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FORAGES
La technique de foration
a retenir pour la réalisation
d'un ouvrage dépend de son objectif du forage, des
caractéristiques de l’ouvrage et essentiellement
de la nature des terrains traverses (terrains
meubles, terrains durs, présence de fractures, de
cavités).
Les principales techniques sont
les suivantes:
le marteau fond de trou (MFT)
pour des terrains consolidés et des ouvrages à profondeur limitee.
La foration Rotary à la boue pour des terrains peu stables et pour
des ouvrages importants à grande profondeur ou necessitant
des déviations. Ces ouvrages seront tubes
et cimentés chaque fois qu’il existera des risques
d’effondrement du trou ou bien pour proteger les
aquifères traverses.
Le forage à
la boue est également utilisée
pour éviter les éruptions
dues à des aquifères artésiens
(artésianisme jaillissant, gaz sous pression…). La foration rotary à la boue pourra
être privilegiée
dans les cas ou le risque d'éruption
est grand.
Cette
technique permet en effet, par augmentation de densité
de la boue, de contenir les effets de pressions.
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FORAGE
MARTEAU FOND DE TROU
Le forage au marteau fond de
trou (MFT) utilise la percussion assortie d'une poussee
sur l'outil qui se trouve lui-meme en rotation.
Cet outillage est actionne
par de l'air comprime (air-lift)
a haute pression (10-25 bars) qui permettra la remonte
des deblais de forage.
Un marteau pneumatique
equipe de taillants est fixe a la base d'un
train de tiges et anime en percussion par envoi
d'air comprime dans la ligne de sonde, d'ou
le nom de "marteau fond de trou".
C'est un procede
tres efficace en terrains durs et homogenes
jusqu’a 300 m de profondeur. Il permet une bonne
observation des “cuttings” et limite la pollution des zones productrices.
En revanche, il est peu adapte
aux terrains non consolides ou plastiques
(sables, argile).
Une technique variante consiste
a l'emploi de mousse injectee dans le
circuit d'air pour favoriser la tenue des parois et/ou la remontee
des cuttings.
Le tubage destine
a equiper le forage,
est mis en place soit en fin de forage soit au fur et a
mesure de la foration a
l’avancement.
Cette derniere
methode, dite “a
l’avancement” est la seule possible lorsque les terrains ne sont pas
suffisamment consolides.
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FORAGE ROTARY
La technique du forage Rotary
consiste a utiliser un outil qui detruit
la roche sous l'effet du poids et de la rotation. Le poids est assure
par un ensemble de tiges lourdes et creuses, assemblees
en un train qui achemine sous pression les boues de forage.
Celles-ci refroidissent l'outil
et assurent le deblaiement du trou. Autour des
parois du forage, des tubes sont descendus et du ciment est injecte
afin de garantir la tenue des parois du puits, ainsi qu’une protection
contre la corrosion mais aussi la protection des nappes d'eau
souterraines et leur isolation thermique.
La technique de forage la plus
frequemment utilisee est
celle dite « rotary », couramment employee pour
les forages petroliers.
Le forage du puits est realise
par un outil (tricene muni de molettes dentees)
travaillant par destruction de la roche sous
l'effet de deux facteurs principaux : poids et rotation.
Le poids est assure
par un ensemble de tiges lourdes connectees
au-dessus de l'outil par vissage, appelees
masse-tiges.
L'ensemble masse-tiges et outil
est relie a la surface
par un train de tiges plus legeres
entrainees en rotation
par une table de rotation actionnee par un moteur.
Le train de tiges est creux,
assurant ainsi l'acheminement sous pression d'un fluide
appel
a
boue de forage.
Les fonctions de la boue sont
multiples: refroidissement de l'outil, evacuation
des
deblais par l'espace annulaire compris entre
le terrain et le train de tiges, maintien
des formations geologiques traversees
sous l'effet de sa densite
et pression.
Les boues sont classiquement
composees de colloe des
argileux ou organiques, de fluidifiants et defloculants,
d'additifs mineraux, de produits organiques speciaux
, enfin d'alourdissants. Des acides, bases et sels sont
egalement souvent utilises.
La boue de forage effectue un
circuit ferme; elle est debarrassee
de ses deblais sur des vibrateurs en surface.
La descente de l'outil necessite
de rajouter periodiquement des tiges sur le train
de tiges. Entre la partie externe des tubages et la formation, il est injecte
du ciment afin d'assurer a la fois, une bonne
tenue mecanique, une protection, contre la
corrosion externe, une protection des nappes d'eaux souterraines traversees
par le forage,
eventuellement leur isolation thermique.
Au niveau de la formation
productrice, soit le reservoir est laisse
a nu, notamment dans
les formations de type calcaire (cas du Dogger), soit
il est equipe
d'une crepine derriere
laquelle peut etre mis en place un massif de
gravier.
D’autres techniques de forage
existent comme celle du forage hors et fond de
trou.
Ce procede
associe percussion et rotation, l'outil est actionne
grace a l'air comprime.
Pour des forages moins profonds,
d'autres techniques peuvent etre mises en
oeuvre comme le battage.
Cette technique tres
ancienne consiste a briser la roche en laissant
tomber un objet lourd (le trepan) sur celle-ci.
source geothermie-perspectives
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