BR112014029190B1

BR112014029190B1 - elemento de corte conformado

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Publication number: BR112014029190B1
Application number: BR112014029190A
Authority: BR
Inventors: Anthony A Digiovanni; Clement D Van Der Riet; Cornelis Roelof Jonker; Danny E Scott; Donald Royceton Herschell; Gerard Peter Dolan; Matthew J Meiner; Nicholas J Lyons; Roger William Nigel Nilen; Rudolf Carl Pessier; Yavuz Kadioglu
Original assignee: Baker Hughes Inc; Element Six Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2016-10-25
Also published as: CN107060652B; EP2852731B1; EP2852731A4; US9243452B2; CN104471179B; US20130068538A1; EP2852731A1; RU2635692C2; CA2873450C; BR112014029190A2; SG11201407588PA; CA2873450A1; WO2013177278A1; US20160130882A1; CN104471179A; US10337255B2; MX355442B; RU2014151615A; MX2014014175A; ZA201408439B

Abstract

resumo elementos de corte para ferramentas de perfuração de solo, ferramentas de perfuração de solo que incluem tais elementos de corte e métodos relacionados elementos de corte para ferramentas de perfuração de solo incluem uma ou mais reentrâncias e/ou uma ou mais protuberâncias na face de corte de um volume de material superabrasivo. o material superabrasivo pode ser disposto em um substrato. a face de corte pode ser não planar. as reentrâncias e/ou protuberâncias podem incluir um ou mais segmentos lineares. as reentrâncias e/ou protuberâncias podem compreender dispositivos distintos que são isolados lateralmente um do outro. as reentrâncias e/ou protuberâncias podem ter uma configuração helicoidal. o volume de material superabrasivo pode compreender uma pluralidade de camadas finas, pelo menos duas das quais podem diferir em pelo menos uma característica. métodos para formar elementos de corte incluem a formação dessas reentrâncias e/ou protuberâncias em e/ou sobre a face de corte de um volume de material superabrasivo. ferramentas de perfuração de solo incluem esses elementos de corte, e métodos de formação de ferramentas de perfuração de solo incluem fixar esse elemento de corte a um corpo de ferramenta.

Description

ELEMENTO DE CORTE CONFORMADO REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[001] Este pedido reivindica o benefício de Pedido de Patente N2 de Série US 13/477.905, depositado em 22 de maio de 2012, intitulado “Cutting Elements for Earth-Boring Tools, Earth-Boring Tools Including Such Cutting Elements, and Related Methods”.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] As modalidades da presente invenção referem-se a ferramentas de perfuração de solo, a elementos de corte para tais ferramentas de perfuração de solo e a métodos relacionados. ANTECEDENTES

[003] Os poços são formados em formações subterrâneas para várias finalidades incluindo, por exemplo, a extração de óleo e gás da formação subterrânea e a extração de calor geotérmico da formação subterrânea. Os poços podem ser formados em uma formação subterrânea com o uso de uma broca de perfuração como, por exemplo, uma broca de perfuração giratória de perfuração. Diferentes tipos de brocas de perfuração giratória de perfuração são conhecidos na técnica incluindo, por exemplo, brocas de cortador fixo (que são chamadas frequentemente na técnica de borcas “de arraste”), brocas de cortador giratório (que são chamadas frequentemente na técnica as brocas “tri-cônicas”), brocas de diamante impregnado e brocas híbridas (que podem incluir, por exemplo, cortadores fixos e cortadores giratórios). A broca de perfuração é girada e avançada para o interior da formação subterrânea. Conforme a broca de perfuração gira, os cortadores ou as estruturas abrasivas dos mesmos cortam, esmagam, cisalham e/ou raspam o material de formação para formar o poço. Um diâmetro do poço perfurado pela broca de perfuração pode ser definido pelas estruturas de corte dispostas no diâmetro externo mais amplo da broca de perfuração.

[004] A broca de perfuração é acoplada, direta ou indiretamente, a uma extremidade do que é chamado na técnica de “coluna de perfuração”, que compreende uma série de segmentos tubulares alongados conectados extremidade a extremidade que se estende para o interior do poço a partir da superfície da formação. Frequentemente, várias ferramentas e componentes, incluindo a broca de perfuração, podem ser unidos por acoplamento na extremidade distai da coluna de perfuração no fundo do poço em perfuração. Essa montagem de ferramentas e componentes é chamada na técnica de “composição de fundo” (BHA).

[005] A broca de perfuração pode ser girada no interior do poço girando-se a coluna de perfuração da superfície da formação ou a broca de perfuração pode ser girada acoplando-se a broca de perfuração a um motor de fundo de poço, que também é acoplado à coluna de perfuração e disposto próximo ao fundo do poço. O motor de fundo de poço pode compreender, por exemplo, um motor do tipo Moineau hidráulico que tem uma haste, a qual a broca de perfuração é montada, que pode ser girada por meio de bombeamento de fluido (por exemplo, fluido ou lama de perfuração) da superfície da formação até o centro da coluna de perfuração, através do motor hidráulico, para fora dos bocais na broca de perfuração, e de volta para a superfície da formação através do espaço anular entre a superfície externa da coluna de perfuração e a superfície exposta da formação no interior do poço. DESCRIÇÃO

[006] Em algumas modalidades, a presente descrição inclui um elemento de corte conformado para uma ferramenta de perfuração de solo. O elemento de corte inclui um substrato e um volume de material superabrasivo disposto no substrato. O volume de material superabra-sivo tem uma face de corte frontal não plana e uma superfície de lado lateral. O elemento de corte inclui adicional mente pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal, e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

[007] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo que inclui um substrato e um volume de material superabrasivo disposto no substrato. O volume de material superabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O elemento de corte inclui adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo. A pelo menos uma dentre uma reentrância e uma protuberância inclui pelo menos um segmento linear estendendo-se linearmente através da face de corte frontal em uma direção orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

[008] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. O elemento de corte inclui um substrato e um volume de material superabrasivo disposto no substrato. O volume de material superabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O elemento de corte inclui adicionalmente pelo menos um dentre uma pluralidade de reentrâncias lateralmente isoladas distintas estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma pluralidade de protuberâncias lateralmente isoladas distintas estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

[009] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. O ele- mento de corte inclui um substrato e um volume de material supera-brasivo disposto no substrato. O volume de material superabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O elemento de corte inclui adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância alongada estendendo-se para o interior da face de corte frontal e estendendo-se ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte, e uma protuberância alongada estendendo-se para fora da face de corte frontal e estendendo-se ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte.

[010] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. O elemento de corte inclui um substrato e um volume de material superabrasivo disposto no substrato. O volume de material superabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O elemento de corte inclui adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo. Adicionalmente, uma reentrância se estende para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo.

[011] As modalidades adicionais da presente descrição incluem ferramentas de perfuração de solo que incluem uma ou mais de qualquer uma das modalidades de elementos de corte conforme aqui descrito fixados a corpos das ferramentas de perfuração de solo. Tal ferramenta de perfuração de solo pode incluir, por exemplo, uma broca de perfuração giratória, como uma broca de perfuração giratória de cortador fixo ou uma broca de perfuração giratória de rolete tricônico.

[012] As modalidades adicionais da presente descrição incluem métodos de formação de elementos de corte conforme aqui descrito.

[013] Em algumas modalidades, a presente descrição inclui um método de formação de um elemento de corte conformado para uma ferramenta de perfuração de solo. Um volume de material superabra-sivo é disposto em um substrato. Uma face de corte frontal não plana e uma superfície de lado lateral são formadas no volume de material superabrasivo. O método inclui formar adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

[014] Ainda em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo na qual um volume de material superabrasivo é disposto em um substrato. O volume de material superabrasivo é formado para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. Adicionalmente, o método inclui formar pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo. A pelo menos uma dentre uma reentrância e uma protuberância é formada para incluir pelo menos um segmento linear estendendo-se linearmente através da face de corte frontal em uma direção orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

[015] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. Um volume de material superabrasivo é disposto em um substrato e o volume de material superabrasivo é formado para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O método inclui formar adicionalmente pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias lateralmente isoladas distintas estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma pluralidade de protuberâncias lateralmente isoladas distintas estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

[016] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. Um volume de material superabrasivo é disposto em um substrato e o volume de material superabrasivo é formado para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O método inclui formar adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância alongada estendendo-se para o interior da face de corte frontal e estendendo-se ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte e uma protuberância alongada estendendo-se para fora da face de corte frontal e estendendo-se ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte a uma borda periférica lateral do elemento de corte.

[017] Em modalidades adicionais, a presente descrição inclui um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo. Um volume de material superabrasivo é disposto em um substrato e o volume de material superabrasivo é formado para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral. O método inclui formar adicionalmente pelo menos uma dentre uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância estendendo-se para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo. O método inclui adicionalmente formar uma reentrância estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo.

[018] As modalidades ainda adicionais da presente descrição incluem formar um elemento de corte com o uso de um método conforme aqui descrito e fixar o elemento de corte a um corpo de uma ferramenta de perfuração de solo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019] Embora o relatório descritivo conclua com as reivindicações que enfatizam particularmente e reivindicam distintamente o que se denomina como modalidades da presente invenção, vários recursos e vantagens dessa invenção podem ser verificados mais rapidamente a partir da seguinte descrição de modalidades exemplificadoras da invenção fornecidas com referência aos desenhos anexos.

[020] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta de perfuração de solo que compreende uma broca de perfuração giratória de corte fixo, que inclui elementos de corte conforme aqui descrito fixados a um corpo da broca de perfuração.

[021] A Figura 2 é uma vista lateral parcialmente recortada de um elemento de corte conformado que tem uma superfície rebaixada em uma face de corte frontal não plana de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[022] A Figura 3 é uma vista em perspectiva do elemento de corte da Figura 2.

[023] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de outro elemento de corte conformado que tem superfícies rebaixadas em uma face de corte frontal não plana.

[024] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um elemento de corte que tem um formato oval e que inclui uma superfície rebaixada formada em uma face de corte frontal de um volume de material supe-rabrasivo do elemento de corte.

[025] A Figura 6 é uma vista em planta superior da face de corte frontal do elemento de corte da Figura 5.

[026] A Figura 7 é uma vista em planta superior similar àquela da Figura 6 que ilustra outro elemento de corte que tem um formato triangular e que inclui uma superfície rebaixada em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[027] A Figura 8 é uma vista em planta superior similar àquela da Figura 6 que ilustra outro elemento de corte que inclui duas superfícies rebaixadas com formato em V em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[028] A Figura 9 é uma vista em planta superior de outro elemento de corte que inclui duas superfícies rebaixadas com formato em V em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte, que são orientadas diferentemente na face de corte das superfícies rebaixadas com formato em V do elemento de corte das Figuras 8.

[029] A Figura 10 é uma vista em planta superior de outro elemento de corte que inclui duas superfícies rebaixadas lineares em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[030] A Figura 11 é uma vista em planta superior de outro elemento de corte que inclui uma pluralidade de superfícies rebaixadas lineares em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte, em que as superfícies rebaixadas são dispostas transversal mente a uma totalidade da face de corte.

[031] A Figura 12 é uma vista em planta superior de outro elemento de corte que inclui uma pluralidade de superfícies rebaixadas lateralmente isoladas distintas em uma face de corte frontal de um vo- lume de material superabrasivo do elemento de corte, em que as superfícies rebaixadas são dispostas transversalmente a uma totalidade da face de corte.

[032] A Figura 13 é uma vista em planta superior de outro elemento de corte que inclui uma pluralidade de protuberâncias que se estendem de maneira helicoidal estendendo-se para fora de uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[033] A Figura 14 é uma vista em perspectiva de outro elemento de corte que inclui uma pluralidade de protuberâncias lateralmente isoladas distintas que se estende para fora de uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte.

[034] A Figura 15 é uma vista lateral em corte transversal parcial do elemento de corte da Figura 14.

[035] A Figura 16 é uma vista lateral em corte transversal parcial de outro elemento de corte que inclui uma superfície rebaixada em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte e que inclui outra superfície rebaixada estendendo-se para o interior do volume de material superabrasivo de uma superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo.

[036] A Figura 17 é uma vista em perspectiva do elemento de corte da Figura 16.

[037] A Figura 18 é uma vista lateral em corte transversal de outro elemento de corte que tem uma superfície rebaixada em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo do elemento de corte e que inclui adicionalmente uma passagem de fluido estendendo-se através do elemento de corte até a face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

MODO(S) PARA EXECUTAR A INVENÇÃO

[038] As ilustrações aqui apresentadas não são vistas reais de nenhuma ferramenta de perfuração de solo particular, broca de perfuração ou componente de tal ferramenta ou broca, mas são meramente representações idealizadas que são empregadas para descrever as modalidades da presente invenção.

[039] Conforme usado aqui, o termo “ferramenta de perfuração de solo” significa e inclui qualquer ferramenta usada para remover material de formação e formar um furo (por exemplo, um poço) através da formação por meio da remoção do material de formação. As ferramentas de perfuração de solo incluem, por exemplo, brocas de perfuração giratória (por exemplo, brocas de cortador fixo ou “de arraste” e brocas de rolete cônico ou “tricônica”), brocas híbridas que incluem cortadores fixos e elementos giratórios, brocas de sondagem, brocas de percussão, brocas de dois centros, furadores (incluindo furadores expansí-veis e furadores de asa fixa) e outras também conhecidas como ferramentas “de abertura de furo”.

[040] Conforme usado no presente documento, o termo “elemento de corte” significa e inclui qualquer elemento de uma ferramenta de perfuração de solo que é usado para cortar ou desintegrar de outra forma material de formação quando a ferramenta de perfuração de solo é usada para formar ou ampliar um furo na formação.

[041] A Figura 1 ilustra uma modalidade de uma ferramenta de perfuração de solo da presente invenção. A ferramenta de perfuração de solo da Figura 1 é uma broca de perfuração giratória de cortador fixo 10 que tem um corpo de broca 11 que inclui uma pluralidade de lâminas 12 que se projetam para fora do corpo de broca 11 e são separadas uma da outra por cursos de fluido 13. As porções dos cursos de fluido 13 que se estendem ao longo dos lados radiais (as áreas de “calibre” da broca de perfuração 10) são denominadas, com frequência, na técnica como “canais de saída”. O corpo de broca 11 inclui adicionalmente uma câmara de pressão de fluido interno geralmente ci- líndrica e passagens de fluido que se estendem através do corpo de broca 11 para a superfície externa do corpo de broca 11. Os bocais 18 podem ser presos no interior das passagens de fluido próximo à superfície externa do corpo de broca 11 para controlar o sistema hidráulico da broca de perfuração 10 durante a perfuração. Uma pluralidade de elementos de corte 20, em que várias modalidades dos mesmos são descritas com maiores detalhes no presente documento abaixo, é montada em cada uma das lâminas 12.

[042] Durante uma operação de perfuração, a broca de perfuração 10 pode ser acoplada a uma coluna de perfuração (não mostrado). Conforme a broca de perfuração 10 é girada no interior do poço, o fluido de perfuração pode ser bombeado até a coluna de perfuração, através da câmara de pressão de fluido interno e das passagens de fluido no interior do corpo de broca 11 da broca de perfuração 10, e para fora da broca de perfuração 10 através dos bocais 18. Os casca-Ihos de formação gerados pelos elementos de corte 20 da broca de perfuração 10 podem ser transportados com o fluido de perfuração através dos cursos de fluido 13, ao redor da broca de perfuração 10 e de volta para o poço através do espaço anular no interior do poço fora da coluna de perfuração.

[043] Pelo menos um dos elementos de corte 20 pode ter qualquer número de diferentes configurações descritas no presente documento de acordo com a presente descrição. Em particular, pelo menos um dos elementos de corte 20 tem uma face de corte tridimensional que inclui pelo menos um recurso, como uma reentrância ou uma pro-tuberância, que pode afetar a agressividade do elemento de corte, a durabilidade do elemento de corte e o grau no qual os cascalhos de formação aderem à face de corte do elemento de corte.

[044] Em algumas modalidades, pelo menos um dos elementos de corte 20 da Figura 1 pode compreender que é frequentemente chamado na técnica de “elemento de corte conformado” que tem uma face de corte frontal não plana. Exemplos de tais elementos de corte são mostrados nas Figuras 2 a 4.

[045] Por exemplo, as Figuras 2 e 3 ilustram um elemento de corte conformado 100. O elemento de corte conformado 100 inclui um substrato de elemento de corte 102 e um volume de material supera-brasivo 104 no substrato 102. O volume de material superabrasivo 104 pode compreender, por exemplo, diamante policristalino (PCD) ou ni-treto de boro cúbico policristalino. Quando o volume de material superabrasivo 104 compreender diamante, o volume de material superabrasivo 104 é frequentemente chamado na técnica de “camada de diamante”. Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, uma face de corte frontal 106 do volume de material superabrasivo 104 não é plana, mas, ao invés disso, tem um formato de redoma. Dito de outra forma, o perfil da face de corte frontal 106 tem um formato convexo arqueado, conforme ilustrado na vista em corte transversal da Figura 2. Adicionalmente, uma interface 108 pode ser definida entre o substrato de elemento de corte 102 e o volume de material superabrasivo 104. Opcionalmente, o volume de material superabrasivo 104 pode ter uma borda periférica chanfrada 110. A borda periférica chanfrada 110 do volume de material superabrasivo 104 mostrado nas Figuras 2 e 3 tem uma superfície de chanfro simples 112, embora a borda periférica chanfrada 110 também possa ter superfícies de chanfro adicionais e tais superfícies de chanfro adicionais podem ser orientadas em ângulos de chanfro que diferem do ângulo de chanfro da superfície de chanfro 112, conforme conhecido na técnica. O substrato de elemento de corte 102 pode ter um formato geralmente cilíndrico em algumas modalidades, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3. Uma ou mais porções de borda ou bordas arqueadas ou com formato de raio podem ser empregadas no lugar de, ou além de, uma ou mais superfícies chanfradas em uma borda periférica de um volume de material superabrasivo, conforme conhecido pelos indivíduos de habilidade comum na técnica.

[046] O volume de material superabrasivo 104 pode ser formado no substrato de elemento de corte 102 ou o volume de material superabrasivo 104 e o substrato de elemento de corte 102 podem ser separadamente formados e, subsequentemente, unidos por fixação. O substrato de elemento de corte 102 pode ser formado a partir de um material que é relativamente rígido e resistente ao desgaste. Por exemplo, o substrato de elemento de corte 102 pode ser formado a partir de e incluir um material compósito de cerâmica e metal (que é frequentemente chamado de material de “cermeto”), como um material de carbureto cimentado. Como uma modalidade particular não limitadora, o substrato de elemento de corte pode compreender um material de carbureto de tungstênio cobalto-cimentado, em que as partículas de carbureto de tungstênio são cimentadas juntas em uma matriz agluti-nante metálica que compreende cobalto ou uma liga de cobalto. Outros metais podem ser usados como a matriz aglutinante metálica, como níquel, ferro ou ligas dos mesmos.

[047] Conforme mencionado anteriormente, a face de corte frontal 106 do volume de material superabrasivo 104 pode incluir um ou mais recursos de superfície tridimensional. A título de exemplo e não como limitação, a face de corte frontal 106 do volume de material superabrasivo 104 pode incluir uma ou mais reentrâncias conforme revelado no Pedido de Patente N- de Série US 13/092.396, depositado em 22 de abril de 2011, em nome de DiGiovanni et ai., e/ou Pedido de Patente Provisória N- de Série US 61/535.766, depositado em 16 de setembro de 2011, em nome de DiGiovanni et ai. Em outras modalidades, a face de corte frontal 106 do volume de material superabrasivo 104 pode incluir uma ou mais reentrâncias ou protuberâncias conforme descrito no presente pedido.

[048] Como um exemplo não limitador, uma superfície rebaixada 114 pode ser definida na face de corte 106 do elemento de corte 100. Por exemplo, uma superfície rebaixada geralmente anular 114 pode ser definida na face de corte 106 do elemento de corte 100, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3. A superfície rebaixada 114 pode ser posicionada próximo à borda periférica chanfrada 110 do elemento de corte 100, como próximo à superfície de chanfro 112. Em algumas modalidades, a superfície rebaixada 114 pode ser arqueada e côncava, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3. A superfície rebaixada pode ter qualquer formato de acordo com modalidades adicionais.

[049] Como exemplos não limitadores, a superfície rebaixada 114 pode se estender a uma profundidade entre cerca de 0,0254 mm e cerca de 2,54 mm no volume de material superabrasivo 104 da face de corte frontal 106. Adicionalmente, a superfície rebaixada 114 pode ter uma largura entre cerca de 0,1 milímetro a cerca de 10,0 milímetros, de cerca de 0,5 milímetro a cerca de 8,0 milímetros, ou ainda de cerca de 1,0 milímetro a cerca de 5,0 milímetros. A borda radialmente externa da superfície rebaixada 114 pode ser posicionada a uma distância entre cerca de 0,1 mm e cerca de 8,0 mm da superfície de chanfro 112. A borda periférica chanfrada 110 pode ter uma largura (medida perpendicular a um eixo geométrico central do elemento de corte 100) entre cerca de 0,254 mm e cerca de 0,483 mm. Em uma modalidade não limitadora, a borda radialmente externa da superfície rebaixada 114 pode ser posicionada a uma distância de cerca de 1,0 mm da superfície de chanfro 112 e a borda periférica chanfrada 110 pode ter uma largura de cerca de 0,254 mm. Em outra modalidade não limitadora, a borda radialmente externa da superfície rebaixada 114 pode ser posicionada a uma distância de cerca de 1,2 mm da superfície de chanfro 112 e a borda de chanfro 110 pode ter uma largura de cerca de 0,406 mm. Em uma modalidade não limitadora adicional, a borda radialmente externa da superfície rebaixada 114 pode ser posicionada a uma distância de cerca de 1,6 mm da superfície de chanfro 112 e a borda periférica chanfrada 110 pode ter uma largura de cerca de 0,483 mm.

[050] Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a superfície rebaixada 114 pode se estender, em sua totalidade, circunferencialmente ao redor do elemento de corte 300 ao redor de um eixo geométrico central do elemento de corte 100, em uma configuração anular. Em modalidades adicionais, a superfície rebaixada 114 pode se estender apenas parcialmente ao redor do elemento de corte 100 ao redor do eixo geométrico central do mesmo e pode incluir segmentos curvos e/ou lineares. Em algumas modalidades, a superfície rebaixada 114 pode incluir uma ou mais seções que têm um formato catenário (por exemplo, um formato de um cosseno hiperbólico).

[051] A Figura 4 ilustra outra modalidade de um elemento de corte conformado 120 que tem uma face de corte não plana 122. A face de corte 122 do elemento de corte 120 da Figura 4 tem uma configuração mais pontiaguda em relação àquela das Figuras 2 e 3, e inclui uma superfície de lado lateral geralmente cônica 124 estendendo-se até uma superfície de extremidade geralmente abaulada 126. O elemento de corte 120 também pode incluir um substrato de elemento de corte 128 e um volume de material superabrasivo 130 no substrato 128. O volume de material superabrasivo 130 e o substrato 128 podem ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3. O volume de material superabrasivo 130 pode ser dimensionado e configurado de modo que a face de corte 122, que compreende a superfície de lado lateral geralmente cônica 124 e a superfície de extremidade geralmente abaulada 126, compreenda as superfícies expostas do volume de material superabrasivo 130.

[052] O elemento de corte 120 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional. A título de exemplo e não como limitação, a face de corte 122 do volume de material superabrasivo 130 pode incluir uma ou mais reentrâncias conforme revelado no Pedido de Patente N- de Série US 13/092.396 e/ou Pedido de Patente Provisória N- de Série US 61/535.766, depositado em 16 de setembro de 2011. Em outras modalidades, a face de corte 122 do volume de material superabrasivo 130 pode incluir uma ou mais reentrâncias ou protu-berâncias conforme descrito no presente pedido.

[053] Como um exemplo não limitador, uma primeira superfície rebaixada 132 e uma segunda superfície rebaixada 134 podem ser definidas na superfície de lado cônico 124 do volume de material abrasivo 130. Cada uma dentre a primeira e a segunda superfícies rebaixadas 132, 134 pode ser similar à superfície rebaixada anteriormente descrita 114 das Figuras 2 e 3, e pode ser arqueada ou côncava, conforme mostrado na Figura 4. As superfícies rebaixadas 132, 134 podem ter qualquer formato de acordo com modalidades adicionais. As superfícies rebaixadas 132, 134 podem se estender, em sua totalidade, circunferencialmente ao redor do elemento de corte 120 ao redor de um eixo geométrico central do elemento de corte 120, em uma configuração anular. Em modalidades adicionais, as superfícies rebaixadas 132, 334 podem se estender apenas parcialmente ao redor do elemento de corte 120 ao redor do eixo geométrico central do mesmo e podem incluir segmentos curvos e/ou lineares.

[054] Em modalidades adicionais da presente descrição, os elementos de corte que têm formatos não cilíndricos incluem uma face de corte frontal não plana em um volume de material superabrasivo. Exemplos de tais modalidades são revelados nas Figuras 5 a 7.

[055] Um elemento de corte 140 é mostrado nas Figuras 5 e 6 que tem um formato geralmente oval (em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 140). O elemento de corte 140 inclui um substrato 142 e um volume de material superabrasivo 144 no substrato 142. O volume de material superabrasivo 144 inclui uma face de corte frontal 146. O volume de material superabrasivo 144 e o substrato 142 podem ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3.

[056] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, o substrato 142 inclui uma superfície de lado lateral 143 que tem um formato oval ou elíptico em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 140. O volume de material superabrasivo 144 também pode ter uma superfície de lado lateral 145 que tem um formato oval ou elíptico em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 140. A superfície de lado lateral 145 do volume de material superabrasivo 144 pode ser coextensiva e contínua à superfície de lado lateral 143 do substrato 142.

[057] A face de corte 146 do volume de material superabrasivo 144 do elemento de corte 140 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional. A título de exemplo e não como limitação, a face de corte 146 do volume de material superabrasivo 144 pode incluir uma ou mais reentrâncias conforme revelado no Pedido de Patente N- de Série US 13/092.396 e/ou no Pedido de Patente Provisória N-de Série US 61/535.766, depositado em 16 de setembro de 2011. Em outras modalidades, a face de corte 146 do volume de material superabrasivo 144 pode incluir uma ou mais reentrâncias ou protuberâncias conforme descrito no presente pedido.

[058] Como um exemplo não limitador, uma superfície rebaixada 148 pode ser definida na face de corte 146 do volume de material abrasivo 144. A superfície rebaixada 148 pode ser similar à superfície rebaixada anteriormente descrita 114 das Figuras 2 e 3. A superfície rebaixada 148, contudo, pode ser geralmente plana e orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 140, conforme mostrado nas Figuras 5 e 6. A superfície rebaixada 148 pode ter qualquer formato de acordo com modalidades adicionais. A superfície rebaixada 148 pode se estender, em sua totalidade, circunferencialmente ao redor do elemento de corte 140 ao redor de um eixo geométrico central do elemento de corte 140 em uma configuração anular. Em modalidades adicionais, a superfície rebaixada 140 pode se estender apenas parcialmente ao redor do elemento de corte 140 ao redor do eixo geométrico central do mesmo e pode incluir segmentos curvos e/ou lineares.

[059] Embora o elemento de corte 140 das Figuras 5 e 6 tenha um formato oval ou elíptico em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte, as modalidades adicionais de elementos de corte de acordo com a presente descrição podem ter qualquer outro formato, incluindo um formato circular, um formato triangular, um formato retangular, um formato de lápide, etc., em planos transversais a eixos geométricos centrais dos elementos de corte.

[060] A Figura 7 é uma vista de topo similar àquela da Figura 6 que ilustra outro elemento de corte 150 que tem um formato triangular em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 150. O elemento de corte 150 pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 154 no substrato. O volume de material superabrasivo 154 inclui uma face de corte frontal 156. O volume de material superabrasivo 154 e o substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3. O substrato e o volume de material superabrasivo 154 podem incluir, cada um, uma superfície de lado lateral que tem um formato geralmente triangular em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de cor- te 150 (isto é, no plano da vista da Figura 7).

[061] A face de corte 156 do volume de material superabrasivo 154 do elemento de corte 150 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional. A título de exemplo e não como limitação, a face de corte 156 do volume de material superabrasivo 154 pode incluir uma ou mais reentrâncias conforme revelado no Pedido de Patente n°. de Série US 13/092.396 e/ou no Pedido de Patente Provisório n°. de série US 61/535.766 depositado em 16 de setembro de 2011. Em outras modalidades, a face de corte 156 do volume de material superabrasivo 154 pode incluir uma ou mais reentrâncias ou protuberâncias conforme descrito no presente pedido.

[062] Como um exemplo não limitador, uma superfície rebaixada 158 pode ser definida na face de corte 156 do volume de material abrasivo 154. A superfície rebaixada 158 pode ser de forma geral plana e orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 150 conforme mostrado na Figura 7. A superfície rebaixada 158 pode se estender ao longo de uma trajetória triangular próxima à lâmina de corte periférica do elemento de corte triangular 150 e pode ser, de modo geral, centralizada ao longo do eixo geométrico central do elemento de corte 150 conforme mostrado na Figura 7. A superfície rebaixada 158 pode ter qualquer outro formato de acordo com modalidades adicionais.

[063] A superfície rebaixada 114 das Figuras 2 e 3, as superfícies rebaixadas 132 e 134 da Figura 4 e a superfície rebaixada 148 das Figuras 5 e 6 são de formato curvo. O elemento de corte 150 da Figura 7 inclui uma superfície rebaixada 158 que tem segmentos lineares. Dessa forma, os elementos de corte de acordo com a presente descrição podem incluir características em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo em que as características incluem uma ou mais superfícies rebaixadas lineares ou superfícies rebaixadas que têm um ou mais segmentos lineares. As Figuras 8 a 10 ilustram exemplos adicionais de tais modalidades.

[064] Com referência à Figura 8, um elemento de corte 160 que compreende um volume de material superabrasivo 164 é ilustrado. O elemento de corte 160 pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 164 no substrato. O volume de material superabrasivo 164 inclui uma face de corte frontal 166. O volume de material superabrasivo 164 e do substrato pode ser conforme descrito anteriormente em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3. A face de corte 166 do volume de material superabrasivo 164 do elemento de corte 160 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional que incluem pelo menos um segmento linear. A título de exemplo e não como limitação, a face de corte 166 do volume de material superabrasivo 164 pode incluir uma ou mais reentrâncias conforme discutido anteriormente, mas em que as reentrâncias incluem pelo menos um segmento linear. Como um exemplo não limitador, uma primeira superfície rebaixada 168 e uma segunda superfície rebaixada 170 podem ser definidas na face de corte 166 do volume de material abrasivo 164. As superfícies rebaixadas 168, 170 podem ter um formato em V em um plano lateral transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 160 conforme mostrado na Figura 8. Dessa forma, cada superfície rebaixada 168, 170 inclui um primeiro segmento linear em um primeiro lado de um ápice da superfície rebaixada com formato em V 168, 170 e um segundo segmento linear em um segundo lado do ápice da superfície rebaixada com formato em V 168,170. O ápice de cada superfície rebaixada com formato em V 168, 170 pode ser localizado ao longo de uma linha que cruza um eixo geométrico central do elemento de corte conforme mostrado na Figura 8. Dessa forma, a superfície rebaixada com formato em V 168, 370 pode ser axialmente simétrica em algumas modalidades. A superfície rebaixada com formato em V 168, 170 pode não ser axialmente simétrica em outras modalidades. Na modalidade da Figura 8, as superfícies rebaixadas 168, 170 são localizadas pelo menos substancialmente em uma metade da face de corte frontal 166 do volume de material superabrasivo 164 e o ápice de cada superfície rebaixada com formato em V 168, 170 aponta radialmente para dentro em direção à metade oposta da face de corte frontal 166 do volume de material superabrasivo 164.

[065] A Figura 9 ilustra outra modalidade de um elemento de corte 180 que é de modo geral similar ao elemento de corte 160 da Figura 8. O elemento de corte 180 pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 184 no substrato. O volume de material superabrasivo 184 inclui uma face de corte frontal 186. O volume de material superabrasivo 184 e do substrato pode ser conforme descrito anteriormente em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3. A face de corte 186 do volume de material superabrasivo 184 do elemento de corte 180 também inclui uma primeira superfície rebaixada 188 e uma segunda superfície rebaixada 190 definidas na face de corte 186 do volume de material abrasivo 184. As superfícies rebaixadas 188, 190 têm um formato em V em um plano lateral transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte 180 conforme mostrado na Figura 9. Dessa forma, cada superfície rebaixada 188, 190 inclui um primeiro segmento linear em um primeiro lado de um ápice da superfície rebaixada com formato em V 188, 190 e um segundo segmento linear em um segundo lado do ápice da superfície rebaixada com formato em V 188, 190. O ápice de cada superfície rebaixada com formato em V 188, 190 pode ser localizado ao longo de uma linha que cruza um eixo geométrico central do elemento de corte conforme mostrado na Figura 9. Na modalidade da Figura 9, as superfícies rebaixadas 188, 190 são localizadas pelo menos substancialmente em uma metade da face de corte frontal 186 do volume de material superabrasivo 184 e o ápice de cada superfície rebaixada com formato em V 188, 190 aponta radialmente para fora de um eixo geométrico central do elemento de corte 180.

[066] A Figura 10 ilustra outra modalidade de um elemento de corte 200 que pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 204 no substrato. O volume de material superabrasivo 204 inclui uma face de corte frontal 206. O volume de material superabrasivo 204 e do substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 104 e ao substrato 102 das Figuras 2 e 3. A face de corte 206 do volume de material superabrasivo 204 do elemento de corte 200 também inclui uma primeira superfície rebaixada linear 208 e uma segunda superfície rebaixada linear 210 definidas na face de corte 206 do volume de material abrasivo 204. As superfícies rebaixadas 208, 210 se estendem linearmente pela face de corte 206 do volume de material superabrasivo 204 conforme mostrado na Figura 10. As superfícies rebaixadas 208, 201 podem se estender pelo menos substancialmente paralelas entre si conforme mostrado na Figura 10. Em outras modalidades, as mesmas podem ser orientadas em um ângulo entre si.

[067] Os elementos de corte das modalidades das Figuras 8 a 10 incluem, cada um, duas superfícies rebaixadas. Em modalidades adicionais, qualquer um dos elementos de corte pode incluir uma, três ou qualquer outro número de superfícies rebaixadas na face de corte do volume de material superabrasivo. Adicionalmente, nas modalidades de elementos de corte que incluem duas ou mais superfícies rebaixadas na face de corte do volume de material superabrasivo, as superfícies rebaixadas podem ser localizadas na mesma profundidade comum dentro do volume de material superabrasivo ou as superfícies rebaixadas podem ser localizadas em profundidades diferentes dentro do volume de material superabrasivo. Adicionalmente, nas modalidades de elementos de corte que incluem duas ou mais superfícies rebaixadas na face de corte do volume de material superabrasivo, as superfícies rebaixadas podem ter o mesmo formato em corte transversal ou as superfícies rebaixadas podem ter diferentes formatos em corte transversal.

[068] Em modalidades adicionais de elementos de corte da presente descrição, os elementos de corte podem incluir características dispostas em uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo em que as características se estendem, de modo geral, transversal mente a uma totalidade da face de corte. As Figuras 11 e 12 ilustram exemplos de tais modalidades.

[069] A Figura 11 ilustra outra modalidade de um elemento de corte 220 que pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 224 no substrato. O volume de material superabrasivo 224 inclui uma face de corte frontal 226. O volume de material superabrasivo 224 e do substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 124 e o substrato 122 das Figuras 2 e 3. A face de corte 226 do volume de material superabrasivo 224 do elemento de corte 220 também inclui uma pluralidade de superfícies rebaixadas lineares 228 definidas na face de corte 226 do volume de material abrasivo 224. As superfícies rebaixadas 228 se estendem linearmente pela face de corte 226 do volume de material superabrasivo 224 conforme mostrado in Figura 11. As superfícies rebaixadas 228 podem se estender pelo menos substancialmente paralelas entre si conforme mostrado na Figura 11. Em outras modalidades, as mesmas podem ser orientadas em um ângulo entre si. Por exemplo, em outra modalidade, cada uma das superfícies rebaixadas 228 pode se estender em uma direção radial de um local próximo ao eixo geométrico central do elemento de corte até a borda periférica do elemento de corte externa em uma configuração similar a eixos de uma roda.

[070] A Figura 12 ilustra outra modalidade de um elemento de corte 240 que pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 244 no substrato. O volume de material su-perabrasivo 244 inclui uma face de corte frontal 246. O volume de material superabrasivo 244 e do substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 124 e ao substrato 122 das Figuras 2 e 3. A face de corte 246 do volume de material superabrasivo 244 do elemento de corte 240 também inclui uma pluralidade de superfícies rebaixadas 248 definidas na face de corte 246 do volume de material abrasivo 244. As superfícies rebaixadas 248 compreendem, cada uma, uma reentrância de formato retangular distinta. As superfícies rebaixadas 248 são isoladas lateralmente entre si. As superfícies rebaixadas 248 são dispostas por toda a face de corte 246 do volume de material superabrasivo 244, conforme mostrado na Figura 12. Em algumas modalidades, as superfícies rebaixadas 248 podem ser dispostas em um arranjo ordenado, como em uma pluralidade de linhas e colunas, conforme mostrado na Figura 12. Em outras modalidades, as mesmas podem ser localizadas de forma aleatória pela face 246 do volume de material superabrasivo 244.

[071] Como um exemplo não limitante, as superfícies rebaixadas das Figuras 11 e 12 podem ter dimensões de corte transversal médias entre cerca de 0,1 mícron e cerca de 500 micra, entre cerca de 10,0 micra e cerca de 400 micra ou ainda entre cerca de 100 micra e cerca de 300 micra.

[072] Nas modalidades de elementos de corte descritas com referências às Figuras 2 a 12, as faces de corte frontal não planas nos volumes de material superabrasivo incluem reentrâncias que se esten- dem nos volumes de material superabrasivo da superfície principal dos volumes de material superabrasivo. Em modalidades adicionais da presente descrição, os elementos de corte podem incluir faces de corte frontal não planas em volumes de material superabrasivo que têm protuberâncias que se estendem para fora das superfícies principais dos volumes de material superabrasivo. Por exemplo, as modalidades adicionais da presente descrição incluem elementos de corte similares àqueles das Figuras 2 a 12, mas em que os elementos de corte incluem protuberâncias ao invés de superfícies rebaixadas. As protuberâncias podem ter geometrias de corte transversal definidas por imagens espelhadas das reentrâncias refletidas pelas superfícies definidas pelas faces de corte frontais dos volumes de material superabrasivo. Exemplos adicionais de elementos de corte que incluem protuberâncias que se projetam para fora de uma face de corte frontal de um volume de material superabrasivo são descritos abaixo com referências às Figuras 13 a 15.

[073] A Figura 13 ilustra outra modalidade de um elemento de corte 260 que pode incluir um substrato (não mostrado) e um volume de material superabrasivo 264 no substrato. O volume de material superabrasivo 264 inclui uma face de corte frontal 266. O volume de material superabrasivo 264 e o substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 126 e ao substrato 122 das Figuras 2 e 3. A face de corte 266 do volume de material superabrasivo 264 do elemento de corte 260 também inclui uma pluralidade de protuberâncias 268 que se estendem para fora da face de corte 266 do volume de material abrasivo 264. Conforme mostrado na Figura 13, cada uma das protuberâncias 268 pode se estender em uma direção de modo geral helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte 260 até a periferia circunfe-rencial do elemento de corte 260. Na modalidade da Figura 13, cada uma das protuberâncias 268 tem uma superfície externa arredondada. Em outras modalidades, cada protuberância 268 pode ter uma superfície externa de modo geral plana. Adicionalmente, na modalidade da Figura 13, cada uma das protuberâncias 268 tem uma largura que aumenta na direção que se estende ao longo da protuberância 268 do local próximo ao eixo geométrico central do elemento de corte 260 à periferia circunferencial do elemento de corte 260. Em outras modalidades, a largura de cada protuberância 268 pode ser constante ou pode diminuir na direção que se estende ao longo da protuberância 268 do local próximo ao eixo geométrico central do elemento de corte 260 até a periferia circunferencial do elemento de corte 260. O elemento de corte 260 inclui cinco (5) protuberâncias, mas outras modalidades podem ter uma ou mais protuberâncias. Por exemplo, uma outra modalidade pode ter uma única protuberância similar à protuberância 268 que se estende de forma helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte 260 até a periferia circunferencial do elemento de corte 260. Tal protuberância helicoidal única pode completar menos que um círculo completo conforme a mesma se estende de forma helicoidal ao redor de um eixo geométrico central do elemento de corte 260 ou a mesma pode completar um ou mais círculos completos. Em modalidades adicionais, os elementos de corte conforme descrito com referências à Figura 13 podem ser formados para incluir superfícies rebaixadas no lugar das protuberâncias 268 em que as superfícies rebaixadas têm geometrias definidas pela imagem espelhada das protuberâncias refletidas pela superfície da face de corte 266 do volume do material superabrasivo 264 ou protuberâncias alternadas e reentrâncias conforme descrito anteriormente.

[074] Um sistema de coordenadas cartesiano que tem eixos geométricos x, y e z (em ângulos retos entre si) pode ser definido para alinhar o eixo geométrico z ao eixo geométrico central do elemento de corte 260. Planos ortogonais podem ser definidos pelos planos x-y, x-z e y-z. O sistema de coordenadas também pode ser definido para posicionar o centro (isto é, a interseção dos eixos geométricos x, y e z) no eixo geométrico central. Em algumas modalidades, as protuberâncias 268 podem ser assimétricas por rotação ao redor do eixo geométrico central z. Em algumas modalidades, as protuberâncias 268 podem ser assimétricas reflexivamente (também referido como “assimetria em espelho”, “assimetria de imagem espelhada” e “assimetria bilateral”) ao redor de pelo menos dois dos planos x-y, x-z e y-z. Em outras palavras, uma primeira metade de uma protuberância 268 pode não compreender uma projeção de imagem espelhada simétrica de uma segunda metade da projeção 268 quando dividida por pelo menos dois dos planos x-y, x-z e y-z. Em outras modalidades, as protuberâncias assimétricas 268 podem ser assimétricas reflexivamente ao redor de cada um dos planos x-y, x-z e y-z. Além disso, as protuberâncias assimétricas 268 podem compreender uma combinação de assimetria rotacional e reflexiva. Além disso, as protuberâncias assimétricas 268 podem ser assimétricas por rotação e reflexivamente ao redor de todos os planos e eixos geométricos que atravessam o substrato 48. As protuberâncias e/ou reentrâncias na face de corte frontal de outras modalidades de elementos de corte conforme descrito anteriormente e subsequentemente na presente descrição podem exibir, de forma similar, tal assimetria.

[075] As Figuras 14 e 15 ilustram outra modalidade de um elemento de corte 280 que inclui protuberâncias estendendo-se para fora de uma face de corte das mesmas. O elemento de corte 280 pode incluir um substrato 282 e um volume de material superabrasivo 284 no substrato 282. O volume de material superabrasivo 284 inclui uma face de corte frontal 286. O volume de material superabrasivo 284 e do substrato pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao vo- lume de material superabrasivo 104 e do substrato 102 das Figuras 2 e 3. A face de corte 286 do volume de material superabrasivo 284 do elemento de corte 280 também inclui uma pluralidade de protuberân-cias 288 que se estendem para fora da face de corte 286 do volume de material abrasivo 284. Conforme mostrado nas Figuras 14 e 15, cada uma das protuberâncias 288 pode compreender uma protube-rância distinta 288 que é isolada lateralmente das outras protuberâncias 288. As protuberâncias podem ser dispostas em um arranjo ordenado pela face de corte 286 ou as mesmas podem ser localizadas aleatoriamente na face de corte 286. Na modalidade das Figuras 14 e 15, cada uma das protuberâncias 288 tem uma superfície externa arredondada que pode compreender uma porção de uma esfera (por exemplo, um hemisfério). As protuberâncias 288 podem ter outros formatos em modalidades adicionais. Em modalidades adicionais, os elementos de corte conforme descrito com referências às Figuras 14 e 15 podem ser formados para incluir superfícies rebaixadas no lugar das protuberâncias 288 em que as superfícies rebaixadas têm geome-trias definidas pelas imagens espelhadas das protuberâncias refletidas pela superfície da face de corte 286 do volume de material superabrasivo 284.

[076] Em modalidades adicionais da presente descrição, elementos de corte que têm reentrâncias e/ou protuberâncias em uma face de corte de um volume de material superabrasivo como os elementos de corte descritos acima com referência às Figuras 2 a 15 podem incluir adicionalmente uma ou mais superfícies rebaixadas que se estendem em uma superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo. Um exemplo não limitante de tal elemento de corte é descrito abaixo com referências às Figuras 16 e 17.

[077] As Figuras 16 e 17 ilustram um elemento de corte 300 que incluem um substrato 302 e um volume de material superabrasivo 304 no substrato 302. O volume de material superabrasivo 304 inclui uma face de corte frontal 306. O volume de material superabrasivo 304 e do substrato 302 pode ser conforme descrito anteriormente em relação ao volume de material superabrasivo 104 e do substrato 102 das Figuras 2 e 3. Conforme mostrado nas Figuras 16 e 17, o substrato 302 inclui uma superfície de lado lateral 303 e o volume de material superabrasivo 304 tem uma superfície de lado lateral 305. A superfície de lado lateral 305 do volume de material superabrasivo 304 pode ser coexten-siva e contínua com a superfície de lado lateral 303 do substrato 302. A face de corte 306 do volume de material superabrasivo 304 do elemento de corte 300 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional. Como um exemplo não limitador, uma superfície rebaixada 308 pode ser definida na face de corte 306 do volume de material abrasivo 304. A superfície rebaixada 308 pode ser similar à superfície rebaixada anteriormente descrita 148 das Figuras 5 e 6. A superfície rebaixada 308 pode ter qualquer outra configuração conforme descrito aqui de acordo com modalidades adicionais e o elemento de corte 300 pode incluir uma ou mais protuberâncias que se projetam para fora da face de corte 306 no lugar da superfície rebaixada 308 ou além da superfície rebaixada 308.

[078] Conforme mostrado nas Figuras 16 e 17, o elemento de corte 300 inclui adicionalmente pelo menos uma superfície rebaixada 310 que se estende para o interior do volume de material superabrasivo 304 da superfície de lado lateral 305 do volume de material superabrasivo 304. A superfície rebaixada 310 pode se estender circunferen-cialmente ao redor da periferia lateral inteira do volume de material superabrasivo 304 em algumas modalidades. Na modalidade mostrada nas Figuras 16 e 17, a superfície rebaixada 310 tem um formato arqueado em corte transversal. Em outras modalidades, a superfície rebaixada 310 pode ser definida por uma pluralidade de superfícies que é plana em uma dimensão (por exemplo, a dimensão vertical ou horizontal dentro do plano da Figura 16). Conforme mostrado nas Figuras 16 e 17, a superfície rebaixada 310 pode se estender somente no volume de material superabrasivo 304 e não em qualquer porção de o substrato 302. Em outras modalidades, uma porção da superfície rebaixada 310 também pode se estender no substrato 302. Em outras palavras, a superfície rebaixada 310 pode se estender pela interface entre o volume de material superabrasivo 304 e o substrato 302.

[079] A superfície rebaixada 310 pode resultar na formação de um rebordo que se estende radialmente em uma marca de desgaste formada no elemento de corte durante uma perfuração. Tal rebordo que se estende radialmente é frequentemente chamado na técnica de um “rebordo de cisalhamento” e pode resultar em trações concentradas nas regiões da formação adjacentes ao rebordo de cisalhamento conforme os mesmos são cortados e removidos pelo elemento de corte durante a perfuração, a eficácia de corte melhorada pode resultar de tal concentração de trações causada pela presença de tal rebordo na marca de desgaste estendendo-se para o interior da formação.

[080] Os elementos de corte de acordo com a presente descrição, como qualquer um dos elementos de corte descritos com referências às Figuras 2 a 17, podem ser formados para incluir um ou mais passagens de fluido que se estendem pelo elemento de corte até a face de corte no volume de material superabrasivo. Um exemplo de tal elemento de corte é mostrado abaixo com referências à Figura 18.

[081] A Figura 18 é uma vista em corte transversal de um elemento de corte 320 que é substancialmente similar ao elemento de corte 100 das Figuras 2 e 3. O elemento de corte 320 inclui um substrato 322 e um volume de material superabrasivo 324 no substrato 322. O volume de material superabrasivo 324 inclui uma face de corte frontal abaulada 326. O volume de material superabrasivo 324 e do substrato 322 pode ser conforme anteriormente descrito em relação ao volume de material superabrasivo 104 e do substrato 102 das Figuras 2 e 3. Conforme mostrado na Figura 18, o substrato 322 inclui uma superfície de lado lateral 323 e o volume de material superabrasivo 324 tem uma superfície de lado lateral 325. A superfície de lado lateral 325 do volume de material superabrasivo 324 pode ser coextensiva e contínua com a superfície de lado lateral 323 do substrato 322. A face de corte 326 do volume de material superabrasivo 324 do elemento de corte 320 também inclui um ou mais recursos de superfície tridimensional. Como um exemplo não limitador, uma superfície rebaixada 328 pode ser definida na face de corte 326 do volume de material abrasivo 324. A superfície rebaixada 328 pode ser similar à superfície rebaixada anteriormente descrita 114 das Figuras 2 e 3. A superfície rebaixada 328 pode ter qualquer outra configuração conforme descrito aqui de acordo com modalidades adicionais e o elemento de corte 320 pode incluir uma ou mais protuberâncias que se projetam para fora da face de corte 326 no lugar da superfície rebaixada 328 ou além da superfície rebaixada 328.

[082] Conforme mostrado na Figura 18, o elemento de corte 320 inclui adicionalmente uma passagem de fluido 330. A passagem de fluido 330 pode ser usada para permitir que fluido de perfuração flua pela passagem de fluido 330 até a face de corte 326 durante um uso do elemento de corte 320 em uma operação de perfuração cujo fluxo de fluido pode auxiliar na remoção de restos de formação da face de corte 326. Dessa forma, os restos de formação podem ser impedidos ou excluídos de adesão à face de corte 326, o que pode reduzir a ocorrência do que é referido como “drenagem” de uma broca de perfuração ou outra ferramenta à qual o elemento de corte 320 é fixado. A passagem de fluido 330 pode ser alinhada a uma passagem de fluido complementar e correspondente que se estende através de um corpo de uma ferramenta de perfuração de solo como uma broca de perfuração giratória similar àquela descrita anteriormente com referências à Figura 1 de forma que uma porção de fluido de perfuração que flui pelo corpo da ferramenta de perfuração de solo durante a perfuração flua na e pela passagem de fluido 330 se estenda através do elemento de corte 320.

[083] Conforme mostrado na Figura 18, a passagem de fluido 330 se estende pelo substrato 322 e pelo volume de material supera-brasivo 324 até a face de corte frontal 326 do volume de material su-perabrasivo 324. Em algumas modalidades, a passagem de fluido pode se estender ao longo do eixo geométrico central do elemento de corte 320, embora a passagem de fluido 330 possa ser localizada em outro lugar dentro do elemento de corte 320 em outras modalidades. A passagem de fluido 330 pode ser reta ou curva. O elemento de corte 320 mostrado na Figura 18 inclui uma única passagem de fluido 330. Em outras modalidades, uma pluralidade de passagens de fluido 330 relativamente menores que se estendem pelo elemento de corte 320 até a face de corte 326.

[084] Os elementos de corte que incluem volumes de material superabrasivo têm características conforme descrito aqui acima podem ser fabricados com o uso de inúmeras técnicas. Conforme conhecido na técnica, o volume de material superabrasivo pode ser formado ao submeter grãos superabrasivos (por exemplo, grãos de diamante ou de nitreto de boro cúbicos) a um processo de sinterização HTHP nos quais ligações atômicas intergranulares diretas são formadas entre os grãos. Um catalisador como um catalisador solvente de metal (por exemplo, cobalto, ferro, níquel ou uma liga de um ou mais de tais metais) pode ser empregado para auxiliar na formação das ligações atômicas intergranulares. Em tais processos de sinterização HTHP, os grãos são fornecidos dentro de um recipiente que é, então, submetido a temperaturas elevadas (por exemplo, uma temperatura maior que aproximadamente 1.300 Ό) e pressões (por exemplo, uma pressão maior que aproximadamente 5,0 GPa). Prensas de sinterização para executar tais processos de sinterização HTHP estão disponíveis comercialmente.

[085] As reentrâncias e/ou protuberâncias na face de corte (e, opcionalmente, na superfície de lado lateral) do volume de material de diamante policristalino podem ser formadas in situ durante o processo de sinterização HTHP. Por exemplo, uma inserção que tem uma geometria que corresponde a uma reentrância a ser formada em um volume de material superabrasivo pode ser posicionada seletivamente dentro de um recipiente no qual grãos superabrasivo deverão ser submetidos a um processo de sinterização HTHP. A inserção pode compreender um material que irá reter o formato do mesmo por todo o processo de sinterização HTHP e que não irá degradar ou afetar, de outro modo, de forma prejudicial o material superabrasivo circundante durante o processo de sinterização HTHP. A título de exemplo e não como limitação, a inserção pode compreender um cerâmico como um material óxido (por exemplo, óxido de magnésio (MgO)). Os grãos su-perabrasivos podem ser posicionados dentro do recipiente ao redor da inserção. Opcionalmente, um substrato como o substrato 102 das Figuras 2 e 3 pode ser posicionado dentro do recipiente adjacente aos grãos superabrasivos. O Material catalisador pode ser suprido do substrato ou pode ser fornecido dentro dos grãos superabrasivos na forma de, por exemplo, material catalisador pulverizado. O recipiente pode ser submetido a um processo de sinterização HTHP com a inserção, os grãos superabrasivos e um substrato opcional contido nos mesmos para sinterizar os grãos superabrasivos e formar um volume de material superabrasivo dentro do recipiente e ao redor da inserção. Após o processo de sinterização HTHP, a inserção pode ser removida para formar protuberâncias ou reentrâncias nas ou em superfícies do volume de material superabrasivo. Alternativamente, a inserção pode ser deixada no lugar no ou dentro do volume de material superabrasivo. Durante o uso do elemento de corte resultante em uma operação de perfuração, o material da inserção irá friccionar e/ou erodir de forma relativamente rápida durante o estágio inicial do corte, o que resulta assim em um elemento de corte que inclui um volume de material superabrasivo que tem reentrâncias e/ou protuberâncias conforme descrito no presente documento.

[086] Como outro exemplo de um método que pode ser empregado para formar as reentrâncias e/ou as protuberâncias na face de corte do volume de material superabrasivo, o volume de material superabrasivo pode ser formado em uma superfície de um primeiro substrato de sacrifício em um processo de sinterização HTHP. A superfície do primeiro substrato de sacrifício no qual o volume de material superabrasivo é formado pode ser dimensionada, conformada e configurada de modo que a interface entre o volume de material superabrasivo e o primeiro substrato de sacrifício tenha o tamanho, formato e configuração da face de corte frontal desejada para o volume de material superabrasivo. Após a formação do volume de material superabrasivo, o volume de material superabrasivo pode ser removido do primeiro substrato de sacrifício, invertido e fixado em um segundo substrato para formar o elemento de corte. Pela inversão do material superabrasivo, a superfície do volume de material superabrasivo que foi disposta na interface com o primeiro substrato de sacrifício se torna a face de corte frontal do volume de material superabrasivo após a fixação do volume de material superabrasivo ao segundo substrato. O volume de material superabrasivo pode ser fixado ao segundo substrato com o uso, por exemplo, de um processo de soldagem ou pelo posicionamento do volume de material superabrasivo no segundo substrato in a recipiente e ao submeter o volume de material superabrasivo e do segundo substrato a outro de sinterização HTHP para ligar por sinterização o volume de material superabrasivo ao segundo substrato. O segundo substrato pode compreender, por exemplo, um substrato de carbureto de tungs-tênio cimentado ou outro volume de material superabrasivo (por exemplo, diamante policristalino).

[087] Em modalidades adicionais, as reentrâncias e/ou protube-râncias formadas nas superfícies do volume de material superabrasivo, conforme descrito em relação aos elementos de corte das Figuras 2 a 18, podem ser formadas no e/ou sobre o volume de material superabrasivo após a formação do material superabrasivo em um processo de sinterização HTHP. Por exemplo, um volume de material superabrasivo sem quaisquer reentrâncias e/ou protuberâncias pode ser fabricado com o uso de um processo de sinterização HTHP conforme descrito anteriormente, após o qual reentrâncias e/ou protuberâncias podem ser formadas no e/ou sobre o volume de material superabrasivo.

[088] Por exemplo, um processo de ablação a laser pode ser usado para remover regiões localizadas selecionadas do volume de material superabrasivo e pode ser usado para formar reentrâncias e/ou protuberâncias, conforme descrito aqui, no ou sobre o volume de material superabrasivo. Como outro exemplo, um processo de usinagem por descarga elétrica pode ser usado para remover regiões localizadas selecionadas do volume de material superabrasivo e pode ser usado para formar reentrâncias e/ou protuberâncias, conforme descrito aqui, no ou sobre o volume de material superabrasivo. Processos de usinagem mecânica também podem ser usados para remover regiões localizadas selecionadas do volume de material superabrasivo e podem ser usados para formar reentrâncias e/ou protuberâncias. Tais processos de usinagem mecânica incluem, por exemplo, processos de fresa- gem, processos de torneamento, processos de perfuração, processos de esmerilhamento, etc. Em ainda modalidades adicionais, um laser pode ser usado para degradar e enfraquecer regiões localizadas selecionadas do volume de material superabrasivo após o que um ou mais processos de usinagem mecânica podem ser usados para remover as regiões degradadas e enfraquecidas do volume de material superabrasivo.

[089] Opcionalmente, qualquer material catalisador presente em espaços intersticiais entre grãos superabrasivos no volume de material superabrasivo de qualquer um dos elementos de corte descrito acima em relação às Figuras 2 a 18 pode ser removido do volume de material superabrasivo após o processo de sinterização HTHP, conforme conhecido na técnica. Por exemplo, um processo de lixiviação pode ser usado para remover material catalisador dos espaços intersticiais entre os grãos superabrasivos interligados do volume de material superabrasivo. A título de exemplo e não de limitação, o volume de material superabrasivo pode ser lixiviado com o uso de um agente e processo de lixiviação tal como aqueles descrito mais plenamente em, por exemplo, Patente N° U.S. 5.127.923 de Bunting et ai. (depositado em 7 de julho de 1992), e Patente N° U.S. 4.224.380 de Bovenkerk et ai. (depositado em 23 de setembro de 1980). Especificamente, água-régia (uma mistura de ácido nítrico concentrado (HN03) e ácido clorídrico concentrado (HCI)) pode ser usada para remover pelo menos substancialmente material catalisador dos espaços intersticiais entre os grãos superabrasivos interligados no volume de material superabrasivo. Também é conhecido usar ácido clorídrico em ebulição (HCI) e ácido fluorídrico em ebulição (HF) como agentes de lixiviação. Um agente de lixiviação particularmente adequado é ácido clorídrico (HC1) a uma temperatura de 110 °C ou mais, o qual pode ser fornecido em contato com o volume de material superabrasivo por um período de cerca de 2 horas a cerca de 60 horas, dependendo do tamanho do volume de material superabrasivo. Após a lixiviação do volume de material supera-brasivo, os espaços intersticiais entre os grãos superabrasivos interligados dentro do volume de material superabrasivo podem ficar pelo menos substancialmente livres de material catalisador usado para catalisar a formação de ligações intergranulares entre os grãos superabrasivos. Em algumas modalidades, a lixiviação pode ser aplicada seletivamente a regiões específicas da camada de diamante, e não a outras regiões. Por exemplo, em algumas modalidades a mascara pode ser aplicada a uma região de uma ou mais superfícies externas do volume de material superabrasivo, e apenas as regiões não mascaradas podem ser lixiviadas. Por exemplo, as regiões lixiviadas podem compreender regiões selecionadas do volume de material superabrasivo próximas à face de corte frontal do volume de material superabrasivo, e/ou regiões selecionadas do volume de material superabrasivo próximas à superfície de lado laterais do volume de material superabrasivo, [090] As superfícies do volume dentro das reentrâncias no volume de material superabrasivo podem ser lixiviadas ou não lixiviadas. Por exemplo, Em algumas modalidades, regiões do volume de material superabrasivo expostas na face de corte e/ou a superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo podem ser lixiviadas, mas as reentrâncias que se estendem para o interior da face de corte e/ou a superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo podem ser mascaradas do agente de lixiviação para assim impedir que as regiões do volume de material superabrasivo expostas dentro das reentrâncias sejam expostas ao agente de lixiviação. Por exemplo, pode ser fornecida uma resina polimérica resistente ao agente de lixiviação dentro das reentrâncias antes de sujeitar o volume de material superabrasivo ao processo de lixiviação. Após o processo de lixiviação, a resina polimérica pode ser removida de dentro das reentrâncias no vo- lume de material superabrasivo com o uso de, por exemplo, um processo de jateamento com areia ou esferas, um processo de esmeri-Ihamento, um processo de corrosão química, etc.

[091] Adicionalmente, uma ou mais das superfícies externas expostas do volume de material superabrasivo de qualquer dos elementos de corte descritos acima em relação às Figuras 2 a 18 podem ser modificadas fisicamente, como por polimento para um acabamento liso ou espelhado. Por exemplo, uma superfície externa do volume de material superabrasivo pode ter uma aspereza de superfície reduzida, conforme descrito na Patente N° U.S. 6.145.608, depositada em 14 de novembro de 2000 de Lund et aL; Patente N° U.S. 5.653.300, depositada em 5 de agosto de 1997 de Lund et al.; e Patente N° U.S. 5.447.208, depositada em 5 de setembro de 1995 de Lund et al. como um exemplo não limitante, pelo menos uma parte da face de corte frontal do volume de material superabrasivo pode ser polida para uma aspereza de superfície de cerca de 0,0127 pm (cerca de 0,5 μ polegada), RMS ou menos.

[092] Acredita-se que cortar os elementos que têm reentrâncias e/ou protuberâncias na face frontal de corte, conforme descrito neste documento, fornece uma ou mais de diversas vantagens diferentes durante o uso dos elementos de corte durante o uso na operação de perfuração.

[093] Por exemplo, conforme descrito no Pedido de Patente N° U.S. 13/092.396 mencionado acima, essas reentrâncias e/ou protuberâncias podem ser usadas para provocar o elemento de corte a exibir uma agressividade que varia se letiva mente (por exemplo, ângulo de ataque efetivo) durante a perfuração como uma função de profundidade de corte do elemento de corte dentro da formação. Portanto, a agressividade da ação de corte pode ser controlada seletiva mente controlando-se se letiva mente a profundidade de corte do elemento de corte dentro da formação, a qual pode ser controlada por um operador de perfuração controlando-se o assim chamado “peso na broca” (WOB).

[094] Adicionalmente, conforme descrito no Pedido de Patente Provisória N° US 61/535.766 mencionado acima, essas reentrâncias e/ou protuberâncias também podem ser usadas para reduzir adesão de detritos de formação a uma face de corte frontal do elemento de corte, o que pode reduzir a ocorrência de enceramento e manter remoção eficiente de detritos de formação durante o uso na operação de perfuração.

[095] Adicionalmente, a presença dessas reentrâncias e/ou protuberâncias pode permitir o gerenciamento de (por exemplo, redução de) energia térmica dentro do volume de material superabrasivo durante a perfuração, energia térmica que pode resultar em degradação do material superabrasivo. Embora o mecanismo ou mecanismos que resultam nessa redução de energia térmica não sejam totalmente entendidos, atualmente se acredita que a redução de energia térmica pode ser pelo menos parcialmente devida à área de superfície aumentada do volume de material superabrasivo devido à presença de reentrâncias e/ou protuberâncias, e/ou devido à alteração da magnitude e/ou distribuição de forças compressivas e de cisalhamento dentro do volume de diamante policristalino transmitido sobre o mesmo pela formação durante o corte da formação com o elemento de corte, bem como a magnitude e distribuições de tensões residuais no volume de material superabrasivo. Essa alteração da magnitude e/ou distribuição das forças compressivas e de cisalhamento/tensões residuais dentro do volume de diamante policristalino pode resultar da alteração da geometria da interface entre o volume de diamante policristalino e a formação quando a profundidade de corte do elemento de corte resulta em posicionamento das reentrâncias e/ou protuberâncias na interface entre a formação e a face de corte frontal do volume de material supera bra si vo.

[096] As modalidades de elementos de corte da presente descrição podem ser usadas para conseguir uma ou mais das vantagens descritas acima.

[097] Exemplos adicionais não límítantes das Modalidades da presente descrição são mostrados abaixo: Modalidade 1: Um elemento de corte conformado para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: um substrato; um volume de material superabrasivo disposto no substrato, em que o volume de material superabrasivo tem uma face de corte frontal não plana e a superfície de lado lateral; e pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

Modalidade 2: O elemento de corte conformado da Modalidade 1, em que a face de corte frontal não plana tem um formato de redoma. Modalidade 3; O elemento de corte conformado da Modalidade 1 ou Modalidade 2, em que a face de corte frontal não plana tem uma configuração pontiaguda incluindo a superfície de lado lateral geralmente cônica e a extremidade abaulada.

Modalidade 4: O elemento de corte conformado da Modalidade 3, em que a pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo compreendem pelo menos uma reentrância que se estende para o interior da superfície de lado lateral geral mente cônica.

Modalidade 5: O elemento de corte conformado da Modalidade 4, em que a pelo menos uma reentrância que se estende para o interior da superfície de lado lateral geralmente cônica tem uma configuração anular que se estende pelo menos substancialmente em toda a volta de um eixo geométrico central do elemento de corte conformado. Modalidade 6: Um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: um substrato; um volume de material superabrasivo disposto no substrato, em que o volume de material su-perabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo, em que a pelo menos uma dentre uma reentrância e uma protuberância inclui pelo menos um segmento linear que se estende linearmente através da face de corte frontal em uma direção orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

Modalidade 7: O elemento de corte da Modalidade 6, em que a pelo menos uma dentre a reentrância que estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo compreende pelo menos uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal.

Modalidade 8: O elemento de corte da Modalidade 7, em que a pelo menos uma reentrância tem um formato em V.

Modalidade 9: O elemento de corte da Modalidade 7 ou Modalidade 8, em que a pelo menos uma reentrância compreende duas reentrâncias que se estendem pelo menos substancialmente paralelas uma à outra através da face de corte frontal.

Modalidade 10: O elemento de corte de qualquer uma das modalidades 7 a 9, em que a pelo menos uma reentrância compreende uma pluralidade de reentrâncias dispersas pelo menos substancialmente em toda a face de corte frontal do elemento de corte.

Modalidade 11:0 elemento de corte das modalidades 6 a 9, em que o substrato tem pelo menos uma superfície de lado lateral que tem um formato não circular em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

Modalidade 12: O elemento de corte da Modalidade 11, em que a pelo menos uma superfície de lado lateral tem um formato oval ou um formato triangular.

Modalidade 13: Um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: um substrato; um volume de material superabrasivo disposto no substrato, em que o volume de material su-perabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente que se estendem para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente que se estendem para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo. Modalidade 14: O elemento de corte da Modalidade 13, em que a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente são dispersas pelo menos substancialmente em toda a face de corte frontal do elemento de corte.

Modalidade 15: O elemento de corte da Modalidade 13 ou Modalidade 14, em que a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente são dispostas em uma matriz ordenada sobre a face de corte frontal do elemento de corte.

Modalidade 16: O elemento de corte de qualquer uma das modalidades 13 a 15, em que a pelo menos uma dentre uma pluralidade de re- entrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protu-berâncias distintas isoladas lateralmente compreendem uma pluralidade de protuberâncias que se estendem para fora da face de corte frontal, em que cada protuberância da pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente tem um formato de uma parte de uma esfera. Modalidade 17: Um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: um substrato; um volume de material superabrasivo disposto no substrato, em que o volume de material su-perabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e pelo menos uma dentre uma reentrância alongada que se estende para o interior da face de corte frontal e que se estende ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte, e uma protuberância alongada que se estende para fora da face de corte frontal e que se estende ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte.

Modalidade 18: O elemento de corte da Modalidade 17, em que a pelo menos uma dentre uma reentrância alongada e uma protuberância alongada compreende uma protuberância alongada.

Modalidade 19: O elemento de corte da Modalidade 18, em que a protuberância alongada tem uma superfície externa curva.

Modalidade 20: O elemento de corte da Modalidade 1, em que a protuberância alongada tem uma largura crescente ao longo da protuberância alongada na direção que se estende ao longo da protuberância alongada do local próximo ao eixo geométrico central do elemento de corte para a borda periférica lateral do elemento de corte.

Modalidade 21: Um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: um substrato; um volume de material superabrasivo disposto no substrato, em que o volume de material su-perabrasivo tem uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo; e uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo.

Modalidade 22: Elemento de corte, de acordo com a reivindicação 21, em que a reentrância que estende para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo se estende circunferencialmente em volta de uma periferia lateral inteira do volume de material superabrasivo.

Modalidade 23: Uma ferramenta de perfuração de solo que compreende: um corpo de ferramenta; e pelo menos um elemento de corte conforme enumerado em qualquer uma das modalidades 1 a 22 ligado ao corpo de ferramenta.

Modalidade 24: A ferramenta de perfuração de solo da Modalidade 23, em que a ferramenta de perfuração de solo compreende a broca de perfuração giratória de cortador fixo.

Modalidade 25: Um método de formação de um elemento de corte conformado para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: dispor um volume de material superabrasivo sobre um substrato; formar a face de corte frontal não plana e a superfície de lado lateral sobre o volume de material superabrasivo; e formar pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

Modalidade 26: O método da Modalidade 25, em que formar a face de corte frontal não plana compreende formar a face de corte frontal não plana para ter um formato de redoma.

Modalidade 27: O método da Modalidade 25 ou Modalidade 26, em que formar a face de corte frontal não plana compreende formar a face de corte frontal não plana para ter uma configuração pontiaguda incluindo uma superfície de lado lateral geralmente cônica e uma extremidade abaulada.

Modalidade 28: O método da Modalidade 27, em que formar a pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma pro-tuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo compreende formar pelo menos uma reentrância que se estende para o interior da superfície de lado lateral geralmente cônica, Modalidade 29: O método da Modalidade 28, em que formar a pelo menos uma reentrância que se estende para o interior da superfície de lado lateral geralmente cônica compreende formar a pelo menos uma reentrância para ter uma configuração anular que se estende pelo menos substancialmente em toda a volta do eixo geométrico central do elemento de corte conformado.

Modalidade 30: Um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo que compreende: dispor um volume de material superabrasivo disposto sobre um substrato; formar o volume de material superabrasivo para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e formar pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo e formar a pelo menos uma dentre uma reentrância e uma protuberância para incluir pelo menos um segmento linear que se estende line- armente através da face de corte frontal em uma direção orientada pelo menos substancialmente transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

Modalidade 31: O método da Modalidade 30, em que formar a pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e a protube-rância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo compreende formar pelo menos uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal.

Modalidade 32: O método da Modalidade 31, em que formar a pelo menos uma reentrância compreende formar a pelo menos uma reentrância para ter uma forma em V.

Modalidade 33: O método da Modalidade 31 ou Modalidade 32, em que formar a pelo menos uma reentrância compreende formar duas reentrâncias que se estendem pelo menos substancialmente paralelas uma à outra através da face de corte frontal.

Modalidade 34: O método da Modalidade 33, em que formar a pelo menos uma reentrância compreende formar uma pluralidade de reentrâncias dispersas pelo menos substancialmente por toda a face de corte frontal do elemento de corte.

Modalidade 35: O método de qualquer uma das modalidades 30 a Modalidade 34, que compreende ainda formar o substrato para ter pelo menos uma superfície de lado lateral que tem um formato não circular em um plano transversal a um eixo geométrico central do elemento de corte.

Modalidade 36: O método da Modalidade 35, que compreende ainda formar a pelo menos uma superfície de lado lateral do substrato para ter um formato oval ou um formato triangular.

Modalidade 37: Um método de formação de um elemento de corte pa- ra uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: dispor um volume de material superabrasivo sobre um substrato; formar o volume de material superabrasivo para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e formar pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente que se estendem para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente que se estendem para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo.

Modalidade 38: O método da Modalidade 37, em que formar a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente compreende formar a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente para serem dispersas pelo menos substancialmente por toda a face de corte frontal do elemento de corte, Modalidade 39: O método da Modalidade 37 ou Modalidade 38, em que formar a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente compreende dispor a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente em uma matriz ordenada sobre a face de corte frontal do elemento de corte.

Modalidade 40: O método de qualquer uma das modalidades 37 a 39, em que formar a pelo menos uma dentre uma pluralidade de reentrâncias distintas isoladas lateralmente e uma pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente compreende formar uma pluralidade de protuberâncias que se estendem para fora da face de corte fron- tal, em que cada protuberância da pluralidade de protuberâncias distintas isoladas lateralmente tem um formato de uma parte de uma esfera. Modalidade 41: Um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: dispor um volume de material superabrasivo sobre um substrato; formar o volume de material superabrasivo para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; e formar pelo menos uma dentre uma reentrância alongada que se estende para o interior da face de corte frontal e que se estende ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte, e uma protuberância alongada que se estende para fora da face de corte frontal e que se estende ao longo de uma trajetória helicoidal de um local próximo a um eixo geométrico central do elemento de corte para uma borda periférica lateral do elemento de corte.

Modalidade 42: O método da Modalidade 41, em que formar a pelo menos uma dentre uma reentrância alongada e uma protuberância alongada compreende formar uma protuberância alongada.

Modalidade 43: O método da Modalidade 42, em que formar a protuberância alongada compreende formar a protuberância alongada para ter uma superfície externa curva.

Modalidade 44: O método da Modalidade 42 ou Modalidade 43, que compreende ainda formar uma protuberância alongada para ter uma largura crescente ao longo da protuberância alongada em uma direção que se estende ao longo da protuberância alongada do local próximo ao eixo geométrico central do elemento de corte para a borda periférica lateral do elemento de corte.

Modalidade 45: Um método de formação de um elemento de corte para uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: dispor um volume de material superabrasivo sobre um substrato; formar o volu- me de material superabrasivo para ter uma face de corte frontal e uma superfície de lado lateral; formar pelo menos uma dentre uma reentrância que se estende para o interior do volume de material superabrasivo da face de corte frontal e uma protuberância que se estende para fora da face de corte frontal do volume de material superabrasivo; e formar a reentrância que estende para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo.

Modalidade 46: O método da Modalidade 45, que compreende ainda formar a reentrância que estende para o interior do volume de material superabrasivo da superfície de lado lateral do volume de material superabrasivo para se estender circunferencialmente em volta de uma periferia lateral inteira do volume de material superabrasivo.

Modalidade 47; Um método de formação de uma ferramenta de perfuração de solo, que compreende: formar pelo menos um elemento de corte conforme enumerado em qualquer uma das modalidades 25 a 46; e fixar o pelo menos um elemento de corte a um corpo de uma ferramenta de perfuração de solo.

Modalidade 48: O método da Modalidade 47, que compreende ainda selecionar o corpo da ferramenta de perfuração de solo para compreender um corpo da broca de perfuração giratória de cortador fixo.

[098] Embora a descrição acima contenha muitos detalhes, esses não devem ser interpretados como limitantes ao escopo da presente revelação, mas meramente como fornecendo certas modalidades exemplificadoras. Similarmente, podem ser imaginadas outras modalidades da revelação que estão dentro do escopo da presente invenção. Por exemplo, dispositivos descritos no presente documento com referência a uma modalidade também podem ser combinados com dispositivos de outras modalidades descritas no presente documento. O escopo da invenção é, portanto, indicado e limitado apenas pelas reivin- dicações anexas, em vez de pela descrição acima. Todas as adições, exclusões e modificações à invenção, conforme revelada neste documento, que fazem parte do significado e escopo das reivindicações, são abrangidas pela presente invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Elemento de corte conformado (100) para uma ferramenta de perfuração de solo, caracterizado por compreender: um substrato (102); um volume de material superabrasivo (104) disposto no substrato (102), em que o volume de material superabrasivo (104) tem uma face de corte frontal (106) não plana , a face de corte frontal (106) não plana tendo uma configuração pontiaguda que inclui uma superfície lateral cônica e uma extremidade abaulada, o substrato (102) sendo um cilindro que possui um diâmetro máximo inferior a um diâmetro máximo do volume do material superabrasivo, uma interface (108) inteira entre o substrato (102) e o volume do material superabrasivo localizado para trás da superfície lateral cônica da face de corte frontal (106) não plana do volume de material superabrasivo (104) ao longo de um eixo central do elemento de corte conformado; e pelo menos uma reentrância que se estende para a superfície lateral cônica da face de corte não plana do volume de material superabrasivo (104) a partir da face de corte frontal (106).

2. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma reentrância que se estende para dentro da superfície lateral cônica possui uma configuração anular que se estende pelo menos substancialmente em toda a volta do eixo geométrico central do elemento de corte conformado.

3. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície lateral cônica e a extremidade abaulada definem a cara de corte frontal do elemento de corte em forma.

4. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma reen- trância que se estende para dentro do volume de material de supera-brasivo a partir da face de corte frontal (106) compreende uma primeira superfície em reentrância (132) e uma segunda superfície em reentrância (134) definida na superfície lateral cônica do volume de material superabrasivo (104).

5. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira superfície em reentrância (132) e a segunda superfície em reentrância (134) é arqueada e côncava.

6. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeiro superfície em reentrância (132) e a segunda superfície em reentrância (134) se estende de modo circunferencial inteiramente em torno do elemento de corte em torno de um eixo central do elemento de corte.

7. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma reentrância é definida por uma superfície em reentrância arqueada e côncava.

8. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a superfície em reentrância se estende de modo circunferencial inteiramente em torno do elemento de corte em torno de um eixo central do elemento de corte.

9. Elemento de corte conformado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma reentrância se estende de modo circunferencial inteiramente em torno do elemento de corte em torno de um eixo central do elemento de corte.