BE1012119A3 - Couteau, en particulier pour une tete de forage ou de carottage. - Google Patents

Couteau, en particulier pour une tete de forage ou de carottage. Download PDF

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Abstract

Couteau, en particulier pour un tête de forage ou de carottage dans le domaine pétrolier, comprenant une plaquette de coupe (2) présentant une surface de coupe (3) délimitée par un bord de coupe (5) à agencer pour attaquer par au moins une partie active (6) de celui-ci une formation (7) à forer ou carotter, un support (8) sur lequel est fixée la plaquette (2) qui est destiné à fixer la plaquette (1) à la tête, une surface commune (9) de fixation réciproque de la plaquette (2) au support (8), et une surface périphérique (10) commune au support (8) et à la plaquette (2), et s'étendant depuis la partie active (6) du bord de coupe (5) jusqu'à support (8), au-delà de la surface commune (9), le couteau (1) comportant un évidement (15) ménagé dans la surface périphérique commune (10), dans le support (8), et s'étendant le long d'au moins la partie active (6) du bord de coupe (5), à une distance déterminée de la surface commune de fixation réciproque (9).

Description


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   "Couteau, en particulier pour une tête de forage ou de carottage"
La présente invention se rapporte à un couteau, en particulier pour une tête de forage ou de carottage dans le domaine pétrolier, comprenant - une plaquette de coupe présentant une surface de coupe à agencer transversalement à une direction de rotation de la tête et délimitée par un bord de coupe à agencer pour attaquer par au moins une partie active de celui-ci une formation à forer ou carotter,   - un   support sur lequel est fixée la plaquette de coupe et qui est destiné à fixer la plaquette à la tête, - une surface commune de fixation réciproque de la plaquette au support, et - une surface périphérique commune au support et à la plaquette, et s'étendant depuis la partie active du bord jusqu'au support, au-delà de la surface commune de fixation réciproque. 



   De tels couteaux connus dans le métier comportent généralement une plaquette en matière abrasive dure telle que du PDC   (Polycrystalline Dlamond   Compact = composite de diamant polycristallin) et ur support en carbure de tungstène. 



   Les couteaux connus sont soumis à de très fortes sollicitations au cours de leur travail de coupe dans les formations qu'ils doivent attaquer au cours d'un forage ou d'un carottage. De ce fait, leur bord de coupe peut se détériorer rapidement irrémédiablement et, en conséquence, le rendement et la qualité du forage ou carottage diminuent considérablement. 



   Il y a donc lieu de trouver un moyen qui freine la détérioration du bord de coupe et/ou qui améliore automatiquement, en cours de travail, sa capacité de tailler lorsque celle-ci a diminué. 

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   Suivant l'invention d'une façon absolument surprenante, il s'est avéré qu'un tel moyen consiste, au moins en ce qui concerne l'amélioration de la capacité de tailler, en un évidement ménagé dans la surface périphérique commune, dans le support, et s'étendant le long d'au moins la partie active du bord de coupe, à une distance déterminée de la surface commune de fixation réciproque
D'autres détails et particularités ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières de couteaux suivant l'invention. 



   Les figures 1 à 4 et la figure 6 montrent chacune, en élévation et de profil, à une échelle quelconque une forme de réalisation d'un couteau de l'invention dans une position de travail particulière. 



   La figure 5 montre en élévation et de face, à une échelle quelconque, une autre forme de réalisation d'un couteau de l'invention en position de travail. 



   Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. 



   Le couteau 1 (figures 1 à 3), destiné par exemple à du forage ou du carottage en prospection pétrolière, comprend une plaquette de coupe 2 en matériau résistant et dur connu dans le métier, comme par exemple du PDC mentionné ci-dessus. La plaquette 2 comporte une surface de coupe 3 à agencer transversalement à une direction de rotation de la tête, indiquée par une flèche 4. La surface de coupe 3 est usuellement délimitée par un bord de coupe 5 qui peut consister en une arête, un bord arrondi, un chanfrein, etc., et que l'on dispose pour attaquer par au moins une partie active 6 de ce bord de coupe 5 une formation 7 à forer ou carotter. 



   La plaquette 2 est usuellement fixée de façon connue à un support 8 pour des raisons de résistance mécanique et de simplification de son montage sur une tête de forage ou carottage non représentée. La 

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 fixation entre plaquette 2 et support 8 est réalisée au droit de ce que l'on appellera ici une surface commune de fixation réciproque 9, même SI en réalité un matériau de fixation est intercalé entre les surfaces de fixation proprement dites respectives des plaquette 2 et support 8. 



   Usuellement, le support 8 doit donner de plus à la plaquette
2, ou est monté sur une tête de forage/carottage pour donner à la plaquette 2, une inclinaison a (figure 2) pour former un dégagement nécessaire en arrière de ladite plaquette 2 (suivant le sens de rotation de la tête) entre la surface périphérique de la plaquette 2 et la formation 7 à attaquer. Ce dégagement évite de solliciter inutilement la surface périphérique de la plaquette 2 par un frottement inefficace contre la formation et il évite que des déchets de formation restent coincés entre celle-ci et le support 8.

   A cet effet, il est usuel que la plaquette 2 et le support 8 présentent une surface périphérique commune 10 qui s'étend depuis la partie active 6 du bord de coupe 5 jusqu'au support 8, au-delà de ladite surface commune 9 de fixation réciproque
Pour au moins améliorer automatiquement, en cours de travail, la capacité de tailler du bord de coupe 5 lorsque celle-ci a diminué, le couteau 1 comporte, suivant l'invention, un évidement 15 ménagé dans la surface périphérique 10 du support 8 et s'étendant le long d'au moins ladite partie active 6 du bord 5, à une distance déterminée de la surface commune de fixation 9. 



   La surface de coupe 3 de la plaquette de coupe 2 peut être aussi bien plane que concave ou convexe. Il en est de même pour la surface commune de fixation 9. 



   Suivant l'invention, l'évidement 15 peut être une gorge 16 façonnée dans le support 8 et peut présenter une section transversale arrondie. D'autres sections transversales de l'évidement 15, telles qu'une polygonale, entrent bien sûr dans le cadre de la présente invention. 



   La surface de l'évidement 15 peut éventuellement être polie pour, par exemple, éviter une fissuration du support 8 due à des 

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 irrégularités de surface et à une concentration de tensions à de tels endroits
L'invention est applicable dans le cas de toute forme de section de la plaquette de coupe 2 et/ou de la surface de coupe 3, quelle soit cylindrique, oblongue, polygonale, etc Un exemple particulier est représenté à la figure 5 dans laquelle est montré un couteau 1 du type "scribe" (en anglais) ou"pointe à tracer" (en français), dont la partie active 6 consiste en une pointe ou sommet formé par deux plans obliques qui s'y coupent selon un angle déterminé. 



   L'évidement 15 peut présenter (figure 2) une profondeur P quelconque. Avantageusement, dans le cas d'une plaquette 2 cylindrique de 13,3 mm de diamètre, cette profondeur P sera comprise entre 0,2 et 5 mm et de préférence entre 0, 5 et 3 mm. 



   L'évidement 15 peut s'étendre sur une partie de la périphérie du support 8, comme cela est représenté à la figure 1, ou en une gorge annulaire 16 sur la périphérie totale comme cela apparaît aux figures 2 et 3. 



   La distance D (figure 2) entre l'évidement 15 et la surface commune de fixation 9 peut être comprise par exemple entre 0,3 et 5 mm ou avantageusement entre 0,5 et 2 mm pour ne pas affaiblir le support 8 tout en étant suffisamment proche du bord de coupe 5 pour être efficace
Par exemple, la surface commune de fixation 9 peut ne pas être plane comme aux figures 1 et 2 mais présenter (figures 3 et 6) un ou des bossages 17 du côté de la plaquette 2 et un ou des creux correspondants du côté du support 8, pour une meilleure fixation mutuelle. Alors, la distance D, dans les limites ci-dessus, peut être mesurée de préférence à partir de l'extrémité 18 du bossage la plus éloignée de la surface de coupe 3.

   Un tel bossage 17 peut par exemple avoir une hauteur de 5 mm par rapport à la surface commune de fixation 9 dans le cas d'une épaisseur de plaquette de 1 mm mesurée entre les 

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 surfaces de coupe 3 et commune de fixation 9. 



   Dans le cas de l'exemple montré à la figure 4, l'évidement pourrait suivre le contour dû à la combinaison du bossage 17 et de la surface commune de fixation 9. 



   Le support 8 est adapté à la plaquette 2 et à la tête de forage ou carottage. En général, le support 8 du type de la figure 1 est approprié pour des plaquettes 2 cylindriques tandis que les supports 8 des figures 2 à 4 peuvent être prévus pour des plaquettes 2 à surface de coupe ronde, oblongue, polygonale, etc. et, en conséquence, ces supports 8 peuvent avoir une section transversale adaptée à la plaquette
2 et donc une extrémité 19 cylindrique (figure 2), prismatique, tronconique (figures 3 et 4) ou en tronc de pyramide, etc. Un exemple particulier est montré à la figure 6 dans laquelle est montré un couteau 1 du type"bullet" (en anglais) ou"balle" (en français), dont l'extrémité est hémisphérique. 



   Il est à signaler que, grâce à l'évidement 15 tel que décrit cidessus, l'angle d'inclinaison a entre une perpendiculaire à la surface de coupe 3 et un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la tête peut être choisi très petit, et cela peut être très apprécié selon la formation à forer ou carotter
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications. 



   Ainsi, lorsqu'une plaquette de coupe 2 est fixée directement à la tête de forage ou carottage, celle-ci peut être considérée comme constituant en même temps le support 8 précité. Dans ce contexte, la plaquette 2 et un évidement 15 tel que décrit ci-dessus, prévus sur la tête dans les conditions indiquées plus haut et pour obtenir les mêmes résultats sont à considérer comme un équivalent technique du couteau 1 de l'invention.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS 1 Couteau, en particulier pour une tête de forage ou de carottage dans le domaine pétrolier, comprenant - une plaquette de coupe (2) présentant une surface de coupe (3) à agencer transversalement à une direction de rotation (4) de la tête et délimitée par un bord de coupe (5) à agencer pour attaquer par au moins une partie active (6) de celui-ci une formation (7) à forer ou carotter, - un support (8) sur lequel est fixée la plaquette de coupe (2) et qui est destiné à fixer la plaquette (1) à la tête, - une surface commune (9) de fixation réciproque de la plaquette (2) au support (8), et - une surface périphérique (10) commune au support (8) et à la plaquette (2), et s'étendant depuis la partie active (6) du bord de coupe (5) jusqu'au support (8), au-delà de la surface commune de fixation réciproque (9),
    caractérisé en ce que - le couteau (1) comporte un évidement (15) ménagé dans la surface périphérique commune (10), dans le support (8), et s'étendant le long d'au moins la partie active (6) du bord de coupe (5), à une distance déterminée de la surface commune de fixation réciproque (9).
  2. 2 Couteau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (15) est une gorge (16) de section transversale arrondie.
  3. 3. Couteau suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface de l'évidement (15) est polie.
  4. 4. Couteau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évidement (15) présente une profondeur (P) comprise entre 0,2 et 5 mm et de préférence entre 0,5 et 3 mm.
  5. 5. Couteau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'évidement (15) présente une largeur (L) comprise entre 1 et 8 mm et de préférence entre 2 et 5 mm. <Desc/Clms Page number 7>
  6. 6. Couteau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'évidement (15) s'étend le long de la surface commune de fixation réciproque à une distance (D) de l'ordre de 0,3à 5 mm et de préférence de l'ordre de 0,5 à 2 mm.
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