En règle générale, la fabrication de tiges de forage soniques est un processus de construction en trois pièces dans lequel les extrémités des tiges sont ajustées par friction ou par glissement et soudées sur un corps central. Cela permet aux fabricants d’utiliser des nuances d’acier inférieures dans le corps moyen pour réaliser des économies.

Boart Longyear utilise un processus de forgeage contrarié dans la fabrication de ses tiges de forage soniques. Forgeage contrarié se réfère au processus dans lequel une tige de forage commence sa vie comme une seule pièce de tube en acier de haute qualité et est forgée intérieurement à une épaisseur de ½ ”sur les extrémités du filetage qui passe à une épaisseur de paroi de ¼” au milieu du corps. Cela évite de souder les extrémités du fil au centre du corps, ce qui crée une tige de forage sonique nettement plus robuste. 

À un niveau élevé, les six étapes de fabrication des tiges de forage soniques sont les suivantes:

1. Commencez avec des tubes en acier de haute qualité ayant un diamètre extérieur de 3 ½ "et une épaisseur de paroi de ¼"
2. Forçage de la tige se termine à 9 "de longueur et ½" d'épaisseur de paroi
3. Le stress soulage toute la tige (chauffe et refroidit lentement)
4. Traiter thermiquement la tige et les extrémités du boîtier (trempe et trempe) pour plus de solidité et de durabilité
5. Usiner les filets coniques des broches et des boîtes dans les extrémités forgées contrariées
6. Traiter thermiquement une seconde fois le filetage de la goupille jusqu'à une dureté légèrement supérieure (augmente la durée de vie, prévient le grippage (les tiges s'emboîtent pendant le perçage) et augmente la résistance à l'usure)

Ce processus, qui s'appuie sur notre vaste expérience dans la fabrication de tiges de carottage en diamant, crée une tige de 3 ½ ”de diamètre extérieur qui a 3” de diamètre intérieur au centre du corps et 2 ½ ”de diamètre intérieur. Les extrémités de la tige ont une épaisseur de paroi de ½ ”et une longueur de 9”, tandis que le corps central a une épaisseur de paroi de ¼ ”, ce qui maintient la tige relativement légère mais extrêmement durable.

Lorsque vous avez besoin des outils soniques les meilleurs et les plus efficaces, Boart Longyear est la solution idéale. L'acier de précision de haute qualité, associé à des procédés de traitement thermique spéciaux, offre une stabilité, une rectitude et une durabilité inégalées de l'ensemble tube de forage sonique. Les normes de fabrication rigoureuses et la certification ISO font de l'outillage sonique de Boart Longyear le bon choix pour chaque projet de forage sonique.

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Politique de qualité:

Boart Longyear s'engage à fournir des produits de qualité, des solutions innovantes, un service exceptionnel et une valeur à ses clients tout en respectant ou dépassant toutes les exigences de sécurité, environnementales et réglementaires de ses clients.

Suite à l'avancement de la tige de forage interne et du carottier, le carter de forage externe est avancé jusqu'à un pied du bord d'attaque du carottier.

Le tubage extérieur a les mêmes objectifs que les systèmes de forage conventionnels à deux lignes en maintenant le trou de forage ouvert pour permettre l'installation de puits, la diagraphie géophysique ou d'autres activités en fond de trou. En fonction des formations de forage, du fluide de forage peut être introduit lors de l'avancement du cuvelage externe.

Le forage sonique réduit également considérablement le risque d'échec du projet en raison de conditions de sous-sol inconnues ou difficiles. Il offre également la souplesse nécessaire pour faire avancer une enveloppe externe temporaire au fur et à mesure que le forage est foré, ce qui signifie que davantage peut être accompli avec un seul forage.

Bien que l’adoption de la technologie ait été lente, le forage sonique est maintenant considéré comme la solution à une variété de besoins. Dans les gisements de pétrole canadiens, par exemple, où prédominent les formations de roche tendre, les entreprises reconnaissent de plus en plus les avantages de Sonic par rapport aux foreuses rotatives conventionnelles et aux foreuses à vis sans fin pour de nombreuses applications.

Après la défaillance de la digue de résidus de Mount Polley en Colombie-Britannique en 2014, le gouvernement provincial a imposé l'installation de puits de surveillance et de piézomètres sur les pieux de stockage dans toute la province. L'accessibilité difficile de nombreux sites et l'instabilité potentielle des pieux font de la nouvelle plate-forme LS250 MiniSonic de Boart Longyear un choix évident pour ce travail.

La plate-forme sonique compacte et fiable s’avère être la solution idéale pour une large gamme d’applications, notamment géotechniques, environnementales, aquatiques et minières. Sa taille compacte lui permet d'être facilement transporté vers des sites difficiles d'accès tels que les tas de résidus ou de travailler dans des espaces restreints.

Ce fut le cas dans le centre-ville de Calgary, en Alberta, où un complexe sportif et de divertissement majeur est proposé pour un site riverain sous-développé qui comprend maintenant des concessionnaires automobiles et une gare routière. Bien qu’une usine de créosote y ait été fermée il ya plusieurs décennies, la créosote s’étend à plusieurs mètres sous la surface dans la majeure partie de la zone de développement proposée.

Une récente enquête environnementale a nécessité de forer des trous d’échantillonnage à plusieurs endroits de la propriété. La technologie Sonic et la maniabilité de la plate-forme signifiaient que la mission était accomplie avec des échantillons de base pratiquement parfaits.

Le forage sonique utilise l’énergie de résonance à haute fréquence pour faire avancer un carottier ou un tubage dans des formations souterraines. Pendant le forage, l’énergie de résonance est transférée dans le train de tiges jusqu’à la face du trépan à différentes fréquences sonores. La rotation simultanée du train de tiges répartit uniformément l'énergie et l'impact au niveau de la face du trépan.

L'énergie de résonance est générée à l'intérieur de la tête sonique par quatre poids à contre-rotation. Un système d'isolation pneumatique breveté empêche la transmission de l'énergie de résonance à l'appareil de forage et dirige préférentiellement l'énergie vers le train de tiges.

Le foreur contrôle l’énergie de résonance générée par l’oscillateur sonique en fonction de la formation rencontrée afin d’obtenir une productivité de forage maximale. Une résonance se produit lorsque l'énergie sonore résonante coïncide avec la fréquence naturelle du train de tiges.

Cela se traduit par la quantité maximale d'énergie livrée au visage. Dans le même temps, les frottements du sol immédiatement adjacents à l'ensemble du train de forage sont sensiblement minimisés, ce qui entraîne des taux de pénétration très rapides.

Sonic offre plusieurs avantages distincts par rapport aux technologies conventionnelles. Parmi ceux-ci, citons les informations de qualité supérieure fournies par l’échantillon central continu et relativement non perturbé, d’une qualité et d’une précision inégalées sur tout type de sol - argile, till, sable, gravier, blocs ou cailloux. Lors de l'utilisation du système de profilage des eaux souterraines iso-flow, des données hydrogéologiques et géochimiques peuvent être facilement obtenues.

Le forage sonique réduit également les pertes de forage et les déchets de près de 80% par rapport aux méthodes de forage classiques. Contrairement au forage avec une tarière, pratiquement aucun nettoyage n'est nécessaire.

La construction de puits de qualité supérieure est un autre avantage. Les forages soniques ne perturbent que très peu la paroi du trou de forage, ce qui permet un développement et une performance plus efficaces du puits. Ensuite, il y a la vitesse. Le forage sonique est jusqu'à deux à trois fois plus rapide que les méthodes de forage conventionnelles au mort-terrain.

Les dispositifs de sécurité de l’appareil LS250 MiniSonic comprennent une barrière de rotation verrouillée, des niveaux de bruit réduits, un mât de décharge et une queue ondulée, ainsi qu’un présentateur de barres. La barrière de rotation verrouillée ralentit automatiquement la rotation de la tête lorsque la barrière est ouverte. La plate-forme fournit également des niveaux sonores inférieurs lorsqu'elle est équipée du groupe moteur Tier 4i. 

Le mât articulé et la queue de manœuvre permettent au mât de se déplacer de gauche à droite et d'avant en arrière pour positionner le mât précisément au-dessus du trou, éliminant ainsi les mouvements fastidieux du gréement. Le mât de déchargement permet à l’équipage de travailler depuis le sol, renforçant ainsi la sécurité en évitant les escaliers et les rails de sécurité souvent nécessaires pour travailler à partir d’une plate-forme.

Le présentateur de barres innovant permet de charger la tige et le boîtier horizontalement, avec un actionneur qui présente ensuite la tige et le boîtier verticalement à la tête. La tête pivote de 28 degrés sur le côté pour l'extraction de l'échantillon, tandis que le glissement de la tête permet une utilisation sans obstruction du treuil dans le trou.

La plate-forme LS250 MiniSonic est capable de forer à des profondeurs allant jusqu'à 78 mètres (78 mètres) lorsqu'elle est utilisée avec un tubage de 121 mm (4,75 pouces). Son «grand frère», le LS 600 Sonic, peut aller encore plus loin, jusqu'à 182 mètres, comme son nom l'indique. La gamme Boart Longyear comprend également un outillage sonique de haute qualité, des mèches et des embouts de carter à la tige sonique, au carottier, au carter et aux accessoires.

Alors que les avantages du forage sonique ne cessent de prendre de l'ampleur et que de plus en plus d'ingénieurs géotechniciens spécifient le sonique, le marché exigera probablement de l'innovation continue et des foreuses soniques capables de réaliser des échantillons encore plus profonds et de plus grand diamètre. Et Boart Longyear, déjà à la pointe du forage sonique, continuera à montrer le chemin.

Les décharges de stériles sont souvent adjacentes aux zones de la mine et, à mesure que l'exploitation se développe, il faut plus de place pour les stériles. Certaines caractéristiques physiques et chimiques des décharges de stériles sont souvent nécessaires pour mieux comprendre le comportement géotechnique et géochimique des grandes décharges et pour évaluer la valeur minérale potentielle. Le forage sonique permet la collecte d'échantillons hautement représentatifs et une excellente récupération des échantillons. Cette méthode de forage a été utilisée pour la ré-exploration des décharges, des résidus et des plateformes de lixiviation en tas.

Les décharges de stériles sont principalement constituées de matériaux non consolidés - et il est souvent difficile de savoir à quelle profondeur elles se trouvent ou quels types de matériaux elles contiennent - ce qui peut poser des problèmes de forage. La technologie Sonic offre une solution en permettant de produire des échantillons centraux in situ précis à 100% dans des conditions de sol variées.

Services de forage Boart Longyear a relevé le défi de forer des échantillons de carottes provenant de la décharge de stériles non consolidée à la mine Bingham Canyon de Kennecott Utah Copper. Le but du forage était de définir le contenu de la décharge de stériles. La décharge de stériles consistait en matériaux de projection de roche de 254 à 304,8 millimètres (10 à 12 po) de diamètre et était composée principalement de dépôts de porphyre (roches de type granit).

Avec une profondeur ciblée de 213,36 mètres (700 ft), l'objectif principal était de fournir un échantillon continu détaillé du matériau de la décharge de stériles et de confirmer la profondeur du substrat rocheux. Boart Longyear devait également installer des piézomètres (contrôleurs de niveau d'eau) et des lysimètres (contrôleurs de teneur en humidité). Des échantillons géotechniques devraient également être prélevés tous les 6,096 mètres (20 pieds) pour confirmer la stabilité et la teneur en humidité des 60 premiers mètres (200 pieds).

Forage sonique est la méthode idéale pour forer des matériaux non consolidés, tels que la décharge de stériles de la mine Bingham Canyon, en raison de son taux de récupération des échantillons, de ses forages carottés et de la possibilité d'offrir un échantillonnage géotechnique via l'échantillonneur à cuillère fendue.

Au début du forage, Boart Longyear a entrepris la tâche une étape à la fois en abordant les profondeurs par étapes. Pour les premiers 106,68 mètres (350 pi), ils ont foré un forage de 228,6 millimètres (9 po) tout en démarrant le train de forage tous les 6,096 mètres (20 pi) pour prélever un échantillon géotechnique à cuillère scindée pendant les 60,96 premiers mètres (200 pi).

Pour la deuxième étape, l’équipe a foré à 152,4 mètres (500 ft) avec un trépan de 203,2 millimètres (8 po) avec enveloppe. S'appuyant sur une profondeur de 228,6 mètres (750 pieds), ils ont utilisé un foret de 177,8 millimètres (7 po) avec boîtier pour la troisième étape. En dépassant la profondeur de forage visée de 213,36 mètres (700 pi), les foreurs n'avaient toujours pas atteint la formation de substrat rocheux.

Ayant besoin de trouver la vraie profondeur de la décharge de stériles, Boart Longyear avait l'impression que la plate-forme avait toujours la capacité et le recul nécessaires pour aller plus en profondeur. Facilitant l’avancement, ils ont foré à 264 261 mètres (867 pieds) à l’aide d’un trépan de 152,4 millimètres (6 po) avec enveloppe. La dernière étape ne pouvait pas être forée avec une enveloppe car ils devaient se déplacer vers un forage de 101,6 millimètres (4 po). Ne laissant que le foret final à 274,32 mètres et établissant un nouveau record Boart Longyear pour le forage sonique, ils ont atteint une profondeur supérieure de 28% à celle initialement ciblée.

Il a fallu 16 équipes de 12 heures (192 heures) pour atteindre le nouveau record de profondeur pour le forage sonique. Boart Longyear a perdu deux de ses quarts de travail (24 heures) sous la pluie. Une autre réalisation clé est que la profondeur totale a été atteinte par forage à sec et que 100% des échantillons de carottes in situ ont été obtenus avec un écart de trou inférieur à 1%.