ITMI970635A1

ITMI970635A1 - Elementi di taglio nella superficie conica di calibratura rotante con superfici di taglio multiple ultra-dure

Info

Publication number: ITMI970635A1
Application number: IT97MI000635A
Authority: IT
Inventors: Robert C Gum; William D Vanderford; Thomas M Dennis
Original assignee: Dresser Ind
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-09-20
Also published as: ID17122A; GB2321265A; CN1214102A; GB2321265B; US5722497A; IT1290133B1; MX9801996A; GB9806335D0; WO1997035091A1

Description

Descrizione

La presente invenzione si riferisce in genere al campo delle punte di trivellazione per fori profondi. Piu' in particolare l'invenzione si riferisce agli elementi di taglio con superfici di taglio multiple ultra-dure per la superficie di calibrazione di una punta di trivellazione conica rotante.

Smusso quadrato.

Nel campo della esplorazione e produzione di olio e gas, un tipo di punta di trivellazione o per rocce usata per trivellare fori nel terreno viene chiamata comunemente punta di trivellazione conica rotante.La tipica punta di trivellazione conica rotante usa una molteplicità' di elementi di taglio conici rotanti montati in modo girevole in modo da estendersi verso il basso e verso l'interno rispetto all'asse centrale della punta di trivellazione. Gli elementi conici di taglio rotanti possono presentare dei denti fresati o degli inserti di taglio disposti su ciascuna fresa secondo delle configurazioni predefinite.

È stato riscontrato che è importate che durante l'operazione di trivellazione, la punta di trivellazione mantenga un diametro del foro costante. Mentre la punta taglia la formazione rocciosa per formare un foro, una parte di ciascuna fresa conica, tipicamente chiamata la superficie di calibratura, entra in contatto con la parete laterale del foro. Alcune punte di trivellazione coniche rotanti sono state provviste di inserti di taglio resistenti all'usura e/o ultra-duri nella superficie di calibratura in modo da tagliare la parete laterale e mantenere costante il diametro del foro. Gli inserti resistenti all'usura sono in genere suscettibili alle rotture termiche e alle scheggiature durante l'uso e gli inserti di taglio ultra-duri tendono in genere a subire danni per calore d'attrito e scheggiature dovuti all'elevato attrito tra la formazione rocciosa e’l'inserto. È inoltre stato rilevato che gli inserti a punta piana possono tendere di piu' a danneggiarsi in associazione con il calore d'attrito, mentre gli inserti con punta a cesello tendono più alla rottura.

Di conseguenza sussiste la necessita' di un elemento di taglio su superficie di calibratura che generi una ridotta quantità' di calore di attrito, tenda meno a danneggiarsi per scheggiatura, mantenendo al contempo una superficie di taglio efficace .

Secondo la presente invenzione, Un elemento di taglio per la superficie di calibratura di una fresa conica è previsto in modo da eliminare o ridurre in modo sostanziale gli svantaggi associati agli inserti di taglio della tecnica anteriore.

Secondo un aspetto dell'invenzione, un elemento di taglio della superficie di calibratura per una fresa in una punta dì trivellazione conica rotante presenta un corpo sostanzialmente cilindrico formato da un materiale duro e resistente all'usura. L'estremità' di taglio dell'elemento di taglio presenta una superficie di taglio sostanzialmente conica sostanzialmente perpendicolare a un asse longitudinale del corpo cilindrico. L'estremità' di taglio può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata collegante la superficie conica di taglio con il corpo cilindrico. La superficie conica di taglio presenta un angolo ottuso a che può' variare tra 160 e 180°.Una pluralità' di scanalature basse è formata nella superficie di taglio conica, e una pluralità' di strisce di un materiale ultra-duro è disposta nelle scanalature. Il numero di scanalature e inserti o innesti può' variare in modo qualsiasi tra uno o piu' in funzione del diametro dell'elemento di taglio e della formazione rocciosa da trivellare. Il risultato consiste in una superficie conica di taglio con una alternanza di superficie di taglio dure e ultra-dure che possono essere orientate a 0, 90°, o un altro angolo qualsiasi tra questi due valori rispetto alla direzione di rotazione del cono di taglio.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, le scanalature basse, possono essere raccordate con la superficie conica di taglio, ricavate perpendicolarmente nella superficie conica di taglio, a coda di rondine, o con estremità' aperte verso la superficie conica di taglio.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene ora fatto riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig. 1 mostra una vista assonometrica di una punta di trivellazione conica rotante con elementi di taglio realizzati secondo la presente invenzione montati nella superficie di calibratura delle frese coniche ;

la fig. 2 mostra una vista dall'alto di una superficie conica di taglio di un elemento di taglio realizzato secondo la presente invenzione;

la fig. 3 mostra una vista laterale dell'elemento di taglio;

la fig. 4 mostra un'altra vista laterale dell'elemento di taglio;

la fig. 5 mostra una vista dall'alto di un'altra forma di realizzazione di una superficie conica di taglio di un elemento di taglio realizzato secondo la presente invenzione;

la fig. 6 mostra una vista laterale dell'elemento di taglio della fig. 5;

la fig. 7 mostra un'altra vista laterale dell'elemento di taglio;

la fig. 8 mostra una vista dall'alto di un'altra forma di realizzazione di una superficie conica di taglio di un elemento di taglio realizzato secondo la presente invenzione;

la fig. 9 mostra una vista laterale dell'elemento di taglio della fig. 8;

la fig. 10 mostra una vista dall'alto di un'altra forma di una superficie conica di taglio di un elemento di taglio realizzato secondo la presente invenzione ;

la fig. 11 mostra una vista laterale dell'elemento di taglio della fig. 10;

la fig. 12 mostra una vista dall'alto di un'altra forma di una superficie conica di taglio di un elemento di taglio realizzato secondo la presente invenzione ;

la fig. 13 mostra una vista laterale dell'elemento di taglio della fig. 12;

la fig- 14 mostra una vista in sezione trasversale dell'elemento di taglio della fig. 2; la fig. 15 mostra una vista laterale di una forma di realizzazione di una configurazione di scanalatura secondo la presente invenzione;

la fig. 16 mostra una vista laterale di un'altra forma di una configurazione di scanalatura secondo la presente invenzione;

la fig. 17 mostra una vista laterale di un'altra forma di realizzazione di una configurazione di scanalatura secondo la presente invenzione;

e

le fig. 19A e 19B mostrano delle viste della superficie di calibratura della fresa conica per dimostrare l'orientamento dell'elemento di taglio rispetto alla direzione di rotazione.

Le forme preferite di realizzazione della presente invenzione vengono mostrate nelle fig.1-19, laddove riferimenti simili vengono usati per riferirsi a parti simili e corrispondenti nei diversi disegni .

A titolo illustrativo, la presente invenzione è mostrata come formata da una punta di trivellazione conica rotante 10 usata per la trivellazione di fori nel terreno, come mostrato in fig. 1. La punta di trivellazione conica rotante 10 può' anche essere indicata come "punta di trivellazione rotante" o "punta per roccia". La punta di trivellazione conica rotante 10 comprende preferibilmente un corpo punta 12 con una parte superiore filettata o perno 14 adatta a essere fissata alla estremità' inferiore di un tratto di trivellazione (non mostrato). La parte filettata 14 e il corrispondente collegamento filettato del tratto di trivellazione permette la rotazione della punta di trivellazione 10 in risposta alla rotazione del tratto di trivellazione sulla superficie del pozzo. Il corpo punta 12 comprende un condotto interno (non mostrato) che permette al fango freddo di trivellazione o materiale simile di fluire verso il basso dal tratto di trivellazione. Il fango di trivellazione esce da ugelli 16 (ne sono mostrati due), fluisce verso il fondo del foro e quindi passa verso l'alto nell'anello tra la parete del foro e il tratto di trivellazione, trasportando con se detriti di trivellazione e schegge di rocce.

Nella punta di trivellazione conica rotante tripla 10, tre bracci sostanzialmente identici 18 (ne sono mostrati due) sono sospesi dal corpo punta 12. Ciascun braccio 18 supporta in modo girevole un gruppo di taglio conico 20, e ciascun gruppo di taglio conico 20 presenta una pluralità' di inserti di taglio o denti fresati disposti in un modo predeterminato su di esso. La presente invenzione è rivolta agli inserti di taglio o elementi di taglio 22 disposti in una superficie di calibrazione 24 disposta sul gruppo di taglio 20. Gli inserti di taglio 22 formano una riga di scorrimento del gruppo di taglio 20 che viene definita come la parte del gruppo di taglio 20 che è a contatto con la periferia piu' esterna o parete laterale del foro (non mostrato) mentre la punta di trivellazione 10 taglia in modo rotante il foro. La riga di scorrimento è pure chiamata comunemente riga di calibrazione nell'industria e viene indicata in questo modo anche in seguito.

Con riferimento alle fig. 2-4, è mostrato un inserto di taglio 30 realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione. L'inserto di taglio 30 comprende un corpo sostanzialmente cilindrico 32 o substrato realizzato con un materiale duro e resistente all'usura quale carburo di tungsteno cementato. Il corpo inserto di taglio 32 presenta una estremità' di taglio 34 e una base 36 accoppiata a caldo in alloggiamenti formati nella superficie di calibratura 24 del gruppo di taglio conico 20. L'estremità' di taglio 34 definisce una superficie di taglio sostanzialmente conica 38, la quale si estende leggermente al di sopra della superficie di calibratura 24 in modo da entrare in contatto con il foro. La superficie di taglio conica 38 presenta un angolo ottuso a che può' variare tra 160 e 180 gradi.

Nella superficie conica di taglio 38 dell'elemento di taglio 30 è formata una pluralità' di scanalature basse 40-42 che si estendono sostanzialmente in parallelo tra loro. In queste scanalature sono inserite delle strisce allungate o inserti 44-46 in materiale ultra-duro e resistente all'abrasione, quale il diamante, il diamante policristallino, il diamante policristallino termicamente stabile (TSP), il nitruro di boro cubico o altro materiale diverso dal diamante che sia ultraduro e resistente all'abrasione. Gli inserti allungati 44-46 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature 40-42 per assicurare un accoppiamento sicuro. Gli inserti ultra-duri allungati 44-46 possono essere fissati nelle scanalature 40-42 mediante sinterizzazione, brasatura, accoppiamento con interferenza, o altri procedimenti simili. In questo modo la superficie di taglio conica 38 è definita sia dai materiali duri che ultra-duri. L'estremità' di taglio 34 può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata 48 collegante la superficie di taglio conica 38 e il corpo cilindrico 32. La superficie inclinata 48 può' essere cianfrinata, raccordata, smussata,o inclinata in modo simile.

Nelle fig. 5-7, viene mostrata un'altra forma di un inserto di taglio 50. L'inserto di taglio 50 comprende un corpo sostanzialmente cilindrico 52 anche esso realizzato con un materiale duro e resistente all'usura quale carburo di tungsteno cementato. Il corpo inserto di taglio 52 comprende una estremità' di taglio 54 e una base 56. L'estremità' di taglio 54 definisce una superficie di taglio sostanzialmente conica 58, che si estende leggermente al di sopra della superficie di calibratura 24, quando montata in essa.La superficie conica di taglio 58 presenta un angolo ottuso tra 160 e 180 gradi.

Nella superficie di taglio conica 58 dell'elemento di taglio 50 è formata una pluralità' di scanalature basse 60-63 che si estendono sostanzialmente in parallelo tra loro. In queste scanalature 60-63 sono inserite delle strisce allungate o inserti 64-67 in materiale ultra-duro e resistente all'abrasione, quale il diamante, il diamante policristallino,il diamante policristallino termicamente stabile (TSP), il nitruro di boro cubico o altro materiale diverso dal diamante che sia ultraduro e resistente all'abrasione. Gli inserti allungati 64-67 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature 60-63 per assicurare un accoppiamento sicuro. Gli inserti ultra-duri allungati 64-67 possono essere fissati nelle scanalature 60-63 mediante sinterizzazione, brasatura, accoppiamento con interferenza, o altri procedimenti simili. L'estremità' di taglio 54 può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata 68 collegante la superficie di taglio conica 58 e il corpo cilindrico 52. La superficie inclinata 68 può' essere cianfrinata, raccordata, smussata,o inclinata in modo simile.

Nelle fig. 8-9, viene mostrata un'altra forma di un inserto di taglio 70. L'inserto di taglio 70 comprende un corpo sostanzialmente cilindro 72 realizzato con un materiale duro e resistente all'usura quale carburo di tungsteno cementato. Il corpo inserto di taglio 72 comprende una estremità' di taglio 74 e una base 76. L'estremità' di taglio 74 definisce una superficie di taglio sostanzialmente conica 78, che si estende leggermente al di sopra della superficie di calibratura 24, quando montata in essa. La superficie di taglio conica 78 presenta un angolo ottuso a tra 160 e 180 gradi.

Nella superficie di taglio conica 78 dell'elemento di taglio 70 è formata una pluralità' di scanalature basse circolari 80-82 che si estendono sostanzialmente in modo concentrico tra loro. In queste scanalature 80-82 sono inserite delle strisce circolari o inserti 84-86 in materiale ultra-duro e resistente all'abrasione, quale il diamante, il diamante policristallino,il diamante policristallino termicamente stabile (TSP), il nitruro di boro cubico o altro materiale diverso dal diamante che sia ultraduro e resistente all'abrasione. Gli inserti allungati 84-86 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature 80-82 per assicurare un accoppiamento sicuro. Gli inserti ultra-duri allungati 84-86 possono essere fissati nelle scanalature 80-82 mediante sinterizzazione, brasatura, accoppiamento con interferenza, o altri procedimenti simili. L'estremità' di taglio 74 può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata 88 collegante la superficie di taglio conica 78 e il corpo cilindrico 72. La superficie inclinata 88 può' essere cianfrinata, raccordata, smussata,o inclinata in modo simile.

Nelle fig. 10-11, viene mostrata un'altra forma di un inserto di taglio 100. L'inserto di taglio 100 comprende un corpo sostanzialmente cilindro 102 realizzato con un materiale duro e resistente all'usura quale carburo di tungsteno cementato. Il corpo inserto di taglio 102 comprende una estremità' di taglio 104 e una base 106. L'estremità' di taglio 104 definisce una superficie di taglio sostanzialmente conica 108, che si estende leggermente al di sopra della superficie di calibratura 24, quando montata in essa.La superficie di taglio conica 108 presenta un angolo ottuso a tra 160 e 180 gradi.

Nella superficie di taglio conica 108 dell'elemento di taglio 100 è formata una pluralità' di scanalature basse curve 110-112 che si estendono sostanzialmente in modo equidistante tra loro. In queste . scanalature 110-112 sono inserite delle strisce allungate curve o inserti 114-116 in materiale ultra-duro e resistente all'abrasione, quale il diamante, il diamante policristallino, il diamante policristallino termicamente stabile (TSP), il nitruro di boro cubico o altro materiale diverso dal diamante che sia ultra-duro e resistente all'abrasione. Gli inserti allungati 114-116 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature 110-112 per assicurare un accoppiamento sicuro. Gli inserti ultra-duri allungati 114-116 possono essere fissati nelle scanalature 110-112 mediante sinterizzazione, brasatura, accoppiamento con interferenza, o altri procedimenti simili. L'estremità' di taglio 104 può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata 118 collegante la superficie di taglio conica 108 e il corpo cilindrico 102. La superficie inclinata 118 può' essere cianfrinata, raccordata, smussata, o inclinata in modo simile.

Nelle fig. 12-13, viene mostrata un'altra forma di un inserto di taglio 120. L'inserto di taglio 120 comprende un corpo sostanzialmente cilindro 122 realizzato con un materiale duro e resistente all'usura quale carburo di tungsteno cementato. Il corpo inserto di taglio 122 comprende una estremità' di taglio 124 e una base 126. L'estremità' di taglio 124 definisce una superficie di taglio sostanzialmente conica 128, che si estende leggermente al di sopra della superficie di calibratura 24, quando montata in essa. La superficie di taglio conica 128 presenta un angolo ottuso a tra 160 e 180 gradi.

Nella superficie di taglio conica 128 dell'elemento di taglio 120 è formata una pluralità' di scanalature basse rettangolari 130-132 che si estendono sostanzialmente in modo concentrico tra loro. In queste scanalature 130-132 sono inserite delle strisce rettangolari o inserti 134-136 in materiale ultra-duro e resistente all'abrasione, quale il diamante, il diamante policristallino, il diamante policristallino termicamente stabile (TSP), il nitruro di boro cubico o altro materiale diverso dal diamante che sia ultra-duro e resistente all'abrasione. Gli inserti rettangolari 134-136 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature 130-132 per assicurare un accoppiamento sicuro. Gli inserti ultra-duri rettangolari 134-136 possono essere fissati nelle scanalature 130-132 mediante sinterizzazione, brasatura, accoppiamento con interferenza, o altri procedimenti simili. L'estremità' di taglio 124 può' comprendere aggiuntivamente una superficie inclinata 138 collegante la superficie di taglio conica 128 e il corpo cilindrico 122. La superficie inclinata 138 può' essere cianfrinata, raccordata, smussata, o inclinata in modo simile.

In fig. 14 viene ora mostrata una sezione trasversale di un elemento di taglio. Anche se la fig. 14 mostra in particolare l'elemento di taglio 30 della fig. 2, essa è ugualmente applicabile all'elemento di taglio 50 della fig. 5, all'elemento di taglio 70 della fig. 8, all'elemento di taglio 100 della fig. 10, e all'elemento di taglio 120 della fig. 12.

In fig. 14, sono mostrati in modo specifico lo spessore o la profondità' del materiale ultra-duro 45 in prossimità' del centro dell'inserto 30, óc e in prossimità' della periferia, δρ. È previsto che lo spessore del materiale ultra-duro 45 e quindi lo spessore della scanalatura bassa 41 non deve necessariamente essere la stessa e può' variare in modo molto graduale. Quindi óc può' essere maggiore o inferiore a δρ, se richiesto, in funzione della formazione rocciosa e dell'applicazione. In particolare δρ può' essere maggiore di óc dato che i bordi sono sottoposti a un attrito maggiore e una maggiore usura del centro della superficie di taglio. Si noti che la variazione dello spessore del materiale ultra-duro può' essere presente in tutti gli inserti allungati in un elemento di taglio o può' essere presente in inserti selezionati.

Con riferimento alle fig.<‘ >15-18, la configurazione della scanalatura può' venire variata per migliorare la durate dell'elemento di taglio. La fig. 15 mostra una forma di una configurazione di scanalatura per l'elemento di taglio 30. Anche se la fig. 15 mostra in particolare l'elemento di taglio 30 della fig. 2, essa è ugualmente applicabile all'elemento di taglio 50 della fig. 5, all'elemento di taglio 70 della fig. 8, all'elemento di taglio 100 della fig. 10, e all'elemento di taglio 120 della fig. 12.

Come mostrato in fig. 15, le scanalature 40-42 sono raccordate con la superficie di taglio conica 38 dell'elemento di taglio 30. Degli inserti allungati 44-46 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature raccordate 40-42. Di conseguenza il grosso del materiale ultra-duro e resistente all'abrasione formante gli inserti 44-46 è previsto in corrispondenza o in prossimità' della superficie di taglio conico 38. Di conseguenza l'elemento di taglio 30 presenta una capacita' di taglio maggiore all'inizio della sua vita utile che si riduce in modo esponenziale con l'usura dell'elemento 30.

In fig. 16 è mostrata un'altra forma di una configurazione delle scanalature per l'elemento di taglio 30. Anche se la fig. 16 mostra in particolare l'elemento di taglio 30 della fig. 2, essa è ugualmente applicabile all'elemento di taglio 50 della fig. 5, all'elemento di taglio 70 della fig. 8, all'elemento di taglio 100 della fig. 10, e all'elemento di taglio 120 della fig. 12.

Come mostrato in fig. 16, le scanalature 40-42 sono perpendicolari alla superficie di taglio conica 38 dell'elemento di taglio 30. Degli inserti allungati 44-46 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature rettangolari 40-42. Corrispondentemente, il materiale ultra-duro e resistente all'abrasione formante gli inserti 44-46 è distribuito in modo uniforme in tutti gli inserti. Di conseguenza l'elemento di taglio 30 presenta una capacita' di taglio uniforme per tutta la sua vita utile .

In fig. 17 è mostrata un'altra forma di una configurazione delle scanalature per l'elemento di taglio 30. Anche se la fig. 17 mostra in particolare l'elemento di taglio 30 <'>della fig. 2, essa e ugualmente applicabile all'elemento di taglio 50 della fig. 5, all'elemento di taglio 70 della fig. 8, all'elemento di taglio 1,00 della fig. 10, e all'elemento di taglio 120 della fig. 12.

Come mostrato in fig. 15, le scanalature 40-42 sono ricavate a coda di rondine nella superficie di taglio conica 38 dell'elemento di taglio 30. Degli inserti allungati 44-46 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature raccordate 40-42. Di conseguenza il grosso del materiale ultra-duro e resistente all'abrasione formante gli inserti 44-46 è previsto al di sotto della superficie di taglio conico 38. Di conseguenza l'elemento di'taglio 30 presenta una capacita' di taglio ridotta all'inizio della sua vita utile che cresce in modo esponenziale con l'usura dell'elemento 30. Inoltre le scanalature a coda di rondine 40-42 permettono un ritegno maggiore degli inserti 44-46 da parte dell'elemento di taglio. Di conseguenza, gli inserti tendono a usurarsi oltre il punto in cui essi altrimenti sì romperebbero in altre coniigurazioni.

In fig. 18 è mostrata un'altra forma di configurazione delle scanalature per l'elemento di taglio 30. Anche se la fig. 18 mostra in particolare <1 >l'elemento di taglio 30 della fig. 2, essa è ugualmente applicabile all'elemento di taglio 50 della fig. 5, all'elemento di taglio 70 della fig. 8, all'elemento di taglio 100 della fig. 10, e all'elemento di taglio 120 della fig. 12.

Come mostrato in fig. 18, le scanalature 40-42 presentano una estremità' aperta verso la superficie di taglio conica 38 dell'elemento di taglio 30. Degli inserti allungati 44-46 sono realizzati e sagomati in modo da adattarsi alle scanalature ad estremità' aperta 40-42. Di conseguenza il grosso del materiale ultra-duro e resistente all'abrasione formante gli inserti 44-46 è previsto in corrispondenza o in prossimità' della superficie di taglio conico 38. Di conseguenza l'elemento di taglio 30 presenta una capacita' di taglio maggiore all'inizio della sua vita utile che si riduce in modo esponenziale con l'usura dell'elemento 30.

Nelle fig. 19A e 19B è mostrata una vista parziale della fresa conica rotante 20, vista dalla sua base. La fresa 20 comprende la superficie di calibratura 24 nella quale è montata una fila di elementi di taglio, compresi elementi di taglio 22 realizzati secondo gli insegnamenti della presente invenzione. La fresa 20 ruota attorno all'asse centrale 70 nella direzione di rotazione indicata. In fig. 19A, gli elementi di taglio 22 sono montati nella fila di calibratura in modo che gli inserti ultra-duri sono sostanzialmente perpendicolari alla direzione di rotazione. In altre parole, l'asse degli inserti ultra-duri è a 90 gradi rispetto alla direzione della rotazione del cono. In questo montaggio, una pluralità' di successive superfici di taglio formate da materiali alternati duri e ultra-duri viene presentata alla formazione rocciosa nella parete laterale del foro di trivellazione. Il materiale duro agisce in modo da proteggere gli inserti ultra-duri dalla scheggiatura provocata da una sovraesposizione del materiale ultra-duro alla parete laterale del foro. In funzione della posizione degli inserti ultra-duri, il bordo anteriore della superficie di taglio può' essere composta da materiale duro o ultra-duro. Quando il bordo anteriore si usura, la successiva superficie di taglio presenta un nuovo bordo e superficie di taglio per continuare a tagliare il diametro pieno del foro di trivellazione.

In fig. 19B gli assi degli inserti ultra-duri negli elementi di taglio 22 sono orientati sostanzialmente in parallelo alla direzione di rotazione del cono. In altre parole, gli inserti ultra-duri formano un angolo di 0 gradi rispetto alla direzione di rotazione.L'azione di taglio risultante è di tipo a rastrello o ad artiglio. L'interruzione della superficie di taglio ultra-dura da parte della superficie di taglio dura quando il bordo anteriore delle superfici di taglio viene presentato alla formazione rocciosa, permette di avere un minore attrito e un taglio piu' efficiente.

Si può' notare che l'elemento di taglio 22 realizzato secondo la presente invenzione può' essere alloggiato in tutte le cavita' nella fila di calibratura o i cavita' selezionate in essa in funzione dell'applicazione e della formazione rocciosa .

Anche se la presente invenzione e i suoi vantaggi sono stati descritti in dettaglio, si deve fare notare che è possibile eseguire molte variazioni, sostituzioni e alterazioni della stessa senza discostarsi dallo spirito e dal campo dell'invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate .

Claims

Rivendicazioni 1. Elemento di taglio nella superficie di calibratura per una fresa in una punta di trivellazione conica rotante comprendente: un corpo sostanzialmente cilindrico formato da un materiale duro e resistente all'usura e con una estremità' di taglio, la quale presenta una superficie di taglio sostanzialmente conica sostanzialmente perpendicolare a un asse longitudinale del corpo cilindrico; una pluralità' di scanalature basse formate nella superficie conica di taglio,-una pluralità' di strisce di materiale ultra-duro con forma e profilo conforme alle scanalature basse, laddove le strisce definiscono superfici di taglio sostanzialmente allineate con detta superficie conica di taglio; e laddove il materiale duro e resistente all'usura e il materiale ultra-duro delimitano una pluralità' di superfici alternate dure e ultra dure allungate di taglio e un piccolo angolo di avvicinamento alla parete laterale di un foro di trivellazione.
2. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie conica di taglio presenta un angolo a tra 160 e 180 ° .
3 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui in cui una pluralità' degli elementi di taglio è inserita con accoppiamento con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli elementi di taglio sono orientati in modo che una pluralità' di superfici di taglio alternate dure e ultra-dure sono definite in direzione sostanzialmente perpendicolare rispetto alla direzione di rotazione della fresa.
4. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 3, in cui la pluralità' di superfici di taglio alternate dure e ultra-dure si usura in successione in modo da presentare in modo continuo una nuova superficie di taglio per tagliare e mantenere un diametro foro pieno .
5 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 4, in cui una superficie di taglio anteriore è composta da materiale duro.
6. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 4, in cui una superficie di taglio anteriore è composta da materiale ultra-duro .
7. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui una pluralità' degli elementi di taglio è inserita con accoppiamento con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli elementi di taglio sono orientati in modo che una pluralità' di superfici di taglio alternate dure e ultra-dure sono definite in direzione sostanzialmente parallela rispetto alla direzione di rotazione della fresa.
8. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 7, in cui la pluralità' di superfici di taglio alternate dure e ultra-dure taglia e mantiene un foro di diametro pieno con una azione di taglio ad artiglio.
9. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui una pluralità' degli elementi di taglio è inserita con accoppiamento con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli elementi di taglio sono orientati in modo che un asse della pluralità' di strisce di materiale ultra-duro è orientato con un angolo tra 0 e 90 gradi, compreso, rispetto alla direzione di rotazione della fresa.
10. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui le scanalature basse e le strisce di materiale ultraduro si estendono sostanzialmente verso un bordo periferico della superficie conica di taglio.
11. Elemento di taglio nella superficie di calibratura, secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una superficie inclinata accoppiata con la superficie di taglio conica e con il corpo cilindrico.
12 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una della pluralità' di scanalature basse presenta una profondità' variabile lungo la sua lunghezza .
13 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è piu' profonda in prossimità' del centro della superficie di taglio conica rispetto al bordo periferico della superficie di taglio conica.
14. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è meno profonda in prossimità' del centro della superficie di taglio conica rispetto al bordo periferico della superficie di taglio conica.
15. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è allungata e sostanzialmente reciprocamente parallela.
16. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 15, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata con la superficie di taglio conica.
17. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 15, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata perpendicolarmente nella superficie di taglio conica.
18. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 15, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata a coda di rondine nella superficie di taglio conica.
19. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 15, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie di taglio conica.
20. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è circolare e sostanzialmente reciprocamente concentrica.
21. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 20, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata con la superficie di taglio conica.
22 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 20, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata perpendicolarmente nella superficie di taglio conica.
23 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 20, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata a coda di rondine nella superficie di taglio conica.
24. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 20, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie di taglio conica.
25. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è curva e sostanzialmente reciprocamente equidistante.
26. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 25, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata con la superficie di taglio conica.
27. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 25, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata perpendicolarmente nella superficie di taglio conica.
28. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 25, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata a coda di rondine nella superficie di taglio conica.
29 . Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 25, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie di taglio conica.
30. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è sostanzialmente reciprocamente parallela e disposta in una configurazione sfalsata.
31. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 30, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata con la superficie di taglio conica.
32. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 30, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata perpendicolarmente nella superficie di taglio conica.
33. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 30, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata a coda di rondine nella superficie di taglio conica.
34. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 30, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie di taglio conica.
35. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata con la superficie di taglio conica.:
36. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata perpendicolarmente nella superficie di taglio conica.
37. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata a coda di rondine nella superficie di taglio conica.
38. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie di taglio conica.
39. Elemento di taglio nella superfìcie dì calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale resistente ad usura è carburo di tungsteno cementato e il materiale ultra-duro è diamante policristallino.
40. Elemento di taglio nella superficie di calibratura secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento di taglio è accoppiato con interferenza in un alloggiamento in modo che la superficie di taglio conica si trova sostanzialmente al di sopra della superficie di calibratura.
41. Punta conica rotante per trivellazioni con una superficie di calibratura a contatto con una parete laterale di un foro in esercizio, laddove la superficie di calibratura presenta almeno una fila di inserti di taglio, laddove almeno uno degli inserti di taglio comprende: un substrato sostanzialmente cilindrico formato da carburo cementato e con una estremità' di taglio, laddove l'estremità' di taglio presenta una superficie di taglio sostanzialmente conica sostanzialmente perpendicolareall 'asse longitudinale del substrato cilindrico; una pluralità' di scanalature basse formate nella superficie di taglio conica;. una pluralità' di strisce di diamante policristallino con una forma e un profilo conforme alle scanalature basse, laddove le strisce di diamante policristallino delimitano delle superfici di taglio sostanzialmente allineate con la superficie conica di taglio delimitata dal substrato di carburo cementato ; e laddove la superficie conica di taglio definita dal substrato di carburo cementato e le strisce di diamante policristallino formano una pluralità' di superfici di taglio allungate alternate dure e ultradure e formano un piccolo angolo di attacco rispetto alla parete laterale del foro.
42. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la superficie conica di taglio presenta un angolo tra 160 e 180 gradi.
43. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui una pluralità' di inserti di taglio è accoppiata con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli inserti di taglio sono orientati in modo che una pluralità' di superfici alternate di taglio dure e ultra-dure sono disposte sostanzialmente perpendicolarmente alla direzione di rotazione della fresa .
44 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 43, in cui la pluralità' di superfici di taglio alternate dure e ultra-dure si usura successivamente in modo da presentare in modo continuo una nuova superficie di taglio in modo da tagliare mantenendo un diametro pieno del foro.
45. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 44, in cui il materiale della superficie di taglio anteriore è carburo cementato.
46. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 44, in cui il materiale della superficie di taglio anteriore è diamante policristallino.
47. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui una pluralità' di inserti di taglio è accoppiata con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli inserti di taglio sono orientati in modo che una pluralità' di superfici alternate di taglio dure e ultra-dure sono disposte sostanzialmente parallelamente alla direzione di rotazione della fresa .
48. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 47, in cui la pluralità' di superfici alternate di taglio dure e ultra-dure- taglia mantenendo un diametro pieno del foro esercitando una azione di taglio ad artiglio.
49. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui una pluralità' di inserti di taglio è accoppiata con interferenza negli alloggiamenti formati nella superficie di calibratura della fresa, laddove gli inserti di taglio sono orientati in modo che un asse della pluralità' di strisce di diamante policristallino è orientato con un angolo compreso tra 0 e 90 gradi rispetto alla direzione di rotazione della fresa.
50. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui le scanalature basse e le strisce di diamante policristallino si estendono sostanzialmente fino a un bordo periferico della superficie conica di taglio .
51 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, comprendente inoltre una superficie inclinata di accoppiamento tra la superficie conica di taglio e il substrato cilindrico.
52. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui almeno una delle scanalature basse presenta una profondità' variabile lungo la sua lunghezza .
53 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è piu' profonda in prossimità' del centro della superficie conica di taglio di quanto lo sia in prossimità' del bordo periferico della superficie conica di taglio.
54 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è meno profonda in prossimità' del centro della superficie conica di taglio rispetto al bordo periferico della superficie conica di taglio.
55. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è allungata e sostanzialmente reciprocamente parallela.
56 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 55, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata nella superficie conica di taglio.
57. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 55, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata perpendicolarmente nella superficie conica di taglio .
58. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 55, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata a coda di rondine nella superficie conica di taglio .
59. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 55, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie conica di taglio.
60. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è circolare e sostanzialmente reciprocamente concentrica .
61. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 60, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata nella superficie conica di taglio.
62 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 60, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata perpendicolarmente nella superficie conica di taglio .
63. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 60, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata a coda di rondine nella superficie conica di taglio.
64. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 60, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie conica di taglio.
65. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è curva e sostanzialmente reciprocamente equidistante.
66 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 65, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata nella superficie conica di taglio.
67 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 65, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata perpendicolarmente nella superficie conica di taglio .
68. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 65, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata a coda di rondine nella superficie conica di taglio .
69. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 65, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie conica di taglio.
70. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è sostanzialmente reciprocamente parallela e disposta in modo sfalsato.
71. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 70, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata nella superficie conica di taglio.
72 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 70, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata perpendicolarmente nella superficie conica di taglio.
73 . Inserto di taglio secondo la rivendicazione 70, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata a coda di rondine nella superficie conica di taglio .
74. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 70, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie conica di taglio.
75. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è raccordata nella superficie conica di taglio.
76. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è formata perpendicolarmente nella superficie conica di taglio .
77. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è ricavata a coda di rondine nella superficie conica di taglio .
78. Inserto di taglio secondo la rivendicazione 41, in cui la pluralità' di scanalature basse è aperta verso la superficie conica di taglio.