BR112015014412B1

BR112015014412B1 - Seção de corte giratória em torno de um eixo de rotação em uma direção de rotação

Info

Publication number: BR112015014412B1
Application number: BR112015014412-8A
Authority: BR
Inventors: Matthaeus Hoop
Original assignee: Hilti Aktiengesellschaft
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2021-12-07
Also published as: EP2745964A1; EP2934797A1; JP6313330B2; WO2014096359A1; RU2657891C2; JP2016502007A; KR102265352B1; CN104955597B; KR20170117240A; EP2934797B1; BR112015014412A2; KR20150092309A; EP2934797C0; RU2015129608A; CN104955597A; US20150343539A1; CN110593775A; US10081062B2; KR20190119675A

Abstract

seção de corte para uma coroa de perfuração. a presente invenção refere-se a uma seção de corte (11) que é giratória em torno de um eixo de rotação (22) em uma direção de rotação (21), apresentando: uma seção anelar (13), um ou mais elementos de corte (14), que estão fixados a uma primeira extremidade da seção anelar (13), e um elemento de inserção (15) que, em uma extremidade voltada em direção oposta aos elementos de corte (14), está ligado com a seção anelar (13). o elemento de inserção (15) apresenta no mínimo um rebaixo em forma de fenda (26) com uma fenda transversal (33) e uma fenda de ligação (34), sendo que a fenda transversal (33) está disposta perpendicularmente ao eixo de rotação (22) e, através da fenda de ligação (34), está ligada com uma aresta superior (35) do elemento de inserção (15).

Description

Campo da Técnica

[001] A presente invenção refere-se a uma seção de corte para uma coroa de perfuração.

Estado da Técnica

[002] A US 3,888,320 evidencia uma seção de corte que pode ser ligada, através de uma ligação de inserção e de rotação removível, com uma seção de haste de perfuração para formar uma coroa de perfuração. A coroa de perfuração é fixada em um encaixe de ferramenta de uma furadeira de núcleo e durante a operação de perfuração é acionada pela furadeira de núcleo em uma direção de rotação em torno de um eixo de rotação. A seção de corte inclui uma seção anelar, vários elementos de corte, que, em uma extremidade, estão ligados com a seção anelar, e um elemento de inserção externo que, em uma segunda extremidade voltada em sentido oposto aos elementos de corte, está ligado com a seção anelar. A seção de haste de perfuração inclui uma haste de perfuração cilíndrica, que, em uma extremidade voltada para a seção de corte, apresenta um elemento de inserção interno. O elemento de inserção interno e o elemento de inserção externo formam uma ligação de inserção em uma direção de inserção paralelamente a eixo de rotação. O elemento de inserção externo apresenta, no lado interno, vários elementos de pino, que estão dirigidos radialmente para dentro em um plano perpendicularmente ao eixo de rotação. O elemento de inserção interno apresenta vários rebaixos em forma de fendas em forma de L, nos quais são introduzidos os elementos de pino. Os rebaixos em forma de L consistem em uma fenda transversal que se estende perpendicularmente ao eixo de rotação, e em uma fenda de ligação que se estende paralelamente ao eixo de rotação e liga a fenda transversal com uma aresta inferior do elemento de inserção interno. O elemento de inserção da seção de haste de perfuração está projetado aberto na região das fendas de ligação. Os elementos de pino, que estão fixados na seção de corte, são introduzidos através da fenda de ligação.

[003] Uma desvantagem da seção de corte conhecida revela-se quando a seção de corte entalar no subsolo. No caso de brocas de núcleo ocorre geralmente que a seção de corte entala durante a perfuração no subsolo e tem que ser solta pelo usuário. Para a soltura da seção de corte entalada, no caso de furadeiras de núcleo conduzidas com suporte, a coroa de perfuração é acionada contra a direção de rotação e a partir do suporte de perfuração é exercida uma força de tração, dirigida contra a direção de perfuração, sobre a coroa de perfuração. O usuário tenta libertar a seção de corte para fora do subsolo através de rotação manual com ajuda de uma chave de ferramenta e, ao mesmo tempo, através de puxamento com ajuda do suporte de perfuração. No caso dos rebaixos em forma de L da seção de corte conhecida, há o risco de que o usuário gire a seção de haste de perfuração em torno do eixo de rotação, até que o elemento de pino se choque contra a fenda de ligação, e, ao mesmo tempo, acione a roda manual do suporte de perfuração, de tal modo que o elemento de pino seja movido para fora da fenda de ligação. Tão logo a ligação de inserção e de rotação entre a seção de corte e a seção de haste de perfuração esteja solta, é preciso que a seção de corte seja liberada do subsolo de outra forma, como, por exemplo, através de remoção do subsolo.

Descrição da Invenção

[004] O objetivo da presente invenção consiste em desenvolver uma seção de corte substituível para uma coroa de perfuração, na qual se encontre reduzido o risco de que durante a remoção de uma coroa de perfuração entalada para fora do subsolo, a ligação se abra involuntariamente e a seção de haste de perfuração seja removida do subsolo sem a seção de corte. Além disso, pretende-se aumentar a estabilidade da seção de corte durante a perfuração e a resistência da seção de corte em relação a um esforço de tração através de um suporte de perfuração.

[005] Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção na seção de corte mencionada ao início, através das características da presente invenção. Configurações vantajosas resultam das concretizações.

[006] De acordo com a invenção, é previsto que o elemento de inserção apresente no mínimo um rebaixo em forma de fenda com uma fenda transversal e uma fenda de ligação, sendo que a fenda transversal está disposta perpendicularmente ao eixo de rotação e, através da fenda de ligação, está ligada com uma aresta superior do elemento de inserção. O elemento de inserção da seção de corte está projetado aberto na região das fendas de ligação. Os elementos de pino, que estão fixados na seção de haste de perfuração, são introduzidos pela fenda de ligação, sendo que a fenda de ligação pode ser disposta paralelamente ou inclinadamente em relação ao eixo de rotação. A transmissão de momento de rotação do elemento de pino para o elemento de inserção ocorre na fenda transversal.

[007] A seção de coroa de perfuração, que apresenta os rebaixos em forma de fendas, é mais suscetível a uma deformação por esforço de tração do que a seção de coroa de perfuração, na qual estão fixados os elementos de pino. A disposição dos rebaixos em forma de fendas na seção de corte substituível tem a vantagem de que a seção de coroa de perfuração mais instável é substituída. A seção de corte de acordo com a invenção apresenta uma maior estabilidade e uma maior resistência em relação a um esforço de tração.

[008] De preferência, o elemento de inserção apresenta três ou mais rebaixos em forma de fendas. Esses rebaixos em forma de fendas estão distribuídos, de preferência, uniformemente em torno da seção de corte. Devido à distribuição uniforme dos rebaixos em forma de fendas não ocorre nenhuma associação entre os elementos de pino e os rebaixos e pode-se introduzir um elemento de pino em cada rebaixo.

[009] Em uma forma de execução preferencial, o elemento de inserção apresenta um diâmetro externo e interno perpendicularmente ao eixo de rotação e se estende paralelamente ao eixo de rotação por um dado comprimento. O elemento de inserção anelar possibilita a configuração de uma ligação de inserção com um elemento de inserção interno e um elemento de inserção externo. De preferência, o elemento de inserção interno é previsto na seção de haste de perfuração e o elemento de inserção externo é previsto na seção de corte. Devido à disposição dos rebaixos em forma de fendas no elemento de inserção externo e à disposição dos elementos de pino no elemento de inserção interno, a coroa de perfuração pode ser projetada de modo vedado no lado interno e é possível impedir a condução indevida de um meio de refrigeração e de lavagem. O meio de refrigeração e de lavagem fornecido, por exemplo, através da extremidade de inserção da coroa de perfuração, no caso de uma coroa de perfuração vedada, corre totalmente junto ao ponto de processamento e cuida para que haja um resfriamento dos elementos de corte e uma remoção dos restos de perfuração. Além disso, a seção de corte de acordo com a invenção possibilita que o usuário possa monitorar a abertura e o fechamento da ligação de inserção e de rotação. Esse monitoramento não é possível ou só é possível de forma limitada quando os rebaixos em forma de fendas forem previstos no elemento de inserção interno.

[0010] Particularmente de preferência, o comprimento do elemento de inserção comporta no mínimo 18 mm. No caso de um comprimento mínimo de 18 mm para o elemento de inserção, garante-se uma resistência de estabilidade suficiente da seção de corte. Os rebaixos em forma de fendas podem ser posicionados no elemento de inserção, a uma altura em que a seção de corte fique estável com resistência em relação aos esforços de tração que ocorrem ao se liberar uma coroa de perfuração entalada com ajuda de um suporte de perfuração.

[0011] Nesse caso, particularmente de preferência, o comprimento do elemento de inserção não é maior do que 28 mm. Até um comprimento de 28 mm para o elemento de inserção melhora-se a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de carga. Comprimentos maiores para o elemento de inserção não possuem nenhuma influência ou apenas uma pequena influência sobre a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração e levam apenas a maiores gastos com material e com processamento.

[0012] De preferência, a fenda transversal apresenta uma distância inferior em relação à seção anelar de pelo menos 3 mm, paralelamente ao eixo de rotação. No caso de uma distância mínima de 3 mm garante- se uma resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração ao se liberar uma coroa de perfuração com ajuda de um suporte de perfuração.

[0013] Nesse caso, particularmente de preferência, a distância inferior da fenda transversal em relação à seção anelar não é maior do que 5 mm. Até uma distância de 5 mm melhora-se a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração. Distâncias maiores não têm nenhuma influência ou têm apenas uma pequena influência sobre a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração e levam apenas a maiores custos com material e processamento.

[0014] Em uma forma de desenvolvimento da seção de corte, a fenda transversal apresenta uma região de arrasto e uma região de segurança, sendo que a região de arrasto, sobre um lado da fenda de ligação voltado para a direção de rotação, está ligada com a fenda de ligação, e a região de segurança, sobre um lado da fenda de ligação voltado em sentido oposto à direção de rotação, está ligada com a fenda de ligação. A transmissão de momento de rotação da seção de haste de perfuração para a seção de corte ocorre através dos elementos de pino e da região de arrasto. Sobre o lado da fenda de ligação oposto à região de arrasto fica disposta a região de segurança. A região de segurança reduz o risco de que ao se liberar uma seção de corte entalada para fora do subsolo, a ligação de inserção e de rotação entre a seção de haste de perfuração e a seção de corte seja aberta involuntariamente. O usuário tenta liberar do subsolo a seção de corte entalada, através de rotação da seção de haste de perfuração com ajuda de uma chave de ferramenta em torno do eixo de rotação e, ao mesmo tempo, puxando com ajuda do suporte de perfuração. A prática mostrou que o usuário puxa na seção de haste de perfuração principalmente quando o elemento de pino se choca contra a fenda transversal. Quando o elemento de pino se choca com a região de arrasto ou com a região de segurança, não há nenhum risco de que se abra a ligação de inserção e de rotação. No caso da seção de corte de acordo com a invenção, a ligação de inserção e de rotação só será aberta, então, quando o usuário puxar na seção de haste de perfuração precisamente no momento em que o elemento de pino se encontrar por cima da fenda de ligação. O risco de abrir involuntariamente a ligação de inserção e de rotação é nitidamente reduzido em comparação com rebaixos em forma de fendas em forma de L.

[0015] Em uma primeira variante preferencial, a largura da região de arrasto e a largura da região de segurança coincidem mutuamente. Nesse caso, a região de arrasto e a região de segurança apresentam, de preferência, uma largura mínima de raio de pino de mais 1,5 mm e uma largura máxima de raio de pino de mais 3 mm. Essa forma de execução é apropriada principalmente para seções de corte com grandes diâmetros, nas quais é pequena a fração de fendas transversais na circunferência.

[0016] Em uma segunda variante preferencial, a largura da região de arrasto é maior do que a largura da região de segurança. Nesse caso, a região de arrasto e a região de segurança apresentam, de preferência, uma largura mínima de raio de pino de mais 1,5 mm e uma largura máxima de raio de pino de mais 3 mm. Essa forma de execução é apropriada principalmente para seções de corte com pequenos diâmetros, nas quais é grande a fração de fendas transversais na circunferência.

[0017] De preferência, a altura da fenda de ligação, paralelamente ao eixo de rotação da seção de corte, comporta no mínimo 10 mm. No caso de uma altura de pelo menos 10 mm, garante-se uma resistência de estabilidade suficiente da seção de corte em relação a um esforço de tração através de um suporte de perfuração.

[0018] Nesse caso, particularmente de preferência, a altura da fenda de ligação, paralelamente ao eixo de rotação, não é maior do que 13 mm. Até uma altura de 13 mm melhora a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração através de um suporte de perfuração. Alturas maiores não têm nenhuma influência ou têm apenas uma influência pequena sobre a resistência de estabilidade da seção de corte em relação a um esforço de tração através de um suporte de perfuração e levam tão somente a maiores custos com material e processamento.

[0019] Em uma forma de desenvolvimento da seção de corte, a seção anelar apresenta uma seção de guia, sendo que a seção de guia, paralelamente ao eixo de rotação, conecta-se alinhadamente a uma aresta externa, uma aresta interna ou a uma aresta externa e interna dos elementos de corte. Devido à conexão alinhada da seção de guia aos elementos de corte, a seção de guia forma, durante a perfuração, uma guia para os elementos de corte e estabiliza os elementos de corte. Nesse caso, a condução pode ocorre no lado externo da seção através do subsolo que circunda o orifício de perfuração ou no lado interno da seção de corte através do núcleo de perfuração.

[0020] De preferência, o comprimento da seção de guia paralelamente ao eixo de rotação é menor do que 4 mm. Uma seção de guia que é menor do que 4 mm não impede o fornecimento de meio de refrigeração e de lavagem ou pelo menos não o faz substancialmente.

[0021] Em uma forma preferencial de execução da seção de corte, o elemento de inserção externo apresenta uma ranhura que está disposta em direção axial na altura dos rebaixos em forma de fendas. Por direção axial define-se uma direção paralela ao eixo de rotação da seção de corte. A ranhura pode formar uma ligação pelo ajuste de formas em direção axial com um nariz que se acha incorporado ao elemento de inserção interno de uma seção de haste de perfuração. Através da ligação adicional pelo ajuste de formas entre a seção de haste de perfuração e a seção de corte pode-se reduzir ainda mais o risco de que se abra involuntariamente a ligação removível entre a seção de haste de perfuração e a seção de corte, ao ocorrer a remoção de uma coroa de perfuração entalada para fora do subsolo.

[0022] Entre os rebaixos em forma de fendas do elemento de inserção externo formam-se seções que revelam uma ação de molejo. A ação de molejo pode ser ajustada através da quantidade e da altura axial dos rebaixos em forma de fendas e do comprimento do elemento de inserção externo. Para separar a seção de haste de perfuração da seção de corte, uma força é exercida em direção axial sobre a superfície frontal do elemento de inserção externo com ajuda de uma ferramenta. Através da ação da força, a seção elástica do elemento de inserção externo é deslocada e a ligação pelo ajuste de formas entre nariz e ranhura pode ser desfeita.

[0023] Particularmente de preferência, a ranhura é projetada em forma anelar e é disposta em um plano perpendicularmente ao eixo de rotação. Uma ranhura projetada em forma anelar, que esteja disposta na altura dos rebaixos em forma de fendas, apoia a ação de molejo das seções do elemento de inserção externo entre os rebaixos em forma de fendas.

Exemplos de Execução

[0024] Exemplos de execução da invenção serão descritos, a seguir, com base no desenho. Este não representa necessariamente os exemplos de execução em escala; em vez disso, onde for útil para o entendimento, o desenho será exposto em forma esquemática e/ou levemente deformada. No que se refere a complementações dos ensinamentos reconhecíveis a partir diretamente do desenho, cabe se remeter ao respectivo estado da técnica. Nesse caso deve-se levar em conta que é possível efetuar múltiplas modificações e alterações no que se refere à forma e ao detalhe de uma forma de execução, sem se desviar da ideia geral da invenção. As características da invenção evidenciadas na parte descritiva, no desenho e, também, nas concretizações podem ser essenciais para o desdobramento da invenção, tanto separadamente, como em qualquer combinação. Além disso, caem no âmbito da invenção todas as combinações de pelo menos duas das características evidenciadas na parte descritiva, no desenho e/ou nas concretizações. A ideia geral da invenção não se limita à forma exata ou ao detalhe da forma de execução preferencial mostrada e descrita a seguir ou não se acha limitada a um objeto que seria limitado em comparação com o objeto reivindicado nas concretizações. Em faixas de dimensões dadas, os valores localizados também dentro dos limites mencionados devem poder ser empregados e reivindicados de um modo qualquer e evidente. Para facilitar o entendimento, a seguir, para as peças idênticas ou similares ou peças com funções idênticas ou similares serão empregados números de referência iguais.

[0025] Mostram-se:

[0026] Figuras 1A, 1B: uma seção de corte de acordo com a invenção, que pode ser ligada com uma seção de haste de perfuração por meio de uma ligação de inserção e de rotação, no estado não ligado (Figura 1A) e no estado ligado (Figura 1B);

[0027] Figuras 2A, 2B: a seção de corte em um corte longitudinal ao longo do plano de corte A-A na figura 1A (Figura 2A) e o elemento de inserção da seção de corte em representação ampliada (Figura 2B);

[0028] Figura 3: a seção de corte em um corte longitudinal ao longo do plano de corte B-B na figura 1;

[0029] Figura 4: uma forma alternativa de execução de uma seção de corte de acordo com a invenção, que pode ser ligada com uma seção de haste de perfuração através de uma ligação adicional pelo ajuste de formas.

[0030] As figuras 1A, 1B mostram uma coroa de perfuração 10 constituída por uma seção de corte 11 de acordo com a invenção, a qual pode ser ligada com uma seção de haste de perfuração 12 através de uma ligação de inserção e rotação removível. Nesse caso, a figura 1A mostra a seção de corte 11 e a seção de haste de perfuração 12 no estado não ligado, com a ligação de inserção e rotação aberta, e a figura 1B mostra a seção de corte 11, que está ligada com a seção de haste de perfuração 12 através da ligação de inserção e rotação.

[0031] A seção de corte 11 inclui uma seção anelar 13, que, em uma primeira extremidade, está ligada com vários elementos de corte 14 e, em uma segunda extremidade, apresenta um primeiro elemento de conexão 15. Nesse caso, o primeiro elemento de inserção está projetado como elemento de inserção externo 15. Os elementos de corte 14 estão fundidos, soldados ou aparafusados com a seção anelar 13 ou estão fixados de uma outra maneira apropriada na seção anelar 13. Em vez de apresentar vários elementos de corte 14, a seção de corte 11 também pode apresentar um único elemento de corte projetado como manga de corte, a qual fica ligada com a seção anelar 13. A seção de corte 11 apresenta, perpendicularmente ao eixo de rotação 22, uma seção transversal circular; alternativamente as seções de corte de acordo com a invenção podem apresentar outras seções transversais apropriadas, como, por exemplo, uma seção transversal poligonal.

[0032] A seção de haste de perfuração 12 inclui uma haste de perfuração cilíndrica 16, que, em uma extremidade voltada para a seção de corte 11, apresenta um segundo elemento de corte 17 e, em uma extremidade voltada em sentido oposto à seção de corte 11, está ligada com uma seção de recepção 18. Nesse caso, o segundo elemento de inserção está projetado como elemento de inserção interno 17. A seção de recepção 18 inclui uma tampa 19 e uma extremidade de inserção 20. A coroa de perfuração 10 é fixada, através da extremidade de inserção 20, no receptáculo de ferramenta de uma furadeira de núcleo. Durante a operação de perfuração, a coroa de perfuração 10 é acionada pela furadeira de núcleo em uma direção de rotação 21 em torno de um eixo de rotação 22 e é movida em uma direção de perfuração 23 paralelamente ao eixo de rotação 22 para dentro do subsolo a ser trabalhado. Durante a operação de perfuração, o eixo de rotação 22 estende-se coaxialmente a um eixo longitudinal da seção de haste de perfuração 12 e a um eixo longitudinal da seção de corte 11.

[0033] A seção de corte 11 está ligada com a seção de haste de perfuração 12 através de uma ligação de inserção e rotação 24 (Figura 1B). Por "ligação de inserção e rotação"designa-se as ligações de dois elementos de ligação, que formam uma ligação de inserção ao menos em uma direção, sendo que os elementos de ligação inseridos são ligados adicionalmente através de uma ligação de rotação. Nesse caso, a ligação de inserção e a ligação de rotação podem ser fechadas sucessivamente ou simultaneamente.

[0034] A seção de corte 11 é inserida, com o elemento de inserção externo 15, sobre o elemento de inserção interno 17 da seção de haste de perfuração 12, sendo que a direção de inserção da ligação de inserção decorre paralelamente ao eixo de rotação 22. A ligação de rotação abrange seis elementos de pino 25, que são introduzidos em seis rebaixos 26 em forma de fendas. Os seis elementos de pino 25 estão fixados no lado externo 27 do elemento de inserção interno 17 e os seis rebaixos 26 em forma de fendas são previstos no elemento de inserção externo 15. Os elementos de pino 25 e os rebaixos 26 estão distribuídos uniformemente em torno do eixo de rotação 22. Devido à distribuição uniforme não ocorre nenhuma alocação entre os elementos de pino 25 e os rebaixos 26, e um elemento de pino 25 pode ser introduzido em qualquer rebaixo 26.

[0035] As figuras 2A, 2B mostram a seção de corte 11 em um corte longitudinal paralelamente ao plano do desenho da figura 1A. Nesse caso, a figura 2A mostra toda a seção de corte 11 e a figura 2B mostra um rebaixo 26 em forma de fenda no elemento de inserção externo 15, em uma escala ampliada.

[0036] A seção de corte 11 inclui a seção anelar 13, os elementos de corte 14 e o elemento de inserção externo 15. A seção anelar 13 e o elemento de inserção externo 15 estão projetados em forma monolítica na forma de execução mostrada. Alternativamente à configuração monolítica, o elemento de inserção externo 15 pode ser projetado como peça separada e, em seguida, pode ser ligado com a seção anelar 13. Os elementos de corte 14 estão dispostos em um plano perpendicularmente ao eixo de rotação 22, em forma de anel em torno da seção anelar 13 e apresentam, respectivamente, uma aresta externa 31 e uma aresta interna 32. As arestas externas 31 dos elementos de corte 14 formam um círculo externo com um diâmetro externo Da, e as arestas internas 42 formam um círculo interno com um diâmetro interno Di. O elemento de inserção externo 15 apresenta, perpendicularmente ao eixo de rotação 22, um diâmetro externo d1,a e um diâmetro interno d1,i.

[0037] Figura 2B mostra um rebaixo 26 em forma de fenda no elemento de inserção externo 15, em escala ampliada. O rebaixo 26 em forma de fenda consiste em uma fenda transversal 33, que está disposta perpendicularmente ao eixo de rotação 22, e em uma fenda de ligação 34 que está disposta paralelamente ao eixo de rotação 22. A fenda de ligação 34 liga a fenda transversal 33 com uma aresta superior 35 do elemento de inserção externo 15, o qual está projetado aberto na aresta superior 35, na região da fenda de ligação 34. Os elementos de pino 25 da seção de haste de perfuração 12 são introduzidos, através da fenda de ligação 34, no rebaixo 26 em forma de fenda e são deslocados para a fenda transversal 33 através de uma rotação em torno do eixo de rotação 22. A transmissão de momento de rotação do elemento de pino 25 para o elemento de inserção externo 15 ocorre na fenda transversal 33.

[0038] Paralelamente ao eixo longitudinal 22, o elemento de inserção externo 15 apresenta um comprimento l1 e, perpendicularmente ao eixo longitudinal 22, apresenta uma largura b1 (figura 3). Perpendicularmente ao eixo longitudinal 22, a fenda transversal 33 apresenta uma largura B e, paralelamente ao eixo longitudinal 22, apresenta uma altura H. Perpendicularmente ao eixo longitudinal 22, a fenda de ligação 34 apresenta uma largura b e, paralelamente ao eixo longitudinal 22, apresenta uma altura h. A largura b da fenda ligação 34 é maior do que o diâmetro de pino dos elementos de pino 25, de tal modo que os elementos de pino 25 podem ser facilmente introduzidos na fenda de ligação 34. Nesse caso, a introdução dos elementos de pino 25 pode ser facilitada através de uma chanfradura de introdução 36 na aresta superior 35. A altura h da fenda de ligação 34 é escolhida de tal modo que a seção de corte 11 apresente uma resistência de estabilidade suficiente em relação a esforços de tração durante a liberação de uma coroa de perfuração entalada. Se a altura h for escolhida muito pequena, então haverá o risco de uma deformação do elemento de inserção externo 15.

[0039] Paralelamente ao eixo longitudinal 22, a fenda transversal 33 apresenta uma distância inferior A1,u em relação à seção anelar 13 e uma distância superior em relação à aresta superior 35, sendo que a distância superior corresponde à altura h da fenda de ligação 34. A distância inferior A1,u em relação à seção anelar 13 é escolhida de tal modo que a seção de corte 11 apresente uma resistência de estabilidade suficiente em relação a esforços de tração através de um suporte de perfuração. Se a distância inferior A1,u for escolhida muito pequena, então haverá o risco de uma deformação do elemento de inserção externo 15.

[0040] A fenda transversal 33 abrange uma região de arrasto 37, uma região de segurança 38 e uma região de transição 39. A região de arrasto 37 e a região de segurança 38 estão dispostas sobre diferentes lados da fenda de ligação 34 em relação à direção de rotação 21 da seção de corte 11, sendo que a região de arrasto e a região de segurança 37, 38 estão ligadas com a fenda de ligação 34 através da região de transição 39. A região de arrasto 37 está ligada com a fenda de ligação 34 sobre o lado da fenda de ligação 34 voltado para a direção de rotação 21, e a região de segurança 38 está ligada com a fenda de ligação 34 sobre o lado da fenda de ligação 34 voltado no sentido oposto à direção de rotação 21. A transmissão de momento de rotação da seção de haste de perfuração 12 para a seção de corte 11 ocorre através dos elementos de pino 25 e da região de arrasto 37. A região de segurança 38 reduz o risco de que, durante a soltura de uma coroa de perfuração entalada para fora do subsolo, não se abra involuntariamente a ligação de inserção e rotação 24 entre a seção de haste de perfuração 12 e a seção de corte 11.

[0041] Perpendicularmente ao eixo longitudinal 22, a região de arrasto 37 apresenta uma largura B1; a altura da região de arrasto 37 corresponde à altura H da fenda transversal 33. Perpendicularmente ao eixo longitudinal 22, a região de segurança 38 apresenta uma largura B2; a altura da região de segurança 38 corresponde à altura H da fenda transversal 33. As larguras B1, B2 da região de arrasto 37 e da região de segurança 38 são escolhidas de tal modo que os elementos de pino 25 sejam retidos e não se rompam no caso de um esforço de tração na fenda transversal 33.

[0042] A figura 3 mostra a seção de corte 11 em um corte longitudinal ao longo do plano de corte A-A na figura 1A. A seção de corte 11 abrange a seção anelar 13, os elementos de corte 14 e o elemento de inserção externo 15.

[0043] Os elementos de corte 14 são construídos a partir de uma zona matriz 41 e uma zona neutra 42, sendo que a zona matriz 41 é constituída por material em pó misturado com partículas de corte e a zona neutra 42 é constituída por um material em pó soldável sem partículas de corte. A construção em duas partes dos elementos de corte 14 é necessária para se poder soldar os elementos de corte 14 com a seção anelar 13, A seção anelar 13 se conecta alinhadamente à aresta interna 32 do elemento de corte 14 e apresenta um ressalto para trás 43 em relação à aresta externa 31 do elemento de corte 14.

[0044] No lado interno, a seção anelar 13 abrange uma seção de guia 44 e uma seção de remoção de núcleo 45. A seção de remoção de núcleo 45 apresenta um diâmetro interno que diminui na direção dos elementos de corte 14; a superfície inclinada da seção de remoção de núcleo 45 reforça a remoção do núcleo de perfuração. A seção de guia 44 conecta-se alinhadamente ao elemento de corte 14 forma uma guia para os elementos de corte 14 durante a perfuração; paralelamente ao eixo longitudinal 22, a seção de guia 44 apresenta um comprimento m. Alternativamente à guia no lado interno da coroa de perfuração 10, a seção de guia pode ser disposta no lado externo ou no lado externo e no lado interno. O comprimento m da seção de guia 44 é menor do que 4 mm. Uma seção de guia 44, que é menor do que 4 mm, não impede o fornecimento de um meio de refrigeração e de lavagem ou pelo menos não o impede substancialmente.

[0045] O elemento de inserção externo 15 abrange uma superfície de cobertura externa 46, uma superfície de cobertura interna 47 e uma superfície frontal 48. Na transição da seção anelar 13 para o elemento de inserção externo 15 encontra-se um ressalto de batente anelar 49. Na seção de corte 11 mostrada na figura 3, o elemento de inserção externo 15 apresenta adicionalmente uma superfície externa inclinada 50, cujo diâmetro aumenta na direção dos elementos de corte 14.

[0046] A figura 5 mostra outra coroa de perfuração 60, constituída por uma seção de corte 61 de acordo com a invenção, a qual pode ser ligada com uma seção de haste de perfuração 72 através de uma ligação de inserção e de rotação removível. A coroa de perfuração 60 difere da coroa de perfuração 10 pelo fato de que em direção axial é prevista uma ligação adicional pelo ajuste de formas, a qual dificulta uma soltura involuntária da seção de corte 61 da seção de haste de perfuração 62.

[0047] Além do elemento de inserção externo 15 e dos rebaixos em forma de fendas 26, a seção de corte 61 apresenta um primeiro dispositivo de ligação 63, e a seção de haste de perfuração 62 apresenta um segundo dispositivo de ligação 64 além do elemento de inserção interno 17 e dos elementos de pino 25. O primeiro dispositivo de ligação 63 abrange uma ranhura 65, que está disposta no lado interno 47 do elemento de inserção externo 15. O segundo dispositivo de ligação 64 inclui um nariz 66 que está disposto no elemento de inserção interno 17 e se estende radialmente para fora. No estado ligado da coroa de perfuração 60, o nariz 66 e a ranhura 65 formam, na direção axial, isto é, na direção de perfuração 23, uma ligação pelo ajuste de formas entre a seção de corte 61 e a seção de haste de perfuração 62. A seção de corte 61 está protegida por meio do nariz 66 e da ranhura 65 contra uma remoção da seção de haste de perfuração 62 da seção de corte 61.

[0048] O nariz 66 está disposto em direção axial entre os elementos de pino 25 e a haste de perfuração 16. Para remover a seção de haste de perfuração 62 da seção de corte 61, uma força é exercida com ajuda de uma ferramenta sobre a superfície frontal do elemento de inserção externo 15. Devido à ação da força, a seção elástica do elemento de inserção externo 15 é deslocada e se pode desfazer a ligação pelo ajuste de formas entre o nariz 66 e a ranhura 65. A ranhura 65 está projetada em forma anelar e está disposta em um plano perpendicularmente ao eixo de rotação 22. Uma ranhura projetada em forma anelar, que esteja disposta em direção axial na altura dos rebaixos 26 em forma de fendas, reforça a ação de mola das seções do elemento de inserção externo 15 entre os rebaixos 26 em forma de fendas.

[0049] A força de retenção, que retém o nariz 66 e a ranhura 65, pode ser adaptada através da geometria do nariz 66 e da ranhura 65. O engate do nariz 66 na ranhura 65 deve ser o mais confortável possível para o usuário; uma superfície inclinada facilita o engate. Como parâmetros geométricos para o ajuste da força de retenção são apropriadas, por exemplo, a altura radial do nariz 66, isto é, a altura em direção radial, a superfície de contato entre o nariz 66 e o elemento de inserção interno 17, e o ângulo de inclinação.

Claims

1. Seção de corte (11; 61) giratória em torno de um eixo de rotação (22) em uma direção de rotação (21), compreendendo - uma seção anelar (13) possuindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, - um ou mais elementos de corte (14) fixados na primeira extremidade da seção anelar (13), sendo que os elementos de corte (14) são ligados à primeira extremidade da seção anelar (13), - um elemento de inserção (15) que está disposto na segunda extremidade da seção anelar (13), a segunda extremidade estando voltada em direção oposta aos elementos de corte (14), e o elemento de inserção (15) está ligado com a segunda extremidade da seção anelar (13), e - um ressalto de batente anelar (49) que está localizado em uma transição da seção anelar (13) para o elemento de inserção (15), sendo que o elemento de inserção (15) compreende pelo menos um rebaixo em forma de fenda (26) com uma fenda transversal (33) e uma fenda de ligação (34), sendo que a fenda transversal (33) está disposta perpendicularmente ao eixo de rotação (22) e, através da fenda de ligação (34), está ligada com uma aresta superior (35) do elemento de inserção (15), caracterizada pelo fato de que o elemento de inserção (15) apresenta uma ranhura (65), que está disposta em direção axial na altura dos rebaixos (26) em forma de fendas.

2. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de inserção (15) apresenta três ou mais rebaixos (26) em forma de fendas.

3. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de inserção (15) apresenta, perpendicularmente ao eixo de rotação (22), um diâmetro externo e um diâmetro interno (d1, a, d1, i) e se estende paralelamente ao eixo de rotação (22) por um comprimento (l1).

4. Seção de corte de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o comprimento (l1) do elemento de inserção (15) é de pelo menos 18 mm.

5. Seção de corte de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o comprimento (l1) do elemento de inserção (15) é no máximo 28 mm.

6. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fenda transversal (33), paralelamente ao eixo de rotação (22), apresenta uma distância inferior (A1,u) em relação à seção anelar (13) de pelo menos 3 mm.

7. Seção de corte de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a distância inferior (A1,u) da fenda transversal (33) em relação à seção anelar (13) é no máximo 5 mm.

8. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fenda transversal (33) apresenta uma região de arrasto (37) e uma região de segurança (38), sendo que a região de arrasto (37) está ligada com a fenda de ligação (34) sobre um lado voltado para a direção de rotação (21) e a região de segurança (38) está ligada com a fenda de ligação (34) sobre um lado da fenda de ligação (34) voltado no sentido oposto à direção de rotação (21).

9. Seção de corte de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a largura (B1) da região de arrasto (37) e a largura (B2) da região de segurança (38) coincidem.

10. Seção de corte de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a largura (B1) da região de arrasto (37) é maior do que a largura (B2) da região de segurança (38).

11. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a altura (h) da fenda de ligação (34), paralelamente ao eixo de rotação (22), é de pelo menos 10 mm.

12. Seção de corte de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a altura (h) da fenda de ligação (34), paralelamente ao eixo de rotação (22), é no máximo 13 mm.

13. Seção de corte de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção anelar (13) apresenta uma seção de guia (44), sendo que a seção de guia (44), paralelamente ao eixo longitudinal (22), conecta-se alinhadamente a uma aresta externa (31), a uma aresta interna (32) ou a uma aresta externa e interna (31, 32) dos elementos de corte (14).

14. Seção de corte de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o comprimento (m) da seção de guia (44), paralelamente ao eixo de rotação (22), é menor do que 4 mm.

15. Seção de corte de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a ranhura (65) está projetada em forma anelar e está disposta em um plano perpendicularmente ao eixo de rotação (22).

16. Seção de corte de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de inserção (15) compreende uma superfície de cobertura externa (46) e uma superfície de cobertura interna (47) e sendo que a ranhura (65) está disposta na superfície de cobertura interna (47) do elemento de inserção (15).