break rod joints located between the foot clamp and rod breaking clamp. The rig also features a heated and air conditioned drillers cab to protect the operator from the elements and overhead hazards. Utilizing CAN bus communication and PLC programming, all LF350e functions are controlled electronically. The “e” in LF350e refers to the fully electronic control system. The rig is designed ergonomically to lessen fatigue and stress to the driller and helper. The LF350e has adjustable wireline speed to be able to set to lower the over shot and then pull the tube, which allows a hands-off safer approach. This is just one-way ergonomic design plays a part in reducing fatigue with this drill rig. The beauty of Boart Longyear’s business model of both contract drilling services and a drilling products business is access to immediate, direct, unfiltered feedback from drillers in the field. Drill rigs built for drillers.

A unique combination of -20 degree self-locking reverse flank angle on the threads and symmetrical load distribution when combined with W-Wall double-annealed mid-body, make XQ wireline coring rods some of the deepest rated coring rods in the market. XQ has an increased negative flank angle from of -20 degrees compared to -10 degrees in RQ rods. The increased negative flank angle combined with the double-start threads, nearly eliminate box bulging and provides greater strength in high torque applications.

Les articulations XQ brevetées ont des filetages à double début opposés qui s'alignent automatiquement, de sorte que l'accouplement s'engage en douceur. Ceci fournit une réponse de charge équilibrée et double la surface de contact, ce qui signifie la moitié de la pression de contact. Cette répartition symétrique de la charge augmente considérablement la capacité de charge pour des tiges plus fortes et plus profondes. Le train de tiges plus léger a augmenté la capacité de profondeur de la foreuse et réduit la fatigue des foreuses lors du déclenchement manuel. Le diamètre intérieur élargi a également considérablement réduit le temps de déclenchement du tube intérieur pour une productivité améliorée.

The new NXQ and HXQ W-Wall coring rods feature patent-pending, double-upset tubing, with the same overall weight reduction and faster wireline tripping speed as V-Wall. However, the standard wall thickness in the middle of XQ rod eliminates premature mid-body wear and resists bending, performing like straight wall tubing.

Comme tous les tiges de carottage Boart Longyear, les tubes XQ W-Wall sont étirés à froid à partir d'acier allié nord-américain de haute qualité, uniquement traités selon les spécifications de Boart Longyear.

Boart Longyear a réussi à créer une liaison chimique entre le diamant et la matrice, qui est plus forte que le diamant lui-même. La projection de diamant accrue et le rinçage amélioré du visage créent un peu plus de polyvalence, des taux de pénétration plus élevés et une durée de vie plus longue. Les forets Longyear sont similaires aux gros forets diamantés, mais avec les caractéristiques de forage faciles et lisses, les foreurs préfèrent. Cela se traduit par une augmentation de la productivité tout au long de l'opération et, finalement, par un renforcement du noyau.

To support higher penetration rates, the new Longyear formulas are combined with a new, more open, express geometry. Tapered intermediate waterways improve flushing and prevent accumulation of debris. Designed for fast cutting in competent ground, the new express geometry is available in our 16mm crown heights to maintain bit life at higher cutting speeds.

The unique Razorcut protrusions on the face of the bit contain diamonds that enable the bit to begin cutting right out of the box – even in the softest ground. The arrangement of these protrusions also improves the tracking and balance in the hole when drilling begins.

As part of an extensive global test program, employing nearly 10,000 rods at 30 different sites, one of the first strings of NXQ rods were deployed to the Boart Longyear Drilling Services expert underground drilling teams operating in the Sudbury mining camp.

After drilling through the entirety of 2017 and into 2018, the rods have achieved over 20,700 meters of drilling versus a typical life of approximately 12,000 meters on NRQ rods.

La durée de vie typique de la tige dépend de plusieurs facteurs, mais la profondeur de trou est le facteur le plus déterminant. Les trous profonds ont tendance à augmenter l'usure du corps moyen en raison de la charge latérale et de la traînée causées par le tourbillonnement hélicoïdal, ainsi que du retrait et de la torsion plus importants nécessaires au forage avec des cordes de forage plus lourdes. Les joints sur les trous peu profonds, en revanche, voient beaucoup plus d'usure et de déchirure que la ficelle de tige est déclenchée plus fréquemment dans et hors du trou. En revanche, il peut être nécessaire de remplacer les cordes de tige de trou peu profonde plus souvent que les cordes de trou profond.

Le nouveau XQ tient bon lors des tests de comparaison «make and break»: 168 cycles, à droite, par rapport au nouveau, à gauche.

Le retrait de la tige est généralement le résultat de l’usure du corps moyen, du filetage ou de l’usure de la caisse. 

Les joints soumis à des charges de couple élevées compriment l’épaulement du fond de caisse. Un couple de forage élevé peut être requis dans les trous profonds mais aussi pour les trous souterrains inclinés courts. Un couple élevé peut également être bloqué dans les articulations à la suite d'un pic de charge ou d'une réponse dynamique de la charge. La compression résultante de l'épaule du caisson provoque un "gonflement" qui augmente considérablement l'usure et réduit la capacité de charge du fait que le matériau s'use très peu. Sur les raccords filetés à un seul départ traditionnels, ceci est observé comme une petite section d'épaule sensiblement mince, la plus proche où les fils s'emboîtent.

L'usure en fin de caisse peut également résulter de mauvaises pratiques de manipulation des tiges. Par exemple, chaque fois que les tringles d'accouplement sont mal alignées et "poignardées" pendant le maquillage, même légèrement, un petit chemin de fuite se forme sur la face de l'épaule du boîtier. Les fuites des joints piqués s'accumulent et peuvent réduire considérablement le débit de fluide vers le trépan si elles sont excessives. Une autre source d'usure de la boîte est due à une déviation excessive ou à une combinaison de poussée excessive et de vitesse de rotation qui crée une charge latérale et une traînée qui surchauffe l'épaule de la boîte, ce qui entraîne une «fissure thermique». Lors de la fissuration thermique, une fine pellicule de matériau extérieur est fragilisée et se fissure axialement, poussant à travers et au travers des filets de la boîte.

Les tiges peuvent également être retirées en raison de l'usure du fil qui se produit pendant la fabrication et la rupture. Les foreurs peuvent vérifier visuellement la durée de vie résiduelle en surveillant l'écart entre les tiges d'accouplement, lorsque l'extrémité de la goupille est initialement piquée dans l'extrémité du caisson et que les premiers tours du contact des filets correspondants. Normalement, plusieurs tours de fil sont visibles à ce stade, mais l'écart entre les entretoises peut chuter d'un tour complet du fil en cas d'usure excessive. L'usure prématurée du fil et son retrait peuvent être causés par de mauvais réglages de départ et de retour. Lors de la fabrication et de la rupture, les fils ne sont que partiellement accouplés, ce qui augmente considérablement les contraintes de contact et les taux d'usure, quelle que soit la charge. S'il y a une tension quelconque pendant la fabrication ou la rupture, cette usure se produit sur les flancs de la charge du fil, ce qui réduit directement la charge de perçage et la capacité de profondeur. Réglez toujours les réglages de départ et d'arrêt sur une charge nulle ou une charge légère (c'est-à-dire, augmentez l'avance ou réduisez la vitesse de rotation pour éviter la tension de charge sur les flancs de la charge).

Les opérateurs ont indiqué que les maquillages étaient pratiquement exempts de bourrage et que la performance et l’ajustement des joints restaient constants tout au long du processus, grâce au filetage à double démarrage à alignement automatique.

Mike Garton, responsable de la division Under Coring Canada, a déclaré à propos de cette chaîne et d’autres: «Le nouveau filetage XQ permet de fabriquer et de casser au mieux les tiges que j’ai utilisées au cours de mes 25 années de forage. Les tiges XQ s'alignent mieux et ne nécessitent pas de retour en arrière, ce qui permet de gagner du temps. Le coincement des tiges lors de la fabrication et de la rupture réduit la productivité. Par conséquent, le fait de ne pas coincer les tiges signifie plus de mètres. Les tiges XQ sortant du trou ne montrent pas l'usure typique du boîtier ou du filetage, ce qui signifie qu'elles durent aussi plus longtemps. La force et la profondeur sont de loin les meilleures du marché. Lors du forage de trous profonds devant atteindre des cibles spécifiques ou d'un forage souterrain, cette tige les surpasse tous. Je recommande fortement les tiges de carottage filaires XQ.

Chris a récemment été reconnu par Mining Magazine in Exploration comme faisant partie de leur Prix du magazine minier.

Dans cet épisode, avant le lancement officiel, Chris discute des avantages des tiges XQ et de la façon dont les nouvelles fonctionnalités se comparent aux tiges RQ, tout en soulignant l'ingénieur en conception Anthony Lachance et l'usine de fabrication de North Bay.

Les trois principaux avantages des tiges XQ sont les suivants:

1. Plus facile et plus rapide à faire et à casser avec les threads à double démarrage automatique
2. Durée de vie du fil plus longue - double sur les tiges RQ
3. Jusqu'à 60% plus fort que les cannes RQ

En savoir plus sur les tiges XQ

Nous aimerions entendre vos questions et commentaires ci-dessous. Merci d'avoir écouté et si vous avez aimé cet épisode, partagez-le sur LinkedIn, Facebook ou Twitter. 

Les joints de tiges de forage doivent conserver leur résistance en résistant à l'usure contre le trou et à l'usure des maquillages et des évacuations dus aux changements de forets.

With the pending release of Boart Longyear’s third generation XQ drill rod, this article reviews how each generation delivered breakthroughs in load capacity and wear life, substantially boosting reliability and productivity. The original Q drill rod joint is renowned for introducing coarse, tapered threads with a self-locking “interference fit,” but it had room for improvement.

Au fur et à mesure que le flanc de charge du fil (face chargée de chaque fil) s'usait, la capacité de charge de l'articulation diminuait, entraînant ainsi une défaillance: les fils sautaient, les extrémités du boîtier étaient développées et gravissaient, ou les extrémités des broches cassées par fatigue. Pour remédier à ces problèmes, Boart Longyear a ajouté un durcissement à la dureté maximale de la tige supérieure de la tige (60 HRC), créant ainsi une différence de dureté importante entre la tige et la boîte. Cette différence de dureté minimisait l'usure par rapport à l'usure adhésive rapide sur des filets de dureté similaire.

Les débris d'usure adhèrent à un joint défectueux après 12 cycles. 

La cémentation est inégalée dans la protection du filetage contre l'usure, tout en conservant la ténacité requise pour supporter des charges de forage. Les tiges de forage concurrentes sont généralement durcies à travers la paroi à 32 HRC. Sans cémentation (pas de «différence de dureté»), la durée de vie en service est limitée et la capacité de charge se dégrade avec chaque marque et chaque rupture.

In simple repeated “make and break” comparison testing, competing non-case-hardened rods were recently shown to fail at between 12 and 73 cycles, whereas Q and RQ joints withstood more than 150 and 300 cycles, respectively. The Q thread profile also had room for improvement. The positive-angled load flank (+15 degrees) tries to open or expand the box end under tension, which limits depth capacity and accelerates wear against the hole.

XQ threads. 

 A short-lived design variation, the MQ, variations of which are still offered by some competitors today, reduced the load flank angle (+2 degrees) to address this issue. However, the MQ was soon superseded by the second-generation RQ drill rod in 1999. The patented RQ joint improved load capacity and reduced joint expansion with a reverse-angled load flank (-10 degrees), which tries to shrink or close the box end, mimicking the natural load response of a continuous tube.

La durée de vie en service a été doublée par la réduction du nombre de tours lors de la fabrication et de la pause. Beaucoup de gens du secteur ont qualifié le RQ de canne la plus fiable pour percer des trous exigeants, profonds ou déviés, en surface ou sous terre. La prochaine avancée consistait à surmonter deux limites inhérentes à tous les joints filetés.

Premièrement, tous les joints filetés subissent de manière inhérente une répartition inégale de la charge, ce qui favorise le premier point de contact, car la partie mâle est sous tension et la partie femelle sous compression. La contrainte et la contrainte à ce premier point de contact produisent une dilatation et une usure inégales du joint, communément présentées sous la forme de fuites ou d'une partie mince de l'épaulement extérieur.

Les articulations XQ brevetées présentent des filetages à double début opposés qui fournissent une réponse de charge équilibrée et doublent la surface de contact, ce qui correspond à la moitié de la pression de contact. Cette progression double les cycles d’essai de départ et d’arrivée sur le QR. De plus, XQ augmente considérablement la capacité de charge en utilisant un angle de flanc de charge de -20 degrés, le double de celui du QR, permettant ainsi des profondeurs de profondeur supérieures à 4 000 mètres, soit 30% de plus que le QR.

Deuxièmement, le début de chaque fil nécessite généralement des transitions de filetage partielles graduelles qui entraînent une usure et un calage rapides, suivies par un coincement et un filetage croisé, ce qui poserait problème pour les filets à double démarrage simples.

The new XQ holds up during “make and break” comparison testing: 168 cycles, right, compared to new, left.

XQ présente une géométrie innovante de début de filetage à alignement automatique, garantissant un engagement sans faille des filetages correspondants, sans coincement ni blocage. Un démarrage en douceur, associé à la cémentation, améliore considérablement la productivité et la durée de vie.

Enfin, considérez l'option de tube à paroi en V de Boart Longyear, qui permet d'alléger les chaînes de foreuse de 30%, grâce à une paroi plus fine au centre du corps. Les opérateurs ont bien accueilli cette fonctionnalité, car des tiges plus lourdes peuvent réduire la productivité, en particulier dans les applications de trous profonds ou déviés.

XQ joint. 

Une colonne de forage plus légère réduit la fatigue du foreur due à la manipulation manuelle et augmente la capacité de profondeur de la foreuse. Le corps central élargi réduit considérablement le temps de déclenchement de la chambre à air, ce qui améliore la sécurité et la productivité.

Cependant, la section médiane plus mince est sujette à une répartition inégale de l'usure, concentrée à mi-parcours. Les nouvelles tiges de forage NXQ et HXQ sont exclusivement dotées d'un tube W-Wall à double paroi en attente de brevet, avec une réduction globale du poids et une capacité de déclenchement de tube équivalentes à celles du V-Wall.

Une section intermédiaire d'épaisseur standard améliore la durée de vie et la rigidité du corps, se rapprochant des tubes muraux standard. Semblable au RQ, le tube W-Wall est étiré à froid à partir d'acier allié nord-américain de haute qualité, traité selon les spécifications de Boart Longyear.

À mesure que les essais mondiaux sur le terrain progressent, notre confiance et notre enthousiasme grandissent quant aux avantages que la nouvelle tige XQ apportera. Sa solidité, sa durée de vie et sa facilité de fabrication permettent de réduire les temps d'arrêt, les coûts d'exploitation, d'accroître la productivité et d'accroître les capacités de forage, tout en préservant la réputation de l'opérateur auprès des clients.

L'image de droite montre le résultat d'un couple de serrage insuffisant. Un couple minimum doit toujours être appliqué, peu importe la profondeur du trou.

Le couple de serrage doit également augmenter avec la profondeur du trou. De cette manière, le joint reste serré lorsque la tension de la tige augmente ou passe par des écarts, ce qui limite les défaillances dues à la fatigue sans surcharger l'extrémité de la broche.

Que ce soit par le mandrin, le martelage ou la manipulation des joints, les tiges accumulent des bosses et des bosses qui agissent de la même manière que les défauts, provoquent des fissures et produisent des ruptures de la tige.

Résultat d'un couple de serrage insuffisant.

Dans l'image ci-dessous, les tiges sont indentées sur toute la surface par des rouleaux de manutention.

Indentations des rouleaux du manipulateur de canne.

En conséquence, les tiges se sont fissurées axialement, perpendiculairement à la charge. Après enquête, les rouleaux hydrauliques du manipulateur de barres ont été réglés à leur valeur maximale, bien au-dessus de ce qui est nécessaire pour maintenir la barre la plus grosse en toute sécurité.

La réduction de la pression du rouleau a réduit la taille de l'empreinte de la dent et éliminé la source de fissuration par fatigue. En règle générale, les tiges présentant des défauts sur 10% du mur ou plus (0,019 pouce pour les tiges NQ) peuvent subir une défaillance prématurée en raison de la fissuration par fatigue. Une fois découvertes, ces tiges doivent être retirées du service et la cause du dommage identifiée et éliminée.

Il est courant de voir des zones polies brillantes sur les tiges, associées à un frottement sur le boîtier ou à la formation, ce qui peut provoquer des fissures. Lorsqu'une section de tige frotte, elle chauffe et refroidit rapidement, provoquant des fissures connues sous le nom de fissures thermiques.

Cette défaillance peut être empêchée en veillant à ce que les tiges soient bien lubrifiées, soit par un fluide de forage, soit, en cas de perte de circulation, par de la graisse pour tiges. Si des zones polies sont observées aux extrémités des boîtes, vérifiez le début de ces fissures et retirez les tiges avant qu'elles ne causent une défaillance de la chaîne.

La photo de droite montre l'usure de l'adhérence après 30 cycles de va-et-vient pour des tiges ayant la même dureté pour la goupille et la boîte (pas Boart Longyear).

Les fils présentant ce niveau d'usure doivent être mesurés pour s'assurer qu'il reste suffisamment de filetage et, en cas de doute, retirer la tige. L'utilisation de filets usés peut rapidement entraîner l'usure de nouvelles tiges, ce qui augmente l'utilisation et la probabilité d'une défaillance de la tige.

Le boîtier Boart Longyear durcit le filetage des tiges de bielle, créant une dureté différentielle permettant de prolonger la durée de vie du filetage de plus de deux fois, en fonction de l'application.

Adhérence usure.

N'importe lequel de ces échecs ajoutera un coût au mètre. Plutôt que de se focaliser sur le prix, la mesure du coût au mètre de cannes déterminera le coût réel des opérations d'un contractant et conduira à l'achat des cannes de la meilleure qualité disponible.

Cependant, Boart Longyear a récemment apporté des améliorations au système, augmentant considérablement la fiabilité et les performances.

Principalement, les systèmes filaires nécessitent un tube interne recevant l’échantillon, totalement indépendant du train de tiges, bien qu’il soit situé au bas du train de tiges, dans le tube externe derrière le foret.

L'assemblage de la tête est monté au sommet de l'assemblage du tube interne. Il comprend le mécanisme de verrouillage essentiel requis pour maintenir le tube interne tout en recevant le noyau et libérer le tube interne rempli pour permettre la récupération des câbles.

Un dispositif appelé dépassement est attaché à un câble filaire et abaissé ou pompé dans le trou jusqu'à ce qu'il capture la tête, permettant ainsi de tirer ou de hisser le tube intérieur vers l'appareil de forage à l'aide d'un treuil ou d'un treuil.

Accouplement à verrouillage complet

Couplage de verrouillage stabilisé

Le siège du loquet

Afin de recevoir les verrous déployés à partir de la tête, des raccords sont insérés dans le train de tiges afin de fournir une ouverture intérieure ou un siège élargi. Dans le système d'origine, le siège du loquet était formé en couplant deux accouplements. Le premier couplage, accouplé aux tiges de forage au-dessus du tube intérieur, est appelé couplage de verrouillage. L'accouplement inférieur, appelé adaptateur, s'emboîte entre l'accouplement de verrouillage et le tube extérieur, en dessous duquel est logé le tube intérieur, puis à la coquille d'alésage et au trépan. La face d'extrémité de l'extrémité mâle de l'accouplement de verrouillage sert de face de support de charge pour le mécanisme de verrouillage.

Malheureusement, tous les mécanismes de verrouillage pivotants nécessitent un jeu ou un jeu axial important dans le siège du verrou pour permettre le mouvement de verrouillage pivotant, ce qui entraîne un jeu dans la chambre à air et une performance médiocre du système dans les sols difficiles. En fait, un tube interne avec un noyau calé ou trop rempli peut être suffisamment chargé contre le siège du loquet pour que les loquets ne puissent pas pivoter en rétraction. Cela aboutit souvent à un tube coincé, nécessitant potentiellement la rentrée coûteuse du train de tiges.

 In more recent Roller Latch systems, an improved integrated locking coupling eliminates the secondary joint and incorporates a mid-placed interior groove which serves as the latch seat. Additionally, roller latches drop away, eliminating the need for axial play and improving system performance in difficult ground.

En premier lieu, le siège du loquet doit résister à la force de poussée totale exercée par la foreuse lorsque le foreur pousse à travers un sol difficile, en “bloc”. C'est-à-dire que lorsque l'échantillon de noyau colle ou cale temporairement dans le tube interne (ou lorsque le tube est plein), la poussée dans le train de tiges (poids sur le trépan) est totalement protégée par le tube interne, le mécanisme de verrouillage, et le couplage de verrouillage. Cependant, le siège a une profondeur d'environ un tiers de l'épaisseur du train de forage, ce qui limite la capacité de charge potentielle.

Mécanismes de verrouillage et matériel d'accouplement à verrouillage

La tête du système Q d'origine comprenait un mécanisme de verrouillage constitué d'une paire de verrous pivotants, actionnés par un ressort en «papillon» et rétractés par l'impact avec le fond d'une fente dans le boîtier rétractable du verrou lorsqu'il était rétracté par le fil .

Désormais obsolètes, ces loquets n'avaient qu'une épaisseur de 8 mm (5/16 po), ce qui produisait une très petite surface de contact entre les logements du siège du loquet. Il en résultait une pression de contact et des contraintes sur le matériau souvent supérieures à la résistance du siège du verrou lors du forage dans des conditions de terrain difficiles. Dans certains cas, le matériau du siège du loquet céderait et permettrait aux loquets de pousser dans le raccord de verrouillage, ce qui provoquerait un tube coincé. Au minimum, le taux d'usure élevé du siège du loquet était un problème d'entretien.

In 1998, Boart Longyear once again secured its position as the leading innovator in wireline technology by introducing the patented Link Latch mechanism. This innovation virtually eliminated “stuck tubes” by providing mechanical leverage during wireline retraction, directly pivoting the latches into the retracted position, whereas conventional technology attempted to indirectly push the latches while fighting poor mechanical leverage and interference with the latch seat.

De plus, l’épaisseur du loquet a été doublée à 16 mm (5/8 ”), ce qui a permis de réduire de moitié la pression de contact du loquet et les contraintes, améliorant ainsi la durée de vie et la fiabilité. Cependant, un jeu dans la chambre à air est nécessaire pour les verrous pivotants.

En 2012, le lancement de la technologie Roller Latch comprenait une mise à niveau importante de tous les raccords de verrouillage Boart Longyear. Les matériaux en acier allié traités thermiquement ont permis des augmentations substantielles de la résistance (augmentation de 40%) et de la dureté (résistance à l'usure). Cela a permis d'obtenir une capacité de poussée et une fiabilité bien supérieures lors de forages dans des conditions de forage difficiles, ainsi que des améliorations significatives pour d'autres caractéristiques d'accouplement à verrouillage, comme indiqué ci-dessous.

Plaquettes d'usure à verrouillage

Situé au sommet du tube extérieur, le raccord de verrouillage peut également stabiliser le tube extérieur et réduire la déviation du trou. Ceci est obtenu grâce à l’ajout de patins d’usure qui jouent le rôle de surface d’appui contre le trou percé.

Boart Longyear propose deux types d’accouplements à verrouillage, «trou complet» et «stabilisé». Bien que les deux soient coupés dans le même matériau de tube en acier allié de haute qualité utilisé pour les tiges de forage à fil, les raccords à verrouillage à trou complet ont une surface extérieure surdimensionnée. diamètre avec quatre plats équidistants étirés à froid le long de chaque longueur.

Tandis que la zone annulaire entre les méplats et le trou foré fournissent un passage pour le fluide de forage et les déblais, les parties arrondies surdimensionnées sont cémentées par induction pour fournir des tampons d'usure durs, durables et résistant à l'abrasion sur la longueur du corps.

Les accouplements à verrouillage à trous complets donnent de bons résultats dans des conditions de sol compétentes où le trou est uniforme et les boutures bien. Inversement, des conditions de sol médiocres peuvent limiter considérablement les performances de forage et la circulation des déblais, ou générer des couples excessifs pour le train de forage ou des exigences d’alimentation.

Tapis d'usure revêtu de laser

Tapis d'usure revêtu de laser

Section agrandie montrant du carbure de tungstène en matrice

Plaquettes d'usure à verrouillage

Situé au sommet du tube extérieur, le raccord de verrouillage peut également stabiliser le tube extérieur et réduire la déviation du trou. Ceci est obtenu grâce à l’ajout de patins d’usure qui jouent le rôle de surface d’appui contre le trou percé.

Boart Longyear propose deux types d’accouplements à verrouillage, «trou complet» et «stabilisé». Bien que les deux soient coupés dans le même matériau de tube en acier allié de haute qualité utilisé pour les tiges de forage à fil, les raccords à verrouillage à trou complet ont une surface extérieure surdimensionnée. diamètre avec quatre plats équidistants étirés à froid le long de chaque longueur.

Tandis que la zone annulaire entre les méplats et le trou foré fournissent un passage pour le fluide de forage et les déblais, les parties arrondies surdimensionnées sont cémentées par induction pour fournir des tampons d'usure durs, durables et résistant à l'abrasion sur la longueur du corps.

Les accouplements à verrouillage à trous complets donnent de bons résultats dans des conditions de sol compétentes où le trou est uniforme et les boutures bien. Inversement, des conditions de sol médiocres peuvent limiter considérablement les performances de forage et la circulation des déblais, ou générer des couples excessifs pour le train de forage ou des exigences d’alimentation.

Quick pump-in roller latch stabilized locking coupling section showing latch groove and brake groove

Tapis d'usure revêtu de laser

Les accouplements à verrouillage stabilisé (anciennement connus sous le nom de style «conventionnel») utilisent des jeux de patins d'usure constitués de matériaux portant du carbure de tungstène. Le carbure de tungstène offre une résistance à l’usure de plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle de l’acier trempé, offrant une surface d’appui fiable et durable plus longtemps que le modèle à trou complet.

En outre, un espacement plus important entre les patins d'usure et dans la zone annulaire entre le corps d'accouplement et le trou garantit un passage efficace des fluides de forage et des déblais de forage dans toutes les conditions de terrain.

À l’origine, les patins d’usure d’accouplement stabilisés étaient appliqués selon un processus manuel laborieux où la technologie de soudage était utilisée pour fondre des tiges de soudage, constituées de carbure de tungstène dans une matrice métallique appelée «revêtement dur», et lier le matériau de la tige au corps d’accouplement.

Une quantité importante devait être ajoutée pour pouvoir être réduite à un tampon d’usure plat de taille raisonnable, et la forme résultante était difficile à contrôler, ce qui dégradait la capacité de passage des fluides et des déblais. 

De plus, une chaleur excessive était nécessaire, ce qui ramollissait le corps en acier et affaiblissait l'accouplement. Sur certains accouplements, un revêtement dur a également été appliqué sur la face du siège du verrou pour la résistance à l'usure, mais en raison du processus de soudage manuel, le siège du verrou sous-jacent pourrait être ramolli au point où les verrous pourraient dépasser du siège sous des charges normales.

Again, the launch of Roller Latch technology included another significant upgrade to all Boart Longyear stabilized locking couplings. Laser cladding technology enables the precise application of wear pads containing a significantly greater density of tungsten carbide and with very little heat.

Les patins anti-usure stabilisés présentent une forme en spirale efficace, ce qui facilite le passage du fluide de forage et des déblais. Les essais comparatifs en laboratoire sur l'usure ont montré une amélioration de plus de 10 fois (testée conformément à la norme ASTM G65), ce qui correspond généralement à plus du double de la durée de vie sur le terrain.

Verrouillage du couplage et interaction de la tête

Alors que Boart Longyear a amélioré la résistance à l'usure des loquets et des sièges de loquet, l'usure par abrasion est provoquée par leur interaction lors des opérations de forage normales.

Un mouvement de rotation relatif important peut se produire entre la tête de blocage du lien et le train de tiges lorsque la charge ou le frottement au contact est insuffisant. Cela peut entraîner une usure rapide entre le siège et les loquets du loquet, ainsi qu'entre l'épaulement de fixation de la tête et la bague de réception du tube extérieur.

Les raccords verrouillables pour l'assemblage de la tête de verrouillage sont disponibles en option avec une petite clé d'entraînement ou «tang» qui est une extension intégrale partielle de l'épaulement d'extrémité mâle qui fait saillie à côté des verrous déployés. Ainsi, la rotation du train de tiges entraînera la rotation de la tête à l'unisson.

Inversement, le mécanisme breveté Roller Latch est auto-bloquant en rotation. Lors du déploiement centrifuge des rouleaux, en cas de mouvement de rotation relatif avec le train de tiges, ceux-ci sont coincés entre l’accouplement de verrouillage et le carter de rappel afin de garantir que l’ensemble de tête est toujours entraîné avec le train de tiges.

Cette action autobloquante augmente considérablement la durée de vie et la fiabilité de la bague d'atterrissage, de l'épaulement de l'atterrisseur, des galets de verrouillage et du siège de verrouillage de l'accouplement de verrouillage.

Connexion de chaîne de tige de foret

Les raccords verrouillables comprennent à la fois un filetage extérieur mâle et un filetage femelle pour tiges de forage, afin de s’accoupler directement au train de tiges de forage.

Le tube extérieur est nettement plus épais et plus rigide que les tiges de forage et est stabilisé par le trépan de forage, la coque d'alésage et les patins d'usure de l'accouplement à verrouillage. Inversement, le train de tiges de forage n’est supporté que par la formation et est soumis à une charge dynamique importante du fait des charges de forage, des vibrations et des harmoniques du système.

En tant que tel, la connexion par couplage de verrouillage est essentielle à la performance dans des conditions de forage difficiles, dans laquelle le matériau traité thermiquement récemment amélioré offre résistance et résistance à l'usure.

Boart Longyear’s proprietary Q and RQ wireline drill rod joints utilize tapered threads for easy make and break, and feature engineered thread forms, a precise interference fit, and a unique combination of heat treatments to maximize load strength and wear resistance.

Les installations de Boart Longyear produisent ces connexions filetées de précision selon des normes mondiales rigoureuses, contrôlées par un système de jaugeage maître exclusif.

Comme il est bien compris dans l’industrie du forage sur fil, afin d’éviter les ruptures de joint, ne mélangez jamais des tiges, des couplages ou des adaptateurs Boart Longyear authentiques avec des produits fabriqués par des tiers sans licence.

Prêt à regarder dans les cannes de Boart Longyear?

[pardot-form id="1793" width="600px" title="Download Coring Rods and Casing Catalog"]