ES2308627T3 - Punta de perforacion. - Google Patents

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Abstract

Una punta de perforación para una perforadora de terreno con una placa de base (20), al menos dos placas dobladas (12), que se fijan en la placa de base (20), que se extienden desde un eje de perforación (14) radialmente hacia el exterior y cuya altura axial disminuye radialmente hacia el exterior y un elemento central (16) que se dispone de forma coaxial con respecto al eje de perforación (14) sobre la placa de base (20), caracterizado porque las placas (12) son segmentos de un tubo cilíndrico y tienen el mismo radio de curvatura y porque las placas (12) limitan con el elemento central (16) y el elemento central (16) sirve para la fijación de las placas dobladas (12).

Description

Punta de perforación.
La invención se refiere a una punta de perforación para una perforadora de terreno de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conoce una punta de perforación, a modo de ejemplo, a partir del documento EP 1 580 397 A1. Las puntas de perforación están expuestas a un desgaste considerable y, por lo tanto, se tienen que sustituir de forma frecuente. Adicionalmente existen métodos de perforación en los que una punta de perforación permanece en el suelo según las disposiciones. En tales métodos de perforación con una punta de perforación denominada pérdida, las mismas, al alcanzar una profundidad de perforación deseada, se sueltan de un tubo de perforación de tal forma que desde el tubo de perforación puede fluir una suspensión que puede endurecer para la producción de una columna de perforación.
Por lo tanto existe el interés de realizar tales puntas de perforación lo más económicas posibles, sin embargo, con una capacidad de funcionamiento todavía buena, que se necesita para una perforación lo más continua posible en el terreno. Con este propósito, el documento EP 1 580 397 A1 enseña cómo fabricar una punta de perforación a partir de placas de chapa sencillas.
El documento DE 89 08 131 U1 describe diferentes puntas de perforación para una perforadora de terreno configurada como perforadora de desplazamiento. Una realización conocida a partir del documento DE 89 08 131 U1 de una punta de perforación comprende una punta de desplazamiento dispuesta en el centro, sólida, así como dos nervios de desplazamiento con forma de espiral desplazados 180º, que se disponen sobre una pieza final plana.
El documento US 2.973.821 describe una perforadora de terreno que comprende dos elementos con forma semitubular. Los elementos con forma semitubular se unen hasta formar un elemento de varillaje tubular en cuyo extremo inferior se dispone una punta de perforación.
El documento US 3.786.876 describe una perforadora de hielo para usar durante la pesca. La perforadora de hielo comprende elementos de cuchilla con superficies de corte a modo de espiral.
A partir del documento US 3.763.942 se obtiene un cabezal de perforación, a modo de ejemplo, para la perforación de rocas. El cabezal de perforación comprende un elemento de borde circular en cuyo lado externo se proporcionan dientes de perforación. En el elemento de borde se proporcionan con una separación angular de 120º tres elementos de nervio que sobresalen del elemento de borde circular en el sentido de la perforación. Los elementos de nervio presentan cantos equipados con dientes, convexos, que convergen en el sentido de la perforación.
El documento DE 1 263 652 A describe un cabezal de perforación con un tambor rotatorio sobre el que se disponen dos cuerpos de soporte. Sobre cada cuerpo de soporte se fija un segmento curvado hacia detrás en el sentido de giro, que representa una sección de una superficie de tornillo. En los segmentos se disponen cinceles.
La invención tiene el objetivo de indicar una punta de perforación que cumpla los requerimientos de puntas de perforación lo más económicas posibles con una capacidad de funcionamiento todavía buena.
El objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante una punta de perforación con las características de la reivindicación 1. Se indican realizaciones preferidas de la invención en las reivindicaciones dependientes.
En una punta de perforación de acuerdo con la invención se proporcionan al menos dos placas dobladas que se extienden radialmente hacia el exterior desde un eje de perforación y cuya altura axial disminuye radialmente hacia el exterior. En la punta de perforación de acuerdo con la invención, las placas que forman hélices de corte, tienen un recorrido a modo de rueda de turbina desde una zona central en el eje de giro radialmente hacia el exterior. Este recorrido con forma de arco con el estrechamiento hacia el eje de perforación posibilita una función de centrado muy buena de la punta de perforación. Al mismo tiempo, el uso de placas dobladas sencillas sirve para una construcción económica. El uso de piezas de chapa sencillas permite una construcción por soldadura económica, lo que es particularmente ventajoso en el uso desechable como punta de perforación perdida.
De acuerdo con la invención se prevé que las placas se proporcionen con el mismo radio de curvatura y sean segmentos de un tubo cilíndrico, por lo que se obtiene una configuración particularmente económica. Las placas dobladas, por lo tanto, se pueden fabricar de forma sencilla a partir de tubos económicos. La curvatura con forma de arco no se tiene que generar de forma separada por doblado, sino que se obtiene de forma sencilla por el radio del tubo.
Para una buena función de centrado es ventajoso de acuerdo con la invención que las placas presenten segmentos con forma aproximada de cuarto de círculo con un contorno triangular o trapezoidal. Un canto de las placas puede tener un recorrido paralelo con respecto al eje del cilindro o de doblado y estar configurado en línea recta.
Básicamente, las placas dobladas, en la zona del eje de perforación de la punta de perforación que se tienen que formar pueden delimitar directamente entre sí y se pueden soldar entre sí. Sin embargo, de acuerdo con la invención se prevé que coaxial al eje de perforación se disponga un elemento central con el que limitan las placas. El elemento central puede ser una barra formada a partir de un acero u otro material duro. Este elemento central puede servir para aumentar la rigidez y para la colocación exacta y la fijación fiable de las placas dobladas. Básicamente, el elemento central también puede comprender una punta que sobresalga axialmente con respecto a las placas dobladas.
Una función de centrado particularmente buena se consigue de acuerdo con la invención si se proporcionan tres o cuatro placas que se disponen entre sí con una separación angular uniforme.
Preferiblemente, en la punta de perforación de acuerdo con la invención se proporciona un cuerpo base de tubo para la aplicación en un tubo de perforación. Puede ser, por ejemplo, un trozo de tubo corto de acero, que se puede unir de forma resistente al giro con el tubo de perforación. Por el cuerpo base de tubo se sigue aumentando la estabilidad de la construcción. En el cuerpo base de tubo se puede proporcionar una junta, particularmente en un surco anular previsto para ello, para la impermeabilización con respecto al tubo de perforación. El cuerpo base de tubo se puede introducir en el tubo de perforación o se puede aplicar por deslizamiento sobre el tubo de perforación.
También es de acuerdo con la invención proporcionar una placa de base en la que se disponen las placas. Para esto, las placas dobladas presentan un canto plano con el que las mismas se pueden soldar de forma fiable sobre una placa de base plana. Básicamente, sin embargo, también es posible soldar las placas dobladas directamente sobre el cuerpo base de tubo. Para una buena impermeabilización así como una elevada estabilidad, sin embargo, se prefiere que la placa de base se fije con las placas dobladas fijadas en el cuerpo base de tubo particularmente por soldadura.
De acuerdo con la invención es particularmente apropiado que en el cuerpo base de tubo o en la placa de base se proporcione un dispositivo de cierre con arrastre de forma para una unión desmontable con un varillaje de perforación. El mismo pueden ser escotaduras o pernos o cantos sobresalientes que, para la formación de una unión en bayoneta, pueden engranar en elementos de cierre con arrastre de forma configurados de forma correspondiente en el varillaje de perforación e interaccionar con los mismos.
Se obtiene una buena función de centrado de acuerdo con la invención si los ejes de curvatura de las placas dobladas se disponen paralelos o inclinados con respecto al eje de perforación. En la disposición inclinada, los ejes de curvatura de las placas dobladas están inclinados con respecto al eje de perforación.
En una herramienta de perforación con un varillaje de perforación, particularmente un tubo de perforación se dispone de acuerdo con la invención en el varillaje de perforación una punta de perforación del tipo que se ha descrito anteriormente. Con una herramienta de perforación de este tipo se puede producir de forma particularmente fiable y económica un elemento de hormigón en el suelo con una punta de perforación perdida.
La invención se describe a continuación de forma adicional mediante ejemplos de realización preferidos, que se representan de forma esquemática en los dibujos adjuntos. En los dibujos se muestra:
En la Figura 1, una primera vista lateral de una punta de perforación de acuerdo con la invención;
En la Figura 2, una segunda vista lateral girada 90º de la punta de perforación de la Figura 1;
En la Figura 3, una vista en perspectiva de la punta de perforación de la Figura 1;
En la Figura 4, una vista en alzado sobre la punta de perforación de la Figura 1 desde arriba;
En la Figura 5, una primera vista lateral de una punta de perforación de acuerdo con la invención adicional;
En la Figura 6, una segunda vista lateral girada 90º de la punta de perforación de la Figura 5; y
En la Figura 7, una vista en alzado sobre la punta de perforación de la Figura 5.
El ejemplo de realización de una punta de perforación de acuerdo con la invención 10 según las Figuras 1 a 4 comprende un cuerpo base de perforación 18, que en un extremo está cerrado con una placa de base 20. Sobre la placa de base plana 20 se dispone de forma coaxial con respecto al eje central o el eje de perforación 14 un elemento central cilíndrico 16 que está aplanado en su extremo libre.
Para la formación de hélices de corte se disponen dos placas dobladas 12 en la placa de base 20 y en el elemento central 16. Las dos placas dobladas 12 presentan un contorno trapezoidal como se puede observar particularmente en la Figura 3. En el presente ejemplo de realización, las placas dobladas 12 se recortan como segmentos con forma de cuarto de círculo a partir de un tubo. Esto permite una configuración particularmente económica y estable de las placas 12.
En el elemento central 16, las placas 12 presentan una altura axial que se corresponde a la longitud del elemento central 16. La altura de las placas disminuye radialmente hacia el exterior de tal forma que se genera una forma en punta deseada. El canto de borde que forma un canto de corte de las placas 12 tiene un recorrido aproximadamente con forma de hélice parcial, lo que es adecuado para la función de centrado y de punta. Este recorrido ventajoso se obtiene de forma sencilla por un corte recto, sin embargo, conducido con un ángulo de inclinación en un tubo, a partir del cual se fabrican las placas 12.
Por la disposición del elemento central 16, las dos placas 12 con desplazamiento de elemento entre sí de 180º están ligeramente desplazadas con respecto al eje de perforación 14, donde se obtiene un recorrido a modo de turbina deseado de las placas dobladas 12, como se puede observar a partir de la Figura 4. El diámetro externo de la placa de base redonda 20 es mayor que el diámetro externo del cuerpo base de tubo de cilindro hueco 18. En dos zonas laterales de la placa de base 20 se proporcionan escotaduras para la formación de un dispositivo de cierre con arrastre de forma 22. Estas escotaduras sirven para la unión desmontable de la punta de perforación 10 en un varillaje de perforación no representado, particularmente un tubo de perforación hueco. Mediante el dispositivo de cierre con arrastre de forma 22, particularmente de los cantos que sobresalen radialmente formados de este modo, se puede transmitir de forma sencilla el par de giro de perforación desde el varillaje de perforación a la punta de perforación.
Una realización adicional de una punta de perforación de acuerdo con la invención 10 se representa en las Figuras 5 a 7. El cuerpo base de tubo 18 y la placa de base 20 con las escotaduras están configurados como dispositivos de cierre con arrastre de forma 22 como en el anterior ejemplo de realización. Mientras que en la punta de perforación que se ha descrito anteriormente los ejes de curvatura de las placas dobladas 12 tienen un recorrido paralelo con respecto al eje de perforación, en el presente ejemplo de realización de la punta de perforación 10 se produce una disposición inclinada de los ejes de curvatura de las placas dobladas 12 con respecto al eje de perforación 14. De este modo se puede conseguir una disposición de las placas dobladas 12 que converge hacia el eje de perforación 14. De forma correspondiente a esta disposición que se estrecha, el elemento central 16 está configurado como un cuerpo trapezoidal o aproximadamente triangular en el corte transversal, que se estrecha desde la placa de base 20 hacia la punta libre. La propia punta libre está formada en esta punta de perforación 10 por los cantos superiores de las placas dobladas 12. Para la disposición inclinada de las placas dobladas 12, las mismas están biseladas en su lado inferior o se proporcionan, como se muestra en la Figura 5, escotaduras en la placa de base 20.

Claims (7)

1. Una punta de perforación para una perforadora de terreno con
una placa de base (20),
al menos dos placas dobladas (12), que se fijan en la placa de base (20), que se extienden desde un eje de perforación (14) radialmente hacia el exterior y cuya altura axial disminuye radialmente hacia el exterior y
un elemento central (16) que se dispone de forma coaxial con respecto al eje de perforación (14) sobre la placa de base (20),
caracterizado porque
las placas (12) son segmentos de un tubo cilíndrico y tienen el mismo radio de curvatura y
porque las placas (12) limitan con el elemento central (16) y el elemento central (16) sirve para la fijación de las placas dobladas (12).
2. La punta de perforación de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque
las placas (12) comprenden segmentos con forma aproximada de cuarto de círculo con un contorno triangular o trapezoidal.
3. La punta de perforación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizada porque
se proporcionan tres o cuatro placas (12), que se disponen con una separación angular uniforme entre sí.
4. La punta de perforación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque
los ejes de curvatura de las placas dobladas (12) se disponen paralelos o inclinados con respecto al eje de perforación (14).
5. La punta de perforación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque
para la aplicación en un varillaje de perforación se proporciona un cuerpo base de tubo (18).
6. La punta de perforación de acuerdo con la reivindicación 1 a 5,
caracterizada porque
en el cuerpo base de tubo (18) o la placa de base (20) se proporciona un dispositivo de cierre con arrastre de forma (22) para una unión desmontable con un varillaje de perforación.
7. Una herramienta de perforación con un varillaje de perforación, particularmente un tubo de perforación,
caracterizada porque
en el varillaje de perforación se dispone una punta de perforación (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.
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