ITTO20010009A1 - Utensile rotativo da perforazione a lame dentate a movimento lateraleridotto e procedimento di trivellazione sotterranea. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Utensile rotativo da perforazione a lame dentate a movimento laterale ridotto e procedimento di trivellazione sotterranea".

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alla roto-trivellazione di formazioni sotterranee e, più in particolare, ad un utensile rotativo da perforazione a lame dentate che presenta caratteristiche di stabilizzazione laterale particolarmente vantaggiose, e ad un procedimento per la trivellazione di formazioni sotterranee con un tale utensile rotativo da perforazione a lame dentate.

Le attrezzature usate nelle operazioni di trivellazione sotterranee sono ben note allo stato della tecnica e comprendono generalmente un utensile rotativo da perforazione a lame dentate attaccato ad una batteria da trivellazione, comprensiva di tubi e manicotti. Una tavola rotativa o un altro dispositivo quale un dispositivo di azionamento superiore viene usato per far ruotare la batteria da un impianto di trivellazione, producendo una corrispondente rotazione dell'utensile da perforazione all'estremità libera della batteria. Vengono anche comunemente impiegati motori idraulici downhole, generalmente in combinazione con una batteria da trivellazione girevole, ma in alcuni casi come unica sorgente di rotazione per l'utensile. La batteria da trivellazione ha tipicamente un foro interno che si estende ed è in comunicazione di fluido tra l'impianto di trivellazione in superficie e l'esterno dell'utensile da trivellazione. La batteria ha un diametro esterno minore del diametro del foro o pozzo di scavo, che definisce un'intercapedine anulare tra la batteria da trivellazione e la parete del foro di scavo per permettere il ritorno del fluido di trivellazione e i detriti intrappolati in esso che vengono convogliati in superficie.

Un utensile rotativo da perforazione di tipo esemplificativo include un corpo vincolato ad un codolo in acciaio avente un collegamento a perno filettato per attaccare il corpo dell'utensile alla batteria di trivellazione, ed un corpo o corona comprendente quella parte dell'utensile fissato esternamente a strutture fresanti per avanzare fresando in una formazione di terreno. Generalmente, se l'utensile è una fresa fissa o un utensile rotativo da perforazione a lame dentate (cosiddetto drag bit) la struttura fresante include una pluralità di elementi fresanti comprensivi di superfici fresanti formate di un materiale superabrasivo quale diamante policristallino e orientate sulla faccia d scavo dell'utensile generalmente nella direzione della rotazione dell'utensile. Un corpo dell'utensile rotativo da perforazione è generalmente formato a partire da acciaio lavorato a macchina o da una matrice colata di materiale particeliare duro quale carburo di tungsteno in un legante di lega solitamente a base di rame.

Nel caso di utensili con corpo in acciaio, il corpo è solitamente lavorato macchina, tipicamente utilizzando un utensile di macchina a cinque assi, controllato numericamente, a partire da un pezzo greggio rotondo fino ad ottenere la forma desiderata, compresi percorsi interni per l'acqua e passaggi per distribuire fluido di trivellazione verso la faccia di scavo dell'utensile, così come tasche o incavi per gli elementi fresanti e creste, parti piene, posizioni per gli ugelli, fenditure [junk slots) per detriti ed altre caratteristiche topografiche esterne. Alla faccia di scavo dell'utensile e ad altre aree critiche dell'esterno dell'utensile vengono applicati inserti duri, e vengono vincolati elementi fresanti alla faccia di scavo dell'utensile, generalmente inserendo le estremità prossimali di perni sui quali gli elementi fresanti vengono montati in aperture (sedi) perforate nella faccia di scavo della punta, oppure, vengono utilizzati elementi fresanti cilindrici, inserendo i substrati in tasche ottenute per perforazione nella faccia di scavo. L'estremità del corpo dell'utensile opposta alla faccia di scavo viene quindi filettata, raccordata e saldata al codolo dell'utensile.

Il corpo di un utensile da perforazione rotativo del tipo a matrice viene colato in uno stampo configurato interiormente per definire molte delle caratteristiche topografiche dell'esterno dell'utensile, con degli sbozzati aggiuntivi posti nello stampo per definire la parte rimanente di tali caratteristiche così come le caratteristiche interne quali i percorsi del fluido e i passaggi. Polvere di carburo di tungsteno ed a volte altri metalli atti ad esaltare la tenacia e la resistenza agli impatti vengono posti nello stampo con un legante liquefabile in forma di pallottole. Il gruppo di stampo, comprendente un semilavorato in acciaio atto a costituire l'utensile avente un'estremità inserita nella polvere di carburo di tungsteno, viene posto in una fornace per liquefare il legante e formare il corpo della matrice con il semilavorato in acciaio vincolato integralmente nel corpo. Il semilavorato viene successivamente fissato al codolo dell'utensile per saldatura. Elementi fresanti superabrasivi, qui anche denominate frese, possono essere vincolate alla faccia di scavo dell'utensile durante l'operazione in forno se gli elementi sono del tipo cosiddetto (termicamente stabile) o possono essere brasati tramite i loro substrati di supporto (solitamente WC cementato) alla faccia di scavo dell'utensile, o a sbozzati WC uniti nella faccia dell'utensile in forno durante infiltrazione. Tali elementi fresanti superabrasivi includono prodotti sinterizzati diamantati policristallini (PDC) prodotti sinterizzati diamantati policristallini termicamente stabili (generalmente denominati "TSP" per prodotti termicamente stabili), diamanti naturali e, in misura minore, prodotti sinterizzati in nitruro di boro cubico.

Gli utensili rotativi da trivellazione, e più specificamente gli utensili rotativi da trivellazione a lame dentate, possono essere progettati come utensili cosiddetti "anti-vortice" (anti-whirl). Tali utensili usano un vettore di forza orientato lateralmente o radialmente ed intenzionalmente sbilanciato, solitamente generato dalle frese dell'utensile, per indurre un lato dell'utensile configurato con un'area di carico allargata e priva di fresa comprendente una o più pastiglie di calibro o di definizione del diametro (gage pads) a muoversi continuamente contro la parete laterale del foro di scavo per prevenire l'innesco di un moto turbinoso fenomeno ben conosciuto in cui l'utensile avanza con movimento di precessione attorno al foro di scavo e contro la parete laterale in una direzione contraria alla direzione in cui l'utensile viene ruotato. Il moto turbinoso può risultare almeno in un sovradimensionamento ed eccentricità di un pozzo rotondo, e, nel caso peggiore, può produrre danni alle frese e all'utensile stesso. Gli utensili anti-vortice sono stati progettati, costruiti ed impiegati commercialmente con un certo successo; tuttavia, la necessità di calcolare e solitamente ri-dirigere le forze di sbilanciamento laterali generate dall'impegno di una formazione da un utensile sottoposto a rotazione e al peso sulla punta (WOB) in modo tale che il vettore di forza laterale risultante intersechi l'area di carico, ha come conseguenza spese aggiuntive in prima istanza per il completamento di un progetto di un dato utensile. Inoltre, se le dimensioni, la forma, il tipo, l'orientamento o la localizzazione di un qualsiasi elemento fresante va cambiato per desiderio o per richiesta, l'ampiezza e la direzione del vettore di forza laterale risultante devono essere ri-calcolati, e vanno possibilmente apportate modifiche di progetto all'utensile per assicurare corrette direzioni ed ampiezza del vettore di forza laterale risultante.

Un altro svantaggio degli anti-vortice è correlato all'assenza di elementi fresanti sulla spalla così come la pastiglia di calibro nell'area di carico, spesso in congiunzione con una pastiglia o con pastiglie di carico estese longitudinalmente. Mentre gli utensili secondo tali configurazioni presentano una forza laterale elevata diretta su una pastiglia o pastiglie di calibro ad attrito relativamente basso nell'area di carico, producendo vibrazioni ridotte ed un utensile dal funzionamento dolce, l'assenza della pastiglia di calibro e degli elementi fresanti di spalla nell'area di carico riduce in modo significativo la vita dell'utensile attraverso un'usura prematura.

Sarebbe perciò vantaggioso per la configurazione dell'utensile da perforazione se si ottenesse un funzionamento dolce, un utensile da trivellazione a bassa vibrazione che non richieda le complicazioni costruttive degli utensili anti-vortice e la ri-progettazione e che, allo stesso tempo, ottenere una vita utile dell'ordine di quella ottenibile da un utensile rotativo da perforazione tradizionale non-anti-vortice .

La presente invenzione propone di realizzare una fresa fissa o utensile rotativo da perforazione a lame dentate avente una migliore stabilità laterale e minori tendenze vibrazionali rispetto ad una punta da perforazione anti-vortice, permettendo allo stesso tempo di ottenere una maggiore vita utile in termini di resistenza all'usura.

L'utensile rotativo da perforazione secondo la presente invenzione include un corpo avente una faccia sopra alla quale si può estendere una pluralità di lame estese generalmente radialmente, ciascuna portando una pluralità di elementi fresanti superabrasivi. Il corpo dell'utensile include anche una pluralità di pastiglie di calibro, che possono comprendere prolungamenti longitudinali delle lame o essere discontinui con esse. Almeno una pastiglia di calibro della suddetta pluralità presenta una elongazione longitudinale rivolta verso o anche disposta longitudinalmente al di sotto della faccia di scavo della punta che muove la regione di spalla comprendente una transizione tra i profili dello spessore e della faccia di scavo verso il basso, quando l'utensile è orientato normalmente per la trivellazione. Almeno un elemento fresante è posto nell'area di allungamento delle pastiglie di calibro, e tale almeno un elemento fresante presenta un'esposizione (exposure) minore dell'esposizione degli elementi fresanti sulla faccia di scavo dell'utensile. Preferibilmente almeno un altro elemento fresante ad esposizione ridotta è posto nella regione di spalla che forma la transizione tra la pastiglia di calibro e la sua lama associata.

L'utensile rotativo da perforazione a lame dentate della presente invenzione può essere configurato come una punta da perforazione tradizionale o anti-vortice in termini del grado e dell'ampiezza del vettore di forza laterale risultante che provoca lo sbilanciamento laterale dell'utensile. Tuttavia, un utensile secondo la presente invenzione potrà anche impiegare tutte le pastiglie di calibro nella configurazione longitudinalmente allungata sopra descritta, ciascuna delle pastiglie di calibro portando almeno un elemento fresante di esposizione minore degli elementi fresanti della faccia di scavo dell'utensile ed almeno un altro elemento fresante di minore esposizione sulla regione di spalla. Usando un tale accorgimento, la direzione dello sbilanciamento laterale dell'utensile può essere tenuto in poca o nulla considerazione dal progettista, il quale deve solamente determinare che l'ampiezza di tale sbilanciamento sia all'interno di certi parametri ampi. Inoltre, l'ampiezza dello sbilanciamento laterale dell'utensile potrà essere aumentata oltre il limite che tradizionalmente si consiglia di non superare, così da stabilizzare più saldamente l'utensile rotante contro la parete laterale dello scavo, con la regione di calibro estesa e gli elementi fresanti ad esposizione ridotta che garantiscono una sufficiente durabilità e resistenza all'uso per tenere in considerazione l'aumento di carico laterale.

Perciò, un utensile da perforazione in accordo con la presente invenzione potrà avere una costruzione tradizionale e presentare un'ampia variazione di sbilanciamento laterale, da un'ampiezza molto bassa ad un'ampiezza eccedente a quelli che fino ad ora sono stati considerati livelli accettabili o potrà avere una struttura anti-vortice. In aggiunta, il termine "utensile rotativo da perforazione" o "punta" come utilizzato in questo contesto abbraccia corone da carotaggio, punte a doppio centro, punte eccentriche, utensili di trivellazione e contemporaneo allargamento (RWD) così come altre strutture di trivellazione rotanti che possono beneficiare dei miglioramenti e dei vantaggi fom iti dalla presente invenzione.

La presente invenzione comprende anche un procedimento per la trivellazione di formazioni sotterranee .

La figura 1 dei disegni comprende una vista di profili parziali sovrapposti delle lame di una punta da perforazione nella regione di spalla, uno di configurazione tradizionale e l'altro configurato secondo l'invenzione, dove quest'ultimo mostra le collocazioni delle frese;

le figure 2A e 2B comprendono viste prospettiche in scala ingrandita di una pastiglia di calibro di tipo tradizionale e della configurazione tradizionale della spalla per una pastiglia di calibro a basso attrito come impiegata nell'area di carico di una punta da perforazione anti-vortice; le figure 3A, 3B e 3C comprendono viste prospettiche ingrandite di pastiglie di calibro allungate e regioni di spalla spostate in senso longitudinale secondo la presente invenzione;

le figure 4A e 4B comprendono profili laterali di punte che portano la stessa struttura tagliente, dove la figura 4A riporta una punta che esibisce un profilo tradizionale e la figura 4B riporta una punta che esibisce un profilo secondo la presente invenzione; e

le figure 5A, 5B e 5C comprendono rispettivamente una vista della faccia di scavo, un profilo laterale ed una vista in alzato laterale sezionata di una punta da perforazione esemplificativa secondo la presente invenzione.

Facendo riferimento alla figura 1 dei disegni, sono illustrati due profili sovrapposti parziali di lame di punta da perforazione 10 (linea a tratto continuo) e 100 (linea tratteggiata). I profilo 10 esemplifica una lama 12 che si estende radialmente verso l'esterno e longitudinalmente verso l'alto secondo un angolo a di riposo relativamente piccolo rispetto all'asse L in direzione di ed attraverso una regione di spalla 14 per una pastiglia di calibro 16, tale configurazione essendo attualmente impiegata nella progettazione di punte antivortice. In queste configurazioni, la regione di spalla 14 e la pastiglia di calibro 16 nell'area di carico sono completamente prive di elementi fresanti. Il profilo 100 esemplifica una lama 112 che si estende radialmente verso l'esterno e longitudinalmente verso l'alto secondo un angolo β relativamente maggiore rispetto all'asse L della punta verso ed attraverso una regione di spalla 114 e verso una pastiglia di calibro 116 che include la regione e stesa 118 della pastiglia di calibro allungata in senso longitudinale in una direzione rivolta verso, o anche davanti alla faccia di scavo della punta secondo l'invenzione. Come mostrato sui profili 10 e 100, una pluralità di elementi fresanti 20 ed una pluralità di elementi fresanti di calibro 22 a bordi piatti sono, di fatto, distribuiti sulla faccia di scavo della punta e che sono disposti in posizioni diverse in senso circonferenziale attorno allo spessore sono stati sovrapposti in senso rotazionale in un singolo piano per motivi di chiarezza. Si può immediatamente apprezzare che almeno uno è preferibilmente diversi degli elementi fresanti di calibro 22 che mancherebbero dal profilo 10 (e che quindi sono portati su altre pastiglie di calibro situate circonferenzialmente al di fuori della superficie di carico della punta anti-vortice) sono portati sulla zona di calibro estesa 118. Come noto, gli elementi fresanti 20 sulla regione di spalla 114 e gli elementi fresanti di calibro 22 sulla regione di calibro estesa 118 del profilo 100 hanno un'altezza o un'esposizione minore al di sopra (ad esempio esternamente) dal profilo rispetto agli elementi fresanti 20 portati sulla lama 112 sulla faccia di scavo della punta. Perciò, pur non fresando in modo aggressivo come fanno invece gli elementi fresanti 20 sulla lama 112 sulla faccia di scavo della punta, gli elementi fresanti 20 della regione di spalla e gli elementi fresanti 22 della regione di calibro estesa forniscono una maggiore durabilità e resistenza all'usura per la punta da perforazione in quelle zone. Si deve anche notare che gli elementi fresanti di calibro 22 e gli elementi fresanti 20 della regione di spalla presentano, su quelle lame 12 che portano uno stesso profilo tradizionale 10, un'esposizione molto maggiore che sulla regione di calibro estesa 118 e sulla regione di spalla 114 sul profilo 100. Perciò, questi elementi fresanti procurano una profondità di taglio molto maggiore ed agiscono in modo molto più aggressivo sul profilo 10 che sul profilo 100, e di conseguenza sono maggiormente suscettibili di provocare vibrazioni.

Mentre si è sostenuto, da parte di persone esperte del settore, che una pastiglia di calibro a basso attrito e priva di frese nel contesto di una punta anti-vortice è l'unico mezzo con il quale si può attenuare la vibrazione della punta ed in modo specifico il movimento turbinoso, l'inventore ha determinato che questo non è il caso. Piuttosto, estendendo longitudinalmente tutte le pastiglie di calibro verso la faccia di scavo della punta e ponendo elementi fresanti esposti in misura ridotta sulle regioni estese di calibro, non si rende più necessaria una configurazione di punta antivortice, poiché qualsiasi forza di sbilanciamento o laterale esibita dalla punta sotto rotazione e WOB viene sufficientemente contenuta secondo l'invenzione in qualsiasi punto attorno alla circonferenza della punta. Inoltre, se si desidera sfruttare un vettore di forza laterale, tale vettore non deve essere puntato in una qualunque collocazione o regione particolare della circonferenza, ma ancora una volta è sufficientemente contenuto secondo l'invenzione a prescindere dalla direzione. In aggiunta, la presente invenzione fornisce l'opportunità perfino di aumentare la forza laterale che spinge la punta contro la parete del foro di scavo per stabilizzare la punta, mentre gli elementi fresanti ad esposizione ridotta nella regione di spalla e nella regione estesa di calibro (o di definizione del diametro) procurano durabilità senza incitare al movimento vorticoso od ad altre tendenze vibratorie.

Le figure 2A e 2B dei disegni illustrano in una vista prospettica invertita ed ingrandita, una lama 12 di una punta avente un tradizionale profilo 10 anti-vortice, elementi fresanti 20 portati sulla lama 12 mentre la regione di spalla 14 e la pastiglia di calibro 16 sotto di essa sono completamente prive di elementi fresanti. Come si può immediatamente notare dalle figure 2A e 2B, la regione di spalla 14 e la pastiglia di calibro 16 sono essenzialmente non protette da usura e danni risultanti dal fatto che la punta viene spinta contro la parete laterale del foro di scavo sotto l'effetto di un vettore di forza laterale risultante usato per stabilizzare la punta.

Le figure 3Af 3B e 3C comprendono viste prospettiche ingrandite ed invertite di lame 112 (le figure 3A e 3B illustrano una lama 112 e la figura 3C illustra un'altra lama 112) con associate regioni di spalla 114 e regioni 118 di calibro esteso di pastiglie di calibro 116. Sulle regioni 118 di calibro esteso sono illustrati elementi fresanti 22 di calibro ad esposizione ridotta, e sulle regioni di spalla 114 sono illustrati elementi fresanti 20 ad esposizione ridotta. Effettuando un paragone con gli elementi fresanti 20 portati sulle lame 112, se tali elementi fresanti 20 vengono esposti (come avviene convenzionalmente) ad un'altezza superiore al profilo di circa metà del diametro delle loro facce fresanti 21, l'esposizione degli elementi fresanti 20 sulle regioni di spalla 114 potrà essere preferibilmente minore dell'esposizione degli elementi fresanti 20 sulle lame 112 o sensibilmente minore di una metà delle facce fresanti 21. L'esposizione degli elementi fresanti di calibro 22 è preferibilmente minore dell'esposizione degli elementi fresanti 20 sulle regioni di spalla 114, e le estremità esterne degli elementi fresanti 22 potranno essere a livello della matrice di materiale del corpo della punta, dove gli elementi fresanti 22 di calibro vengono esposti quando la punta è fatta girare a causa dell'usura della matrice. Tuttavia, attualmente si preferisce che gli elementi fresanti 22 di calibro siano esposti di circa 6 mm. Pertanto si comprenderà, ed è illustrato in modo particolare con riferimento alla figura 1, che l'esposizione degli elementi fresanti di calibro 22 potrà essere minima, in quanto non è richiesta alcuna azione fresanti significativa e, in effetti, è vero il contrario. In altre parole, tali elementi fresanti 22 in combinazione con elementi fresanti 20 nelle regioni di spalla 114 hanno solo lo scopo sostanzialmente di preservare l'integrità delle regioni di spalla 114 e delle pastiglie di calibro 116, dove la regione estesa di calibro 118 di queste ultime impedisce agli elementi fresanti di calibro 22 di erodere lateralmente la parete di scavo, ma senza influire sull'aggressività assiale della punta quando gli elementi fresanti 20 fresano il foro di scavo. Le figure 4A e 4B illustrano ulteriormente le differenze fisiche tra una punta avente un profilo tradizionale (figura 4A) ed un profilo secondo la presente invenzione (figura 4B). I numeri di riferimento usati in precedenza in questo contesto vengono usati nelle figure 4A e 4B per identificare le stesse caratteristiche.

Le figure 5A, 5B e 5C illustrano un utensile da perforazione a lame dentate di tipo rotativo con sei lame e da 83⁄4 pollici, secondo la presente invenzione. I numeri di riferimento usati in precedenza vengono usati nelle figure 5A, 5B e 5C per identificare le stesse caratteristiche. In aggiunta, la figura 5A riporta i percorsi fluidi 122 sulla faccia di scavo 120 dell'utensile, e gli ugelli 124 in prossimità delle zone radialmente interne dei percorsi fluidi 122, dove ciascun ugello fornisce in sostanza un fluido di trivellazione a due percorsi fluidi 122. Si noterà che l'utensile include tre lame primarie 112 relativamente più lunghe che portano ciascuna un numero notevolmente maggiore di elementi fresanti 20 rispetto alle tre lame secondarie relativamente più corte intercalate tra queste. La figura 5B riporta il profilo della lama dell'utensile secondo la presente invenzione, e la sua relazione nei confronti della faccia di scavo 120 dell'utensile sulla quale sono collocati i percorsi fluidi 122, che conducono a fenditure {junk slots) 126 per detriti definite tra pastiglie di calibro 116. Sono anche illustrate le posizioni radiali e gli orientamenti dei passaggi 130 che conducono alle posizioni 132 degli ugelli (non illustrati gli ugelli 124) in adiacenza ai percorsi fluidi 122 dalla parte piena 134 all'interno del corpo 136 dell'utensile. La figura 5C è una vista laterale in alzato sezionata dell'utensile, comprendente inoltre un codolo 138 che è filettato in 140 per effettuate il collegamento con una batteria di trivellazione o con un albero motore di un motore downhole, come noto nel settore.

Si deve notare che elementi fresanti super abrasivi, e specificamente i PDC sono le strutture attualmente preferite per gli elementi fresanti 20 e 22. Potrà essere variata la maniera in cui si riduce, secondo l'invenzione, l'esposizione degli elementi fresanti 22 di calibro e degli elementi fresanti 20 nella regione di spalla. Ad esempio, si potranno usare elementi fresanti di diametro minore di quelli utilizzati sulle lame al di sopra della faccia di scavo dell'utensile, gli elementi fresanti potranno essere disposti in modo più fitto fisicamente verso il profilo, l'angolo di spoglia potrà essere aumentato più negativamente, i bordi fresanti potranno essere rifiniti mediante elettroerosione (EDM) per ridurre l'esposizione o si potrà impiegare una combinazione di tali tecniche. Tuttavia, l'invenzione non è limitata ad essere applicata con elementi fresanti PDC, e si potranno utilizzare altre strutture fresanti superabrasive, comprendenti e non limitate a TSP, diamanti naturali, pellicole diamantate e nitruro di boro cubico.

La presente invenzione, utilizzando superiici di carico con pastiglie di calibro migliorate in combinazione con elementi fresanti ad esposizione ridotta sulle regioni di calibro estese, così come sulle adiacenti regioni di spalla, migliora di molto la stabilità laterale ed attenua le tendenze vibrazionali associate con movimenti laterali della punta senza sacrificare la longevità e la durabilità come nelle punte anti-vortice della tecnica nota aventi pastiglie di calibro a basso attrito e regioni di spalla adiacenti nell'area di carico. Inoltre, utensili configurati secondo la presente invenzione potranno essere progettati in modo più spedito rispetto agli utensili anti-vortice di tale tecnica nota con i loro requisiti di alterazione del numero, delle posizioni e delle orientazioni degli elementi fresanti per ottenere un vettore di forza laterale risultante diretto all'interno di un certo campo di grandezza. Inoltre, poiché gli utensili secondo la presente invenzione funzioneranno efficacemente a prescindere dalla direzione dall'intensità di qualsiasi vettore di forza laterale risultante, gli elementi fresanti potranno essere posti su tali utensili per ottimizzare l'azione fresante e per aumentare il rendimento idraulico, facilitando incrementi nella velocità di penetrazione (ROP), essendo assenti molti dei vincoli imposti dalla configurazione delle punte antivortice di tipo noto. Perciò, la presente invenzione include un procedimento di perforazione che dimostra una stabilità laterale migliorata, mentre, allo stesso tempo, facilita una maggiore flessibilità nella progettazione della punta per l'ottenimento di prestazioni superiori.

Nonostante l'invenzione sia stata descritta in relazione a certe forme di realizzazione preferite, le persone esperte del settore comprenderanno che l'invenzione non è limitata a queste,· in modo specifico, potranno essere apportate aggiunte, modifiche ed eliminazione di parti rispetto alle forme di attuazione qui descritte ed illustrate senza per questo esulare dall'ambito dell'invenzione come definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate per trivellare una formazione sotterranea comprendente : - un corpo avente un asse longitudinale e includente una faccia su un'estremità avanzata di esso ed una struttura su una sua estremità terminale per collegare l'utensile rotativo da perforazione a lame dentate ad una batteria di trivellazione,-- una pluralità di lame che si estendono generalmente radialmente sulla faccia dell'utensile, ciascuna lama portando su di essa almeno una struttura fresante superabrasiva; e - una pluralità di pastiglie di calibro distanziate circonferenzialmente attorno al corpo dell'utensile, definenti fenditure tra di esse ed includenti superiici di carico radialmente esterne sostanzialmente parallele all'asse longitudinale, almeno una della pluralità di pastiglie di calibro includendo una regione longitudinalmente estesa verso l'estremità avanzata e vicina alla faccia di scavo dell'utensile e portando su di essa almeno una struttura fresante superabrasiva avente un'esposizione minore dell'esposizione di almeno una maggioranza delle strutture fresanti portate dalle lame.
2. 2. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui la regione estesa di pastiglie di calibro si estende longitudinalmente arrivando davanti alla parte longitudinalmente più arretrata della faccia di scavo dell'utensile quando l'utensile rotativo da perforazione è orientato per la trivellazione.
3. 3. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una delle pastiglie di calibro comprende una pluralità di pastiglie di calibro.
4. 4. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre una regione di spalla vicina ad un'estremità avanzata di ciascuna della pluralità di pastiglie di calibro e portando su di essa 1'almeno una struttura fresante superabrasiva avente un'esposizione minore dell'esposizione almeno della maggior parte delle strutture fresanti portate dalle lame.
5. 5. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una delle pastiglie di calibro comprende tutte le pastiglie di calibro.
6. 6. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 5, comprendente inoltre una regione di spalla vicino ad un'estremità avanzata di ciascuna delle pastiglie di calibro e portante detta almeno una struttura fresante superabrasiva su di essa avente un'esposizione minore dell'esposizione di almeno la maggioranza delle strutture fresanti portate dalle lame .
7. 7 . Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una regione di spalla vicino ad un'estremità avanzata della almeno una pastiglia di calibro e portante detta almeno una superficie fresante superabrasiva su di essa avente un'esposizione minore dell'esposizione di almeno la maggioranza delle strutture fresanti portate dalle lame .
8. 8 . Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui le strutture fresanti superabrasive comprendono elementi fresanti PDC.
9. 9. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una struttura fresante superabrasiva sulla almeno una pastiglia di calibro comprende almeno un elemento fresante PDC.
10. 10. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una della pluralità di pastiglie di calibro è sostanzialmente contigua ad una della pluralità di lame.
11. 11. Utensile rotativo da perforazione a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna delle pastiglie di calibro è sostanzialmente contigua ad una lama.
12. 12 . Utensile rotativo da perforazione a lame dentate per la trivellazione di una formazione sotterranea , comprendente: - un corpo avente un asse longitudinale ed includente una faccia di scavo ad una sua estremità avanzata ed una struttura per collegare l'utensile rotativo da perforazione a lame dentate ad una batteria di trivellazione ad un'estremità terminale di essa; - una pluralità di lame che si estendono generalmente radialmente sulla faccia di scavo dell'utensile, ciascuna lama portando su di essa una pluralità di elementi fresanti PDC; - una pluralità di pastiglie di calibro distanziate circonferenzialmente attorno al corpo dell'utensile, definenti fenditure tra di esse ed includenti superfici di carico radialmente esterne sostanzialmente parallele all'asse longitudinale, ciascuna pastiglia di calibro essendo sostanzialmente contigua con una lama, almeno alcune delle pastiglie di calibro comprendendo ciascuna una regione longitudinalmente estesa che conduce almeno una porzione della faccia di scavo dell'utensile e che porta su di essa almeno un elemento fresante PDC avente un'esposizione minore dell'esposizione presentata dagli elementi fresanti PDC portati dalle lame,· e - una regione di spalla definente una transizione tra ciascuna lama sostanzialmente contigua con una pastiglia di calibro includente una regione longitudinalmente estesa, ciascuna regione di spalla portando su di essa almeno un elemento fresante PDC presentante un'esposizione minore dell'esposizione presentata da almeno la maggioranza degli elementi fresanti PDC portati dalle lame.
13. 13. Procedimento per la trivellazione di una formazione sotterranea con una utensile rotativo da perforazione a lame dentate includente una regione di calibro avente disposta su di essa elementi fresanti, comprendente: - far ruotare un utensile rotativo da perforazione a lame dentate contro una formazione sotterranea caricando l'utensile ed impegnando la formazione sotterranea con una struttura fresante portata dall'utensile rotativo da perforazione su una faccia di scavo di esso; - generare un vettore di forza laterale risultante che sbilancia lateralmente l'utensile d perforazione rotativo in risposta a detta rotazione, al peso sull'utensile, e all'impegno della formazione sotterranea con la struttura fresante; e - muovere una porzione di calibro dell'utensile rotativo da perforazione a lame dentate facendolo avanzare in modo sostanzialmente continuo contro una parete laterale del foro di scavo che viene trivellato in risposta al vettore di forza laterale risultante, a prescindere dalla direzione di questo.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, comprendente inoltre il fresare la parete laterale della formazione con la struttura fresante portata sulla porzione di calibro.
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, comprendente inoltre il fresare la formazione in corrispondenza di una regione di spalla tra la porzione di calibro ed una porzione adiacente di faceia di scavo dell'utensile rotativo da perforazione a lame dentate.
16. 16. Struttura da perforazione rotativa per la trivellazione di una formazione sotterranea, comprendente : un corpo avente un'estremità avanzata, un'estremità terminale, un asse longitudinale e una struttura per collegare la struttura da perforazione ad una batteria di trivellazione ad un'estremità terminale di essa,· - una pluralità di lame che si estendono generalmente radialmente, ciascuna lama portando su di essa almeno una struttura fresante superabrasiva; e - una pluralità di pastiglie di calibro distanziate circonferenzialmente attorno al corpo, definenti tra di esse fenditure, ed includenti superiici di carico radialmente esterne sostanzialmente parallele all'asse longitudinale, almeno una delle pastiglie di calibro includendo una regione estesa longitudinalmente verso l'estremità avanzata e portando su di essa almeno una struttura fresante superabrasiva avente un'esposizione minore di un'esposizione di almeno una maggioranza delle strutture fresanti portate dalle lame.