ITTO960042A1 - Punta da trivellazione a coni rotanti con sfasamento positivo e negati vo e configurazione a funzionamento regolare. - Google Patents
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Abstract
Una punta per trivellare il terreno ha un un corpo della punta ed almeno una coppia di alberi di supporto a sbalzo sporgenti verso il basso e verso l'interno da esso. Una prima fresa è montata per una rotazione su uno degli alberi di supporto ed ha una regione di contatto con la parete laterale del foro di trivellazione. Una seconda fresa è montata per una rotazione su un altro degli alberi di supporto ed ha una regione di contatto con la parete laterale del foro di trivellazione, che è non opposta rispetto a quella della prima fresa. La stabilizzazione è ottenuta mediante un pattino stabilizzatore portato dal corpo della punta e disposto in modo da essere opposto alle regioni di contatto della prima e della seconda fresa.
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: “Punta da trivellazione a coni rotanti con sfasamento positivo e negativo e configurazione a funzionamento regolare"
DESCRIZIONE
SFONDO DELL'INVENZIONE
1. Campo dell'invenzione
presente invenzione si riferisce in generale a punte per trivellare il terreno ed in particolare· a punte per trivellare il terreno del tipo avente frese rotative con denti di disintegrazione del ter— reno .
2. Informazioni di sfondo
Le punte per trivellare il terreno ricadono generalmente in due categorie: (1) scalpelli a strisciamento con una. varietà di forme, compresi quelli con diamanti naturali, o sintetici utilizzati come elementi di taglio: (2) quelle con frese rotative aventi denti di disintearazione del terreno formati in acciaio ed altri opportuni metalli, come carburo di tungsteno sinterizzato.
Le punte da trivellazione a coni rotativi hanno generalmente due o tre coni. La punta a tre coni ha avuto il maggiore successo commerciale per un certo numero di ragioni, compreso il fatto che essa 11lavora in modo regolare".Punte a due coni tendono a lavorare in modo più irregolare, condizióne che genera vibrazioni nella punta e nella catena di perforazione che ostacolano la trivellazione e tendano ad essere aannose per l'impianto e i dispositivi di trivellazione. Ciò è dovuto al fatto che punte da trivellazione a due coni sono generalmente in contatto con la parete laterale a superficie interna del foro di trivellazione in due punti, uno per ciascuna delle frese, Se le due frese sono simmetriche, ossia distanziate di 180”, con uno sfasamento simile rispetto all'asse di rotazione della punta, possono verificarsi effetti dinamici indesiderabili, come rotazione rapida all'indietro e rotazione eccentrica. Il problema è anche presente in punte da trivellazione a tre coni, ma è di entità ridotta a causa del contatto in tre punti tra le tre frese e la parete laterale del foro di trivellazione.
Il brevetto statunitense n. Re.34.526.1° febbraio 1994,
descrive una punta da trivellazione a due coni in cui una delle frese è obliqua'in modo che le frese non siano opposte evitando la simmetria precedentemente menzionata e il funzionamento irregolare associato.
E'vantaggioso utilizzare punte da trivellazione a due coni, se esse possono essere fatte lavorare in modo regolare, in alcuni tipi di formazioni del tef— reno.Ad esempio formazioni più tenere possono essere perforate in modo efficace con punte da trivellazione a due coni, che possono avere denti o elementi di taglio lunghi e piu aggressivi, e permettere una maggiore area di flusso di ritorno per la rimozione di grandi volumi di detriti. Inoltre qualsiasi miglioramento delle caratteristiche di lavoro di punte da trivellazione a frese rotative allunga la vita utile della punta da trivellazione.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
Costituisce lo scopo generale dell'invenzione realizzare una punta per trivellare il terreno del tipo a frese a rotolamento con caratteristiche che minimizzano la rotazione eccentrica e il funzionamento irregolare a causa dell'oscillazione delia punta provocata da un contatto intermittente tra la punta da trivellazione e la parete dei foro di trivellazione.
Lo scopo precedente è raggiunto realizzando una punta per trivellare il terreno avente un corpo della punta ed almeno una coppia di alberi di supporto a sbalzo sporgenti verso il basso e verso l'interno da esso. Una prima fresa è montata per una rotazione su uno degli alberi di supoorto ed ha una regione di contatto con la parete laterale del foro di trivellazione. Una seconda fresa e montata per una rotazione su un altro degli alberi di supporto ed ha una regione di contatta con la parete laterale del foro ai trivellazione che è non opposta rispetto a quella delia prima fresa. La stabilizzazione è ottenuta mediante un pattina stabilizzatore portata dal corpo della punta e disposto in modo da essere opposto alle regioni di contatto della prima e della seconda fresa.
In accordo con la forma di attuazione preferita della presente invenzione, la prima fresa ha uno sfasamento positivo rispetto al verso e all'asse di rotazione della punta da trivellazione e la seconda fresa ha uno sfasamento negativo rispetto al verso e all'asse di rotazione della punta da trivellazione.
In accordo con la forma di attuazione preferita della presente invenzione, il pattino stabilizzatore comprende inoltre due pattini stabilizzatori, un primo pattino opposto alla regione di contatto della prima fresa ed un secondo pattino opposto alla regione di contatto della seconda fresa. I pattini stabilizzatorisono privi dielementi di taglio per fornire una stabilizzazione ad attrito ridotto.
Altri scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzionerisulteranno evidenticon riferimento alle figure e alla descrizionedettagliata,che seguano.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La figura i rappresenta una vista m sezione longitudinale parziale diuna porzione diuna sezione di una punta a due coni per trivellare il terreno che attua i principi dell'invenzione.
La figura 2 rappresenta una vista schematica della punta da trivellazione a due coni illustrata nella figura 1.osservata dall'alto;,per mostrare la relazione dei coni.
DESCRIZIONE DELLA FORMA DI ATTUAZIONE PREFERITA
Il numero di riferimento 11 nei disegni indica una porzione di una sezione del corpo di una punta da trivellazione a due coniavente un gamba filettata in 13 per la connessione alia catena di perforazione (non rappresentata). Questa sezione comprende un mezzo di lubrificazione e di compensazione di pressione 15, la cui descrizione può essere ottenuta con riferimento al brevetto statunitense n. 4.727.942, "Compensator far Earth Boring Bits", (Compensatore per punte per trivellare il terreno), 1 marzo 1988.
Il lubrificanteè introdottaattraverso passaggi 17 sulle superfici di un albero di supporto 19, che è montato a sbalzo sulla sezione 13 in modo da estendersi verso l'interno e verso il basso.
Una fresa rotativa 21. con corone di denti di disintegrazione delterreno 23,25,è fissata all'albero di supporto 19 mediante una molteplicità di sfere 27,che sono introdotte attraversoun passaggio (non rappresentato) che à otturato per trattenere le sfere 27 sulla loro pista.
Il lubrificante è trattenuto entro le superfici di supporto di ciascuna fresa e l'albero di supporto da una guarnizione ad Q-ring 22, come descritta nel brevetto statunitense n.3.397.928,"Seal Means for Drill Bit Bearings" (Mezzi di tenuta per cuscinetti per punte da trivellazione).
La figura 2 illustra schematicamente un foro di trivellazione con una parete laterale 29 avente un diametro interno selezionato.Due sezioni 11 (vedere figura 1) sono saldate per formare un corpo della punta, di cui alcune porzioni sono indicate con i. numeri di riferimento 31,33. attraversa il quale il fluido di trivellazione scorre attraverso passaggi ed ugelli (non rappresentati) per allontanare detriti' dal foro di trivellazione portandoli alla superficiedei terreno.Una coppia di frese generalmente coniche 21, 39 sono disposte in posizioni generalmente opposte lìuna all'altra o distanziate di 180°.
La fresa 21 ha una superficie esterna conica 35 che si impegna con la parete del foro di trivellazione 29 in un punto di contatto o regione A mentre ruota intorno al suo asse 37. La fresa 39 na una superficie esterna conica 41 che si impegna con la parete del foro di trivellazione 29 in un punto di contatto o regione B mentre ruota intorno al sua asse 43.
Le due frese 21, 39 sono "sfasate·' in modo da essere tangenti ad una circonferenza 45 che circonda l'asse geometrico 47 della punta da trivellazione, che costituisce l’asse di rotazione della punta. La fresa 21 è provvista di uno sfasamento "positiva", indicando che essa é sfasata rispetto al versa e all'asse di rotazione 47 della punta da trivellazione. Con uno sfasamento positivo, la regione di contatto A della fresa 21 con la Darete laterale 29 si trova!davanti all'asse di rotazione 37 della fresa 21. La fresa 39, d'altra parte, ha uno sfasamento "negativo" rispetto al verso e all'asse di rotazione 47 della punta da trivellazione. Con uno sfasamento negativo, la regione di contatto B si trova dietro l'asse di rotazione 43 della fresa 39. In accordo con la forma di attuazione preferita della presente invenzione, gli assi di rotazione 37, 43 delle frese 29, 39 giacciono nello stesso piano verticale. Uno sfasamento positivo o negativo fa in modo che le frese 21, 39 non eseguano un movimento puro di rotolamento e fa in modo che esse striscino sui, e raschino il fondo del foro di trivellazione.
Pattini stabilizzatori 51, 53 sono previsti sul corpo 11 della punta in posizioni opposte a 180° rispetto alle regioni di contatto A. B delle frese 21, 39. I pattini stabilizzatori 51, 53 dovrebbero preferibilmente estendersivicino aldiametro interno massimo del foro di trivellazione in modo da evitare di contrastare la rotazione della punta da trivellazione intorno alle regioni di contatto A, B invece che intorno all'asse di rotazione 47, come è desiderabile.
Le regioni di contatto A, B delle frese 21, 39 definiscono il perimetro o superficie interna del foro di trivellazione mentre la punta da trivellazione ruota intorno al suo centra o asseidi rotazione 47. A causa del contatto tra le frese 21, 39 e la parete laterale 29 del foro di trivellazione, si generano forze laterali che tendono a spingere la punta da trivellazione fuori dal suo asse di rotazione 47. Se le frese 21, 39 hanno lo stesso sfasamento o uno sfasamento simile e sono distanziate di 180°, le forze laterali generate nella regione A sono contrastate nella regione B. facendo in modo che la punta da trivellazione "rimbalzi" da una regione all'altra provocando condizioni di funzionamento irregolari intermittenti. Le regioni A, B sono soggette a diventare centri alternativi intorno ai quali la punta da trivellazione può ruotare istantaneamente, invece che intorno al centra geometrico a asse di rotazione 47 della punta da trivellazione. La disposizione delle frese 21.39 con sfasamenti differenti, come precedentemente descritto, evita la condizione di regioni di contatto direttamente opposte e eventuali forze laterali generate sono contrastate dai pattini stabilizzatori 51, 53.
I pattini stabilizzatori 51, 53 opposti alle regioni di contatto A. B contribuiscono a mantenere la punta da trivellazione in una condizione di funzionamento regolare contrastando le forze laterali e mantenendo l'impegno delle regioni di contatta A.. B con la’parete laterale 29 del foro di trivellazione, riduceindo cosi la frequenza e la severità di una rotazione istantanea della punta da trivellazione intorno alle regioni A. B invece che intorno al suo asse centrale 47.Per evitare che essi fungano da due ulteriori centri alternativi,,ipattini stabilizzatori 51. 53 sono preferibilmente privi di elementi di taglio e presentano una superficie liscia ad attrita ridotto con la parete laterale 29 del foro di trivellazione.
Il diametro interno nominale del foro di trivellazione è la somma delle distanze tra l'asse 47 ed il punto B e tra l'asse 47 ed il punto A. Per una punta da trivellazione avente un diametro esterno nominale di 7-5/S pollici (193,675 mm), lo sfasamento preferito delle frese 21, 39 è 3/16 pollici (4,7625 mm) (raggio della circonferenza 45) ed i pattini stabilizzatori 51, 53 sono a filo con, o hanno un piccolo gioco rispetto alla parete laterale 29 del foro di trivellazione,uguale allo sfasamento delle frese 21, 39.
Dovrebbe essere evidente dalla descrizione precedente che è stata realizzata una invenzione che forniscevantaggisignificativi.Una puntada trivellazione a funzionamento più regolare, con un impegno continuo,perfora più rapidamente e in modo più efficiente ed è meno soggetta a rotture premature o guasti.Un altro vantaggio della punta da trivellazione consistenella riduzionedella tendenza adanneggiare il foro di trivellazione.Perciò ilforo di trivellazione non sarà surdimensionato,e la punta da trivellazione tenderà a lavorare in modo più regolare.
finche se l'invenzione èstata illustrata soltanto in"una delle sue forme,sarà evidente per i tecnici del ramo che essa non è ad essa limitata, ma è suscettibile di diverse varianti e modifiche senza allontanarsi dal suo ambito.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Punta per trivellare il terreno, comprendente: un corpo della punta: almeno una coppia di alberi di supporto a sbalzo sporgenti verso il basso e verso l'interno dal corpo della punta: una prima fresa montata per una rotazione su uno degli alberi di supporta, in cui la prima fresa ha una regione di contatto con la parete laterale del faro di trivellazione: una seconda fresa montata per una rotazione su un altro degli alberi di supporto, in cui la seconda fresa ha una regione di contatto con la parete laterale del foro di trivellazione che è non opposta rispetto a quella della prima fresa; un pattino stabilizzatore portato dal corpo della punta, in cui il pattino stabilizzatore è discosto in posizione opposta alle regioni di contatto della prima e della seconda fresa.
- 2. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicazione 1, in cui la prima fresa ha uno sfasamento positivo rispetto all'asse e al verso di rotazione della punta e la seconda fresa ha uno sfasamento negativo rispetto all'asse e al verso di rotazione della punta.
- 3. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicaziane 1. in cui il Dattina stabilizzatore è privo di elementi di taglio.
- 4. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicazione 1. in cui il pattino stabilizzatore comprende inoltre due pattini stabilizzatori, un primo oattino opposto alla regione di contatto della prima fresa, un secondo pattino opposto alla regione di contatto della seconda fresa.
- 5. Punta per trivellare il terreno, comprendente: un corpo della punta avente un asse di rotazione: almeno una coppia di alberi di supporto a sbalzo sporgenti verso il basso e verso l'interna dal corpo della punta; una prima fresa montata per una rotazione su uno degli alberi di supporto, in cui la prima fresa ha uno sfasamento positivo rispetto all'asse e al verso di rotazione del corpo della punta ed una regione di contatto con l'angolo e la parete laterale del foro di trivellazione; una seconda fresa montata per una rotazione su un altro degli alberi di supporto, in cui la seconda fresa ha uno sfasamento negativo rispetto all'asse e al verso di rotazione del corpo della punta ed una regione di contatta con l'angolo e la parete laterale del foro di trivellezione: un pattino stabilizzatore oortato dal corpo della punta, in cui il pattino stabilizzatore è disposto in posizione apposta alle regioni di contatto della prima e della seconda fresa.
- 6. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicazione 5. in cui ì oattini stabilizzatori sono privi di elementi di taalio.
- 7. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicazione 5. in cui il pattina stabilizzatore comprende inoltre due pattini stabilizzatori, un primo pattina opposto alla regione di contatto della prima fresa, ed un secondo pattino opposto alla regione di contatto della seconda fresa.
- 8. Punta per trivellare il terreno, comprendente: un corno della punta avente un asse di rotazione: una coppia di alberi di supporto a sbalzo spor— genti verso il basso e verso l'interno dal corpo della punta; una prima fresa montata peruna rotazione su uno degli alberi di supporto, in cui la prima fresa ha uno sfasamento positivo rispetto all'asse e al verso di rotazione del corpo della punta ed una regione di contatto con l ' angolo e la parete laterale del foro di trivellazione; una seconda fresa montata per una rotazione su un altro degli alberi di supporto, in cui la seconda fresa ha uno sfasamento negativo rispetto all'asse e al verso di rotazione del corpo della punta ed una regione di contatto con 'l'angolo e la parete laterale del foro di trivellazione, non opoosta rispetto a quella della prima fresa; una coppia di pattini stabilizzatori portati dal corpo della punta, con un primo pattino stabilizzatore disposto in posizione opposta alla regione di contatto della prima fresa, ed un altro pattino stabilizzatore disposto in posizione opposta alla regione di contatto della seconda fresa.
- 9. Punta per trivellare il terreno secondo la rivendicazione 8, in cui i pattini stabilizzatori sono privi di elementi di taglio.
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