ITMI970112A1

ITMI970112A1 - Punta conica rotante per trivellazioni con inserti sagomati ed elementi sinterizzati

Info

Publication number: ITMI970112A1
Application number: IT97MI000112A
Authority: IT
Inventors: Micheal Burl Crawford
Original assignee: Dresser Ind
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-07-22
Also published as: SG45035A1; US5709278A; MX9700526A; ID16446A; GB2309242B; GB9700466D0; IT1289187B1; GB2309242A

Description

Descrizione

La presente invenzione si riferisce in genere al campo delle punte per trivellazione di rocce e punte coniche rotanti per trivellazioni usate per realizzare dei fori di trivellazione nella terra, e piu' in particolare delle punte per trivellazione con inserti di taglio conici, elementi sinterizzati superficiali, e/o degli inserti su bracci di supporto con parti di taglio sagomate che corrispondono sostanzialmente al raggio desiderato per il foro di trivellazione risultante .

Un tipo di punta per trivellazioni usata per formare dei fori di trivellazione nella terra e' costituita da una punta conica rotante. Una punta conica rotante tipica per trivellazioni comprende un corpo con una estremità' superiore adattata per il collegamento a un gruppo, dì trivellazione. Una pluralità' di bracci di supporto, tipicamente tre, pende dalla parte di estremità' inferiore del corpo. Ciascun braccio di supporto comprende un mandrino che sporge radialmente verso l'interno e verso il basso rispetto a un asse di rotazione proiettato del corpo.

Un cono di taglio può' essere montato su ciascun mandrino ed essere supportato in modo girevole su dei cuscinetti agenti tra il mandrino e l'interno di una cavita' formata nel cono di taglio. Uno o piu' ugelli sono spesso disposti sul lato inferiore del corpo adiacente ai bracci. Questi ugelli sono generalmente posizionati in modo da dirigere del fluido di trivellazione passante verso il basso dal gruppo di trivellazione al fondo del foro da formare. Il fluido di trivellazione lava via il materiale rimosso dal fondo del foro di trivellazione e pulisce i coni di taglio che portano gli elementi di taglio radialmente verso l'esterno e verso l'alto entro un anello definito tra il corpo della punta e la parete del foro. Il brevetto US 5,452,771 dal titolo "Punta rotante per trivellazioni con elementi di taglio e tenuta migliorati" e il brevetto US 5,439,068 dal titolo "Punta rotante modulare per trivellazioni" mostrano degli esempi di punte per trivellazioni profonde soddisfacenti per l'uso con la presente invenzione.

Ciascun cono di taglio comprende in genere un certo numero di inserti e/o di denti fresati in modo da ottenere delle superfici di trivellazione. Risulta vantaggioso per i coni di taglio e le punte di trivellazione associate il fatto di prevedere delle velocita di penetrazione elevate, una elevata resistenza all'usura e alla rottura degli inserti o denti e a impatti e carichi unitari. In alcune applicazioni di trivellazione gli elementi sinterizzati sono accoppiati a caldo nella superficie di riferimento di ciascun cono di taglio. Questi elementi sinterizzati contribuiscono al taglio della parete del foro durante la rotazione del cono di taglio.

La superficie esterna di ciascun braccio di supporto disposto vicino al rispettivo cono di taglio viene spesso indicata come la "porzione di coda del mantello" o "regione di coda del mantello". La regione di coda del mantello e' in genere relativamente sottile e spesso ricoperta con uno strato di materiale duro per ridurre al minimo l'erosione e l'usura. Degli inserti e/o elementi sinterizzati multipli possono essere inclusi dentro allo strato superiore duro o adiacenti ad esso in modo da ridurre ulteriormente l'erosione e l'usura della regione di coda.

La parte di taglio degli elementi sinterizzati e degli inserti precedentemente disponibili comprendeva spesso una superficie piana. Alcuni elementi sinterizzati e inserti comprendevano una parte di taglio con una superficie bombata con un raggio uguale al raggio del rispettivo inserto. La parte di taglio degli inserti precedentemente disponibili e dei sinterizzati comprendeva anche altre configurazioni geometriche quale una superficie piana con bordi smussati e una parte di taglio con superfici piane e superfici bombate.

Degli esempi di punte coniche rotanti per trivellazioni con elementi sinterizzati o inserti disposti nella superficie di riferimento del cono di taglio sono descritti nei brevetti US n. 4,056,153; 5,145,016 e 5,131,480. Il brevetto US n. 4,056,153 mostra delle serie di elementi sinterizzati sulla superficie di riferimento di coni di taglio di una punta conica rotante per trivellazioni. Il brevetto US n. 5,145,016 e 5,131,480 mostrano entrambi degli inserti per punte disposti sulla superficie di riferimento di coni di taglio in una punta conica rotante per trivellazioni. Il brevetto US n. 5,332,051 mostra una punta per roccia in diamante con inserti in diamante con una parte di taglio con un raggio convesso relativamente ampio pari a circa sei volte il raggio del corpo inserto cilindrico associato. Ciascuno dei precedenti brevetti e' incluso come riferimento per tutti gli scopi entro la presente domanda.

Secondo la presente invenzione, gli svantaggi e i problemi associati con i precedenti elementi sinterizzati e inserti per punte per rocce e punte coniche rotanti per trivellazioni sono stati sostanzialmente ridotti o eliminati. Un aspetto della presente invenzione comprende il fatto di prevedere una superficie di taglio sagomata su elementi sinterizzati e inserti in modo da migliorare in modo sostanziale la resistenza a erosione, abrasione e/o ad usura in corrispondenti posizioni su un gruppo composto da cono di taglio e braccio di supporto in modo da aumentare la durata della punta di trivellazione associata. In una applicazione una superficie di taglio sagomata e' formata con una configurazione sostanzialmente cilindrica con un raggio approssimativamente uguale al raggio desiderato per il foro risultante. Per un'altra applicazione, una superficie di taglio sagomata e' provvista di una forma bombata con un raggio approssimativamente uguale al raggio desiderato del foro risultante.

Un aspetto della presente invenzione comprende una punta conica rotante per trivellazioni con inserti e elementi sinterizzati che eliminano la necessita' di una rettifica aggiuntiva o di altre fasi di lavorazione per adattare gli inserti e gli elementi sinterizzati alle parti adiacenti della punta di trivellazione. Inoltre gli elementi sinterizzati e inserti secondo gli insegnamenti della presente invenzione sostanzialmente eliminano o riducono al minimo qualsiasi spazio vuoto tra i rispettivi elementi sinterizzati o inserti e parti adiacenti della punta. La realizzazione di elementi sinterizzati e inserti con una parte di taglio con un raggio approssimativamente uguale al raggio desiderato per il foro risultante sostanzialmente riduce o elimina qualsiasi materiale in eccesso usato per realizzare i rispettivi elementi sinterizzati o inserti .

I vantaggi tecnici della presente invenzione comprendono il fatto di prevedere un inserto o elemento sinterizzato superficiale per impedire abrasione, usura e/o erosione in corrispondenti punti sulla superficie esterna della punta. La realizzazione di superfici di taglio sagomate secondo i diversi insegnamenti della presente invenzione permette di porre piu' materiale resistente all'usura a contatto con parti adiacenti del foro mentre elimina allo stesso tempo il materiale duro in eccesso e/o le regioni vuote adiacenti all'elemento sinterizzato o inserto associato. La formazione di una superficie di taglio sagomata secondo la presente invenzione elimina la necessita' di rettificare o altrimenti rimuovere il materiale in eccesso dal rispettivo elemento sinterizzato o inserto dopo il montaggio nel punto desiderato nella punta per trivellazione associata. La formazione di superfici di taglio sagomate secondo gli insegnamenti della presente invenzione riduce sia i costi di materiale che i costi di produzione per realizzare la punta associata. La superficie di taglio sagomata permette inoltre un carico piu' uniforme sul rispettivo elemento sinterizzato o inserto e sostanzialmente elimina i carichi laterali che tendono a estrarre l'elemento sinterizzato o inserto dalla sua cavita' o alloggiamento nel braccio di supporto o cono di taglio associato .

Una migliore comprensione della presente invenzione può' essere ottenuta facendo riferimento alla seguente descrizione in collegamento con i disegni allegati in cui numeri di riferimento simili indicano caratteristiche simili e in cui:

la fig. 1 mostra una rappresentazione schematica in prospettiva di una punta conica rotante per trivellazioni realizzata secondo gli insegnamenti di un aspetto della presente invenzione;

la fig. 2 mostra una rappresentazione schematica in sezione con parti sezionate di un braccio di supporto e di un gruppo cono di taglio per la punta conica rotante della fig. 1 impegnata nel fondo e nella parete laterale di un foro di trivellazione;

la fig. 3 mostra una vista ingrandita in sezione con parti sezionate lungo la linea 3-3 della fig. 2 mostrante un elemento sinterizzato sulla superficie di riferimento realizzato sécondo gli insegnamenti della presente invenzione;

la fig. 4A mostra una vista ingrandita in prospettiva con parti sezionate relativa a una superficie di-taglio sagomata di forma bombata formata su un inserto secondo gli insegnamenti di un aspetto della presente invenzione;

la fig. 4B mostra una vista laterale dell'inserto della fig. 4A che meglio rappresenta le effettive dimensioni e la configurazione dell'inserto;

la fig. 5A mostra una vista ingrandita in prospettiva con parti sezionate di una superficie sagomata di forma cilindrica formata su un inserto secondo gli insegnamenti di un altro aspetto della presente invenzione;

la fig. 5B mostra una vista laterale dell'inserto della fig. 5A che meglio rappresenta le effettive dimensioni e la configurazione dell'inserto; e

la fig. 6 mostra una vista isometrica di un'altra punta conica rotante per trivellazioni realizzata secondo gli insegnamenti di un altro aspetto della presente invenzione.

La presente invenzione e i suoi vantaggi sono meglio compresi facendo riferimento alle fig. 1-6 dei disegni, in cui numeri di riferimento simili sono usati per indicare delle parti simili e corrispondenti nei disegni .

La fig. 1 mostra una punta conica rotante per trivellazioni 20 con elementi sinterizzati superficiali 50 assieme a inserti 70 e 90 realizzati secondo i diversi insegnamenti della presente invenzione. La punta conica rotante 20 forma un foro mediante intaglio, raschiamento e/o una azione di taglio dei coni di taglio 30 durante il rotolamento della punta 20 attorno al fondo del foro mediante rotazione di un gruppo di trasmissione per trivellazioni fissato alla punta 20.

La punta conica rotante 20 comprende un corpo punta 22 con una sezione superiore rastremata, esternamente filettata 24 adatta a venire fissata all'estremità' inferiore di un gruppo di trasmissione per trivellazioni. La punta 20 comprende gruppi braccio di supporto e cono di taglio 26 che si estendono verso il basso dal corpo punta 22. Ciascun gruppo braccio di supporto e cono di taglio 26 comprende inoltre un braccio di supporto 28 e un cono di taglio 30.

Ciascun cono di taglio 30 comprende un numero di elementi sinterizzati 50 disposti sulla superficie di riferimento 62 del rispettivo cono di taglio 30. Per la forma di realizzazione delle fig. 1, 2 e 3, ciascun cono di taglio 30 comprende pure una pluralità' di inserti 36 che intagliano e raschiano il fondo 104 del foro 100 durante la rotazione della punta 20. Delle forme di realizzazione alternative della presente invenzione possono comprendere dei coni di taglio con denti fresati invece di inserti 36. Gli insegnamenti della presente invenzione sono ugualmente vantaggiosi rispetto a simili forme di realizzazione.

Come mostrato nelle fig. 1 e 2, la punta 20 opera in modo da raschiare e tagliare o intagliare la parete laterale 102 e il fondo 104 del foro 100 usando degli elementi sinterizzati 50 e degli inserti 36 per via della forza applicata verso il basso dalla trasmissione della trivella. I risultanti detriti del foro vengono asportati dal fondo 104 del foro 100 mediante un fluido di trivellazione eiettato da ugelli 38 che si estendono dal corpo punta 22. Il fluido di trivellazione fluisce in genere radialmente verso l'esterno tra il lato inferiore del corpo punta 22 e il fondo 104 del foro 100. Il fluido di trivellazione fluisce quindi verso l'alto verso la superficie (non mostrata} attraverso un anello 106 definito in parte dall'esterno della punta 20 e dalla parete laterale 102 del foro 100.

La fig. 2 mostra una vista in sezione di un gruppo braccio di supporto e cono di taglio 26 associato alla punta conica rotante per trivellazioni 20 della fig. 1. La punta 20 presenta preferibilmente tre gruppi braccio di supporto e cono di taglio 26, di cui uno solo viene ora descritto in dettaglio.

Il braccio di supporto 28 comprende un mandrino 40 che si estende verso il basso e verso l'interno. Il cono di taglio 30 comprende sostanzialmente una cavita' di forma cilindrica 42 dimensionata in modo da alloggiare al suo interno il rispettivo mandrino 40. Dei cuscinetti rotanti o delle bussole 44 e 45 sono disposti tra l'esterno del mandrino 40 e l'interno della cavita' 42 in modo da ottenere un accoppiamento rotante tra il cono di taglio -30 e il rispettivo mandrino 40. Un cuscinetto o bottone reggispinta 46 può' pure essere posizionato dentro alla cavita' 42 per montare in modo girevole ciascun cono di taglio 30 sul suo rispettivo mandrino 40. Diversi tipi di cuscinetti rotanti e/o cuscinetti reggispinta sono stati usati in precedenza nelle punte per perforazioni profonde. La presente invenzione può' venire usata in modo soddisfacente con una ampia varietà' di gruppi braccio di supporto cono di taglio con diversi sistemi di supporto cuscinetti in aggiunta ai cuscinetti rotanti 44 e 45 e al cuscinetto reggispinta 46 della fig. 2.

Il cono di taglio 30 e' fissato sul rispettivo mandrino 40 per mezzo di una pluralità' di cuscinetti a sfera 48 inseriti attraverso un passaggio sfere (non mostrato) nel mandrino 40. I cuscinetti a sfere 48 sono disposti in una disposizione anulare tra il mandrino 40 e una parte adiacente della cavita' 42. Una volta inseriti, i cuscinetti a sfera 48 impediscono il distacco del cono di taglio 30 dal rispettivo mandrino 40.

Ciascun cono di taglio 30 comprende una parte di base 52 con un guscio o punta 54 di forma conica che si estende da esso. Una apertura 56 e' formata nella base 52, laddove la cavita' 42 si estende da essa in modo da montare il cono di taglio 30 sul rispettivo mandrino 40. Degli inserti 36 sono disposti in corrispondenti alloggiamenti 58 formati sull'esterno del guscio o punta conica 54. Diversi tipi di inserti e sinterizzati possono essere usati con la punta 54, in funzione della applicazione di trivellazione prevista per la punta 20.

Il cono di taglio 30 mostrato in fig. 2 comprende delle file alternate di inserti 36 e scanalature 60 che interagiscono tra loro in modo da raschiare e intagliare il fondo 104 del foro 100. La parte di base 52 del cono di taglio 30 presenta una forma sostanzialmente troncoconica inclinata in una direzione opposta rispetto all'angolo della punta 54. La superficie posteriore o superficie di riferimento 62 e' formata come parte della parte di base 52. La superficie posteriore 62 e' spesso indicata come superficie di riferimento dato che il diametro interno del-foro risultante 100 corrisponde sostanzialmente al diametro esterno definito dalle dimensioni combinate della superficie posteriore o superficie di riferimento 62 dei tre coni di taglio 30 usatiper formare la punta di trivellazione 20.

Per scopi illustrativi, nelle fig. 2 e 3 tra la superficie di riferimento 62 e le pareti adiacenti 102 del foro 100 e' mostrata una fessura. Durante la maggior parte delle operazioni di trivellazione la superficie di riferimento 62 si trova a stretto contatto con la parete laterale 102.

Una pluralità' di fori 64 e' formata nella superficie di riferimento 62. Le dimensioni di ciascun foro 64 sono scelte in modo da facilitare il montaggio mediante accoppiamento bloccato alla pressa dei rispettivi- elementi sinterizzati superficiali 50. Ciascun cono di taglio 30 comprende un corrispondente numero di elementi sinterizzati 50 disposti rispettivamente nella pluralità' di fori 64 formati in ciascuna superficie di riferimento 62. Come discusso in seguito in maggiore dettaglio, ciascun elemento sinterizzato 50 comprende una parte di taglio sagomata 66 con un raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro 100.

In funzione dell'ambiente di trivellazione del foro e in particolare nel caso di fori di pozzi inclinati o orizzontali, può' essere desiderabile disporre uno o piu' inserti dentro alle parti esterne della punta 20 che possono entrare in contatto con parti del foro del pozzo durante le operazioni di trivellazione. P.es. una pluralità' di inserti 70 e' mostrata nelle adiacenze del bordo anteriore del braccio di supporto 26 come parte della porzione di coda 72. Una pluralità' di inserti 90 e' pure mostrata adiacente al bordo anteriore del braccio di supporto 28 in prossimità' della parte superiore adiacente all'uscita degli ugelli 38. Gli inserti 70 e 90 sono preferibilmente disposti adiacenti al bordo anteriore del rispettivo braccio di supporto 28 per ridurre al minimo l'erosione, l'usura e l'abrasione associate con il flusso combinato di fluidi di trivellazione e detriti dal foro dentro all'anello 106.

Per definizione, la parte inferiore esterna del braccio di supporto 28 disposta al di sotto degli ugelli 38 e' spesso indicata come superficie del mantello di coda o semplicemente mantello di coda. Piu' in particolare la parte del mantello di coda 72 si riferisce alla superficie esterna del braccio di supporto 28 immediatamente adiacente alla giunzione con il mandrino 40. Durante la trivellazione con la punta 20, i detriti spesso passano tra ciascuna superficie di riferimento 62 e la parete laterale 102 del foro 100 dentro all'area che si apre nell'anello del pozzo 106. Di conseguenza il bordo della parte di coda 72 su ciascun braccio di supporto 28 che conduce nella direzione di rotazione della punta 28 spesso viene eroso e/o abraso. Il montaggio di inserti 70 dentro alla parte di coda 72 riduce sostanzialmente al minimo questa erosione e/o abrasione.

Gli inserti 70 e 90 possono essere sostanzialmente identici tra loro. In alternativa gli inserti 70 e 90 possono presentare configurazioni geometriche e composizioni diverse dei materiali in funzione dell'ambiente di trivellazione. Uno dei benefici della presente invenzione comprende la capacita' di variare le dimensioni quali la lunghezza e il diametro assieme al tipo di materiali usati per formare gli elementi sinterizzati 50 e gli inserti 70 e 90 per ottimizzare le prestazioni di trivellazione della punta conica rotante associata.

Allo scopo di illustrare alcune delle forme di realizzazione alternative della presente invenzione, vengono ora discussi in maggiore dettaglio l'elemento sinterizzato 50 delle fig. 4A e 4B e l'elemento sinterizzato 150 delle fig. 5A e 5B. Gli inserti 70 e 90 possono essere previsti in accordo con la presente invenzione usando gli stessi insegnamenti descritti con riferimento agli elementi sinterizzati 50 e 150.

A scopo illustrativo gli elementi sinterizzati 50 e 150 delle fig. 4A e 4B e 5A e 5B sono realizzati con lo stesso materiale. In funzione delle condizioni di trivellazione gli elementi sinterizzati 50 e 150 possono presentare delle rispettive parti del corpo 68 e 168 formate con un tipo di materiale e le rispettive parti di taglio 66 e 166 formate con un materiale diverso .

Per alcune applicazioni di trivellazione, gli elementi 50 e 150 e pure gli inserti 70 e 90 possono essere realizzati con carburo di tungsteno. Per la presente domanda, il termine "carburo di tungsteno" comprende il carburo di monotungsteno (WC), il carburo di tungsteno (W2C), il carburo di tungsteno macrocristallino e il carburo di tungsteno,cementato o sinterizzato. Il carburo di tungsteno sinterizzato e' realizzato tipicamente con una miscela di polveri di carburo di tungsteno e cobalto mediante compressione della miscela di polveri in modo da formare un sinterizzato al verde. E' possibile inoltre aggiungere delle polvere di lega di cobalto. Il sinterizzato al verde viene quindi sinterizzato a temperature prossime al punto di fusione del cobalto in modo da formare un carburo di tungsteno sinterizzato denso.

Gli elementi sinterizzati 50 e 150 assieme agli inserti 70 e 80 possono essere formati con una ampia varietà' di materiali duri comprendenti diverse leghe metalliche e cermets quali i boruri metallici, i carburi metallici, gli ossidi metallici e i nitruri metallici; Una importante caratteristica della presente invenzione comprende la capacita di selezionare il tipo di materiale duro che fornisca la desiderata resistenza all'abrasione, all'usura e all'erosione in un modo economico e affidabile.

L'elemento sinterizzato 50 comprende una superficie di taglio sagomata bombata indicata come parte di taglio 66. L'elemento 150 comprende una superficie di taglio sagomata cilindrica indicata come parte di taglio 166. Il raggio della parte bombata 66 e il raggio della parte cilindrica 166 sono entrambi scelti in modo essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro 100. Formando delle parti di taglio 66 e 166 con questo raggio, vengono sostanzialmente ridotti o eliminati gli spazi vuoti tra l'esterno dei rispettivi elementi di taglio'50 e 150 e la superficie frontale di riferimento adiacente 62. Inoltre dato che le parti di taglio 66 e 166 presentano un raggio uguale al raggio desiderato del foro 100, non vi e' necessita' di lavorazioni aggiuntive dopo il montaggio degli elementi 50 e 150 dentro alle rispettive aperture nella superficie di riferimento 62. Le parti di taglio 66 e 166 si impegnano con la parete laterale 102 del foro 100 quando la punta 20 viene usata per formare il foro 100.

Le parti di corpo 68 e 168 mostrate rispettivamente nelle fig. 4A e 4B e 5A e 5B presentano una forma sostanzialmente cilindrica liscia. Per alcune applicazioni può' essere preferibile formare una superficie zigrinata (non mostrata) sull'esterno degli elementi sinterizzati 50 e/o 150 in modo da migliorare l'accoppiamento del rispettivo elemento 50 e 150 quando esso viene inserito a pressione nel rispettivo foro 64.

Quando sull'elemento sinterizzato 150 e/o sugli inserti 70 e 90 viene formata una superficie di taglio sagomata sostanzialmente cilindrica, può' essere desiderabile orientare l'elemento sinterizzato o inserto cosi ottenuto in modo da corrispondere con la direzione di rotazione della punta di trivellazione associata 20. Nel caso di una superficie sagomata bombata 66 sull'elemento 50 e/o sugli inserti 70 e 90, l'elemento o inserto risultante può' venire montato senza richiedere un orientamento rispetto alla direzione di rotazione della punta associata 20. Ancora, uno dei benefici della presente invenzione comprende la capacita' di selezionare una superficie di taglio sagomata che permetta di ottenere le prestazioni ottimali in funzione dell'ambiente di trivellazione previsto.

Per alcune forme di realizzazione della presente invenzione, gli elementi sinterizzati 50 e 150 e gli inserti 70 e 90 possono comprendere una parte di corpo e una parte di taglio entrambe formate con lo stesso tipo di materiale di diamante policristallino. Per altre forme di realizzazione della presente invenzione gli elementi 50 e 150 e gli inserti 70 e 90 possono comprendere delle parti di corpo realizzate con carburo di tungsteno e parti di taglio realizzate con diamante policristallino.

La realizzazione delle parti di taglio 66 e 166 con un raggio approssimativamente uguale al raggio desiderato del foro 100 riduce o minimizza l'usura irregolare delle rispettive parti di taglio 66 e 166. La realizzazione degli elementi sinterizzati 50, 150 e degli inserti 70 e 90 con una parte di taglio con un raggio uguale a raggio desiderato del foro 100 aumenta la durata di trivellazione degli elementi sinterizzati o inserti risultanti, il che aumenta la vita utile della punta di trivellazione associata 20. Inoltre la realizzazione di parti di taglio 66 e 166 con un raggio uguale al raggio del foro da realizzare 100 elimina la necessita' di formare delle parti di taglio 66 e 166 con un eccesso di materiale che viene successivamente asportato per lavorazione meccanica in modo da ottenere il raggio desiderato. I risparmi in termini di costo, in particolare quando le parti di taglio 66 e 166 sono realizzate con diamante policristallino possono essere significativi.

L'orientamento degli inserti 70 e 90 può' essere variato in modo da impedire un contatto indesiderato tra l'esterno del braccio di supporto associato 28 e la parete laterale 102. Gli inserti 70 e 90 montati sull'esterno di ciascun braccio di supporto 28 possono o meno urtare la parete laterale 102 del foro risultante 100 in funzione della geometria della punta di trivellazione é dell'orientamento del foro. Gli elementi sinterizzati 50 e 150 e gli inserti 70 e 90 possono venire sfalsati o distanziati uniformemente in funzione dell'ambiente di trivellazione. Inoltre la dimensione di ciascun elemento 50 e 150 e degli inserti 70 e 90 e lo spessore della rispettiva parte di taglio sagomata possono essere variati in funzione dell'ambiente di trivellazione.

La fig. 6 mostra una punta conica rotante di trivellazione 120 con elementi sinterizzati superficiali 50 e inserti 70 ·realizzati secondo i diversi insegnamenti della presente invenzione. La punta conica rotante 120 comprende un corpo punta 122 con una sezione superiore rastremata filettata esternamente 24 adatta a venire fissata all'estremità' inferiore del gruppo di azionamento di trivellazione 100. La punta 120 comprende tre gruppi braccio di supporto cono di taglio 126 che si estendono verso il basso dal-corpo punta 122. Ciascun gruppo braccio di supporto cono di taglio 126 comprende un braccio di supporto 128 e un cono di.taglio 30. La punta 120 può' essere formata secondo gli insegnamenti del brevetto US n. 5,439,608 dal titolo "Modular Rotary Drill Bit" e del brevetto US n. 5,439,067 dal titolo "Rock Bit with Enhanced Fluid Return Area".

Per alcune applicazioni e' possibile usare lo stesso cono di taglio 30 sia sulla punta 20 che sulla punta 120. Lo specifico tipo e le specifiche dimensioni dei coni di taglio 30 dipendono dall'ambiente di trivellazione e dal diametro interno desiderato per il foro risultante 100. Nella forma di realizzazione della fig. 6, i bracci di supporto 128 comprendono una rampa 130 che può' essere usata per sollevare o rimuovere i trucioli dal fondo del foro 100. Una pluralità' di inserti 70 e' preferibilmente montata sull'esterno di ciascun braccio di supporto 128 nelle immediate adiacenze del bordo della rampa 130. Gli inserti 70 riducono quindi al minimo l'usura, l'abrasione e/o l'erosione della rampa associata 130. Gli inserti 70 possono essere formati essenzialmente come descritto sopra con riferimento alla punta 20.

I vantaggi tecnici della presente invenzione comprendono il fatto di permettere di montare degli elementi sinterizzati sulla superficie di riferimento di un cono di taglio senza richiedere un orientamento dell'elemento entro la superficie di riferimento rispetto alla direzione di rotazione del cono di taglio e/o della punta di trivellazione associata. Degli ulteriori vantaggi tecnici della presente invenzione comprendono la formazione di elementi sinterizzati e inserti con una superficie di taglio sagomata con un raggio sostanzialmente uguale al raggio desiderato del foro di trivellazione formato con la punta di trivellazione associata.

Anchè se la presente invenzione e' stata descritta in dettaglio, si noti che ad essa possono essere applicate diverse modifiche, sostituzioni e alterazioni senza discostarsi dallo spirito e dallo scopo dell'invenzione, come indicato nelle rivendicazioni allegate.

Claims

Rivendicazioni l. Punta conica rotante per trivellazioni per formare un foro con raggio desiderato,'laddove la punta di trivellazione comprende: un corpo punta con una parte di estremità' superiore adatta per il collegamento a un azionamento trivella per ruotare il corpo punta; un numero di bracci di supporto distanziati angolarmente formati con il corpo punta e pendenti da esso, ciascuno dei quali presenta una superficie interna con un mandrino collegato ad esso; ciascun braccio di supporto comprende una parte di mantello di coda opposta rispetto al rispettivo mandrino; ciascun mandrino presenta una parte di estremità' superiore sostanzialmente cilindrica collegata alla rispettiva superficie interna con il mandrino sporgente sostanzialmente verso il basso e verso l'interno dello stesso; una pluralità' di coni di taglio uguale al numero di bracci di supporto, laddove ciascun cono di taglio e' montato in modo girevole su un rispettivo mandrino;. 'ciascun cono di taglio comprende una cavita' sostanzialmente cilindrica per alloggiare il rispettivo mandrino; ciascun cono di taglio presenta una superficie di riferimento con una pluralità' di fori formata nella rispettiva superficie di riferimento; un corrispondente numero di elementi sinterizzati e' disposto rispettivamente nella pluralità' di fori in ciascuna superficie di riferimento; ciascun elemento sinterizzato presenta una parte di taglio che si estende dalla rispettiva superficie di riferimento; e ciascuna parte di taglio presenta un raggio sostanzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
2 . Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui la parte di taglio di ciascun elemento sinterizzato comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma cilindrica con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
3 . Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui la parte di taglio di ciascun elemento sinterizzato comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma bombata con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
4 . Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun elemento sinterizzato comprènde inoltre delle leghe di carburo di tungsteno.
5 . Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: una pluralità' di fori formati nella parte del mantello di coda di ciascun braccio di supporto; una pluralità' di inserti disposti rispettivamente nella pluralità' di fori nella parte del mantello di coda; ciascun inserto presenta una parte di taglio che si estende dalla rispettiva parte del mantello di coda; e ciascuna parte di taglio presenta un raggio sostanzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
6 . Punta, conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 5, in cui la parte di taglio di ciascun inserto comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma cilindrica con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
7. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 5, in cui la parte di taglio di ciascun elemento sinterizzato comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma bombata con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
8. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun inserto comprende inoltre delle leghe di carburo di tungsteno.
9. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun cono di taglio comprende inoltre: un corpo cono di taglio sostanzialmente conico con una base con un'apertura verso la cavita' formata al suo interno e un naso orientato in direzione opposta rispetto all'apertura verso la cavitarla superficie di riferimento formata come parte della base del rispettivo corpo cono di taglio; e la parte di taglio di ciascun elemento sinterizzato presenta una configurazione sostanzialmente cilindrica con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
10. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun cono di taglio comprende inoltre: un corpo cono di taglio sostanzialmente conico con una base con un'apertura verso la cavita' formata al suo interno e un naso orientato in direzione opposta rispetto all'apertura verso la cavitarla superficie di riferimento formata come parte della base del rispettivo corpo cono di taglio; e la parte di taglio di ciascun elemento sinterizzato presenta una configurazione sagomata sostanzialmente bombata con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
11. Punta conica rotante per trivellazioni per formare un foro con raggio desiderato, laddove la punta di trivellazione comprende: un corpo punta con una parte di estremità' superiore adatta per il collegamento a un azionamento trivella per ruotare il corpo punta; un numero di bracci di supporto distanziati angolarmente formati con il corpo punta e pendenti da esso, ciascuno dei quali presenta una superficie interna con un mandrino collegato ad esso; ciascun mandrino presenta uria parte di estremità' superiore sostanzialmente cilindrica collegata alla rispettiva superficie interna con il mandrino sporgente sostanzialmente verso il basso e verso l'interno dello stesso; una pluralità' di coni di taglio uguale al numero di bracci di supporto, laddove ciascun cono di taglio e' montato in modo girevole su un rispettivo mandrino, ciascun cono di taglio comprende una cavita' interna sostanzialmente cilindrica per alloggiare il rispettivo mandrino; ciascun braccio di supporto presenta una parte di. mantello di coda opposta rispetto al rispettivo mandrino ; una pluralità' di fori formati nella parte del mantello di coda di ciascun braccio di supporto; un corrispondente numero di inserti e' disposto rispettivamente nella pluralità' di fori nella parte del mantello di coda; ciascun inserto presenta una parte di taglio che si estende dalla rispettiva parte del mantello di coda; e ciascuna parte di taglio presenta un raggio sostanzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
12. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 11, in cui la parte di taglio di ciascun inserto comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma cilindrica con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
13. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 11, in cui la parte di taglio di ciascun inserto comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma bombata con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
14. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 11, in cui ciascun inserto comprende inoltre delle leghe di carburo di tungsteno.
15. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 11, in cui ciascun inserto comprende inoltre una parte di taglio formata in parte con diamante policristallino.
16. Punta conica rotante per trivellazioni per formare un foro con raggio desiderato, laddove la punta di trivellazione comprende: un corpo punta con una parte di estremità' superiore adatta per il collegamento a un azionamento trivella per ruotare il corpo, punta , un numero di bracci di supporto distanziati angolarmente formati con il corpo punta e pendenti da esso, ciascuno dei quali presenta una superficie interna con un mandrino collegato ad esso; ciascun mandrino presenta una parte di estremità' superiore sostanzialmente cilindrica collegata alla rispettiva superficie interna con il mandrino sporgente sostanzialmente verso il basso e verso l'interno dello stesso; una pluralità' di coni di taglio uguale al numero di bracci di supporto, laddove ciascun cono di taglio e' montato in modo girevole su un rispettivo mandrino; ciascun cono di taglio comprende una cavita' interna sostanzialmente cilindrica per alloggiare il rispettivo mandrino; ciascun braccio di supporto presenta una parte di mantello di coda opposta rispetto al rispettivo mandrino ; una superficie esterna formata su ciascun braccio di supporto che si estende verso l'alto dalla rispettiva parte del mantello di coda; una pluralità' di fori formati nella superficie esterna superiore alla parte di mantello di coda di ciascun braccio di supporto,-un corrispondente numero di inserti e' disposto rispettivamente nella pluralità' di fori nella superficie esterna; ciascun inserto presenta una parte di taglio che si estende dalla rispettiva superficie esterna; e ciascuna parte di taglio presenta un raggio sostanzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
17. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 16, in cui la parte di taglio di ciascun inserto comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma cilindrica con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
18. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 16, in cui la parte di taglio di ciascun inserto comprende inoltre una configurazione sagomata sostanzialmente di forma bombata con raggio essenzialmente uguale al raggio desiderato del foro.
19. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 16 , in cui ciascun inserto comprende inoltre delle leghe di carburo di tungsteno.
20. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 16, in cui ciascun inserto comprende inoltre una parte di taglio formata in parte con diamante policristallino.
21. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun elemento sinterizzato comprende una parte di taglio formata in parte con diamante policristallino.
22. Punta conica rotante per trivellazioni secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun inserto comprende inoltre una parte di taglio formata in parte con diamante policristallino.