Le principe de la circulation inverse consiste, lors du forage, à actionner le trépan situé à l'extrémité du train de tiges pour découper et fragmenter la roche et le sol au fond du puits. Le fluide de rinçage s'écoule alors par l'espace annulaire entre le train de tiges et la paroi du puits, refroidit le trépan, emporte les déblais de forage et retourne à la surface par la cavité interne du train de tiges. Simultanément, ce fluide retourne dans le puits, amorçant ainsi une circulation. La cavité interne du train de tiges étant bien plus petite que le diamètre du puits, la vitesse de remontée de l'eau de forage y est beaucoup plus rapide qu'en circulation directe. Ce procédé permet non seulement de récupérer l'eau propre, mais aussi les déblais de forage, qui sont acheminés vers le décanteur. Après purification, la boue peut être recyclée.
Comparée à la circulation positive, la circulation inverse présente les avantages suivants : vitesse de forage beaucoup plus rapide, moindre quantité de boue nécessaire, consommation d’énergie réduite par la table de rotation, temps de nettoyage du trou plus rapide et utilisation de trépans spéciaux pour forer et extraire les roches.
Le forage à circulation inverse peut être classé en trois catégories : à circulation inverse par injection de gaz, à circulation inverse par aspiration et à circulation inverse par jet, selon le mode de circulation du fluide de rinçage, la source d’énergie et le principe de fonctionnement. Le forage à circulation inverse par injection de gaz, également appelé forage à circulation inverse sous pression d’air, fonctionne selon le principe suivant :
Introduisez le train de tiges de forage dans le trou de forage rempli de fluide de rinçage. Enclenchez la rotation de la tige de transmission carrée étanche et du trépan pour découper la roche et le sol grâce à la rotation de la table de forage. Pulvérisez de l'air comprimé depuis la buse située à l'extrémité inférieure du train de tiges afin de former un mélange de boue, de sable, d'eau et de gaz, plus léger que l'eau, avec les déblais et le sable présents dans le train de tiges. Sous l'effet combiné de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du train de tiges et de la force cinétique de l'air comprimé, le mélange de boue, de sable, d'eau et de gaz et le fluide de rinçage remontent ensemble et sont évacués vers le bassin de décantation ou le réservoir d'eau par le tuyau de pression. Les débris de sol, de sable, de gravier et de roche se déposent dans le bassin de décantation, tandis que le fluide de rinçage s'écoule dans le trou.
Date de publication : 17 septembre 2021