ITTO980754A1 - Utensile di perforazione rotanti per perforazioni direzionale con ca- ratteristiche di taglio variabili in funzione del carico agente sul- - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

“Utensili di perforazione rotanti per perforazione direzionale con caratteristiche di taglio variabili in funzione del carico agente sull'utensile”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale ad utensili di perforazione rotanti per la perforazione di formazioni sotterranee; più in particolare l’invenzione si riferisce ad utensili con frese fisse o utensili da perforazioni a lame dentate (note con il termine anglosassone “drag bits”) adatte per perforazioni direzionali, dove vengono variate le geometrie di smusso dei bordi taglienti in posizioni o zone diverse della faccia dell’utensile, le variazioni essendo calibrate per esaltare la risposta dell’utensile ad improvvise variazioni di carico e per migliorare la stabilità dell’utensile, così come la velocità di penetrazione (ROP).

Secondo la tecnica nota della perforazione direzionale di formazioni sotterranee, un singolo utensile disposto su una batteria di aste di perforazione, solidamente collegata all’albero motore di un motore in foro del tipo (Moineau) a spostamento positivo, viene utilizzato per perforare segmenti di fori sia lineari che non lineari senza effettuare manovre di estrazione ed abbassamento della batteria di perforazione dal foro di scavo. L’utilizzo di un dispositivo di deflessione, quale un involucro piegaio, un "sub” piegato, uno stabilizzatore eccentrico, o una combinazione dei precedenti in un gruppo di fondo pozzo (BHA), comprensivo di un motore, permette un'orientazione rotazionale fìssa dell’asse dell'utensile secondo un angolo rispetto all'asse della batterìa di perforazione per perforazioni non lineari quando l'utensile viene ruotato solamente dall'albero motore. Quando la batterìa di perforazione viene ruotata in combinazione con la rotazione dell’albero motore, i movimenti rotazionali combinati inducono l’utensile a perforare in modo sostanzialmente lineare. Altre metodologie direzionali utilizzanti gruppi BHA non rotanti facenti uso di pastiglie di spinta laterali o di altri elementi disposti immediatamente al disopra dell'utensile, permettono anche perforazioni direzionali utilizzando la sola rotazione della batterìa di perforazione.

In entrambi i casi, per la perforazione direzionale di segmenti di foro non lineari, l’aggressività della faccia (l’aggressività delle frese disposte sulla faccia dell’utensile) è una caratteristica crìtica, poiché determina ampiamente il modo in cui un dato utensile risponde ad improvvise variazione di carico sull’utensile. Diversamente dagli utensili di perforazione a rulli conici, gli utensili da perforazione rotanti a lame dentate facenti uso di frese superabrasive (che solitamente comprendono prodotti sinterizzati diamantati policristallini, denominati anche "PDC") sono molto sensibili al carico; la loro sensibilità viene riflessa in curve a pendenza molto più elevata rappresentative della velocità di penetrazione (ROP) in funzione del carico agente sull’utensile (WOB) ed analogamente in curve di pendenza molto più elevata rappresentative della coppia agente sull’utensile (TOB) in funzione del carico, come illustrato nelle figg.1 e 2 dei disegni. Una tale elevata sensibilità al carico WOB provoca problemi nelle perforazioni direzionali, dove la geometria del foro di scavo è irregolare; il gruppo BHA è soggetto inoltre a fenomeni di “sticktion”, quando la perforazione di un tratto non lineare rende estremamente difficile un trasferimento graduale ed uniforme del carico all'utensile. Queste condizioni provocano di frequente lo stallo del motore ed una perdita o oscillazione dell'orientamento della faccia dell’utensile. Quando si perde la faccia dell’utensile, la qualità del foro di scavo diminuisce; al fine di stabilire un nuovo punto di riferimento per la faccia dell’utensile prima di ricominciare la perforazione, l’operatore deve interrompere la perforazione ed estrarre l'utensile dal fondo del foro di scavo, con conseguenti perdite di tempo e quindi di velocità di penetrazione. Metodi convenzionali per ridurre l’aggressività della faccia di un utensile rotante da perforazione a lame rotanti comprendono densità di frese maggiori, angoli di taglio delle frese più elevati (negativi) e l'aggiunta di nodi di usura sulla faccia dell’utensile.

Degli utensili cui si fa riferimento nelle fìgg.1 e 2 dei designi, RC comprende un utensile di perforazione a rulli conici di tipo tradizionale a scopo di riferimento, mentre FC1 è un utensile di perforazione rotativo a lame dentate dotato di frese con sinterizzato diamantato policristallino tradizionale (PDC) avente frese disposte secondo un angolo di taglio di 20°, mentre FC2 è la versione direzionale dello stesso utensile, ma con frese disposte secondo un angolo di taglio di 30°. Come si può vedere dalla fig.2, la TOB ad un dato WOB per FC2, che corrisponde alla sua aggressività di faccia, può essere fino al 30% inferiore che per FC1; perciò, FC2 risente meno negativamente di improvvise variazioni di carico durante la perforazione direzionale. Tuttavia, facendo riferimento alla fig.1, si può anche vedere che l'utensile FC2 meno aggressivo esibisce una ROP marcatamente ridotta per un dato WOB, rispetto alla fig.2.

Può quindi essere desiderabile per un utensile dimostrare le caratteristiche di aggressività minori di un utensile direzionale tradizionale, quale FC2, per perforazioni non lineari senza sacrificare la ROP in misura uguale quando il WOB viene aumentato per perforare un segmento lineare.

E’ noto da tempo che la formazione di uno smusso anulare notevole sul bordo tagliente della tavoletta diamantata di una fresa PDC ha esaltato la durabilità della tavoletta diamantata, riducendo la sua tendenza a scheggiarsi e fratturarsi durante le fasi iniziale di un’operazione di perforazione prima che una parte piatta di usura di sia formata sul lato della tavoletta diamantata e sul sottostrato di supporto che contatta la formazione da perforare.

Il brevetto statunitense Re 32.036 a nome Dennis descrive una fresa PDC discoidale con un bordo tagliente smussato del tipo suddetto comprendente una tavoletta diamantata policristallina formata in condizioni di pressione e temperatura elevate su un sottostrato di supporto di carbura di tungsteno. Per frese PDC di tipo tradizionale, le dimensioni e l’angolo di smusso sarebbero tipicamente di 0,25 mm (misurate in senso radiale perpendicolarmente alla faccia tagliente) con lo smusso orientato di 45° rispetto all’asse longitudinale della fresa, cosi da dare luogo ad una larghezza radiale maggiore misurata sulla superficie stessa dello smusso. Sono anche note frese PDC a smussi multipli, come insegnato nel brevetto statunitense a nome Cooley et al., n.5.437.343 di proprietà della stessa richiedente. Sono anche noti bordi taglienti arrotondati piuttosto che smussati, come descritto nel brevetto statunitense n.5.016.718 a nome Tandberg.

Per un certo tempo, le tavolette diamantate delle frese PDC avevano spessore o profondità limitata a circa 0,76 mm o meno, a causa della difficoltà nella fabbricazione di tavolette più spesse di qualità adeguata. Tuttavia, dei miglioramenti di procedimento recenti hanno prodotto tavolette diamantate molto più spesse, di oltre 1,78 mm, e fino a 3,81 mm. Nel brevetto statunitense n.5.706.906, a nome della stessa richiedente, si descrivono e si rivendicano diverse configurazioni di una fresa PDC che utilizza una tavoletta diamantata relativamente spessa. Tali frese includono una faccia tagliente avente un grande smusso su di esse in adiacenza al bordo tagliente, dove lo smusso può superare 1,27 mm di larghezza, misurata radialmente ed attraverso la superficie dello smusso. Sono note anche altre frese utilizzanti uno smusso relativamente grande, senza una tale profondità della tavoletta diamantata.

Recenti prove di laboratorio, così come prove in situ, hanno dimostrare in modo definitivo che un parametro significativo che influisce sulla durata delle frese PDC è la geometria del bordo-tagliente; in modo particolare, gli smussi anteriori più grandi (il primo smusso su una fresa che incontra ia formazione quando l'utensile viene ruotato nella direzione normale) permettono di realizzate frese più durevoli. Il carattere resistente delle frese a smusso grande sopra accennate conferma questi risultati. Tuttavia si è anche notato che le frese dotate di smussi grandi rallentano anche le prestazioni complessive di un utensile dotato di esse, in termini di ROP. Questa caratteristica delle frese a smusso grande è stata considerata sfavorevole.

Gli inventori hanno scoperto che la variazione delle dimensioni dello smusso e degli angoli di taglio dello smusso di varie frese PDC in funzione o in relazione alla ridondanza di frese in posizioni radiali varie sulla faccia dell'utensile può essere sfruttata per ottenere un utensile che esibisca aggressività relativamente bassa e buona stabilità, garantendo nel contempo un’adeguata capacità di taglio laterale per perforazioni non lineari, fornendo inoltre una ROP maggiore nella perforazione di segmenti di fori lineari rispetto agli utensili direzionali o direzionabili di tipo tradizionale con frese con angoli di tagli spinti.

La presente invenzione comprende una punta da perforazione rotante a lame dentate dotata di frese PDC, in cui le frese nella regione centrale a bassa ridondanza di frese dell’utensile esibiscono uno smusso relativamente grande e sono orientate secondo un angolo di taglio relativamente ampio, mentre le dimensioni dello smusso così come l’angolo di taglio dello smusso diminuisce nelle frese localizzate maggiormente vicino alla regione esterna, o spessore di calibro (gage) dell’utensile, dove viene utilizzata una ridondanza di frese più elevata.

Una tale configurazione dell'utensile modifica in modo notevole le caratteristiche della ROP e della TOB in funzione del WOB, per l’utensile rispetto alle curve lineare a pendenza singola illustrate nelle figg.1 e 2 per FC1 e FC2 in curve esponenziali a doppia pendenza, come illustrato con riferimento ad un utensile FC3 secondo l'invenzione.

Sono le caratteristiche di doppia pendenza che sono desiderabili per la perforazione di tipo direzionale, a dimostrazione del fatto che un utensile, quale il FC3, è lento e trivella in modo omogeneo con una coppia applicata minore sotto un carico WOB relativamente basso, quale quello che viene applicato durante la perforazione orientata di un segmento non lineare di un pozzo di scavo, mentre è capace di riguadagnare il suo pieno potenziale ROP a livelli di WOB relativamente più elevati, quali quelli che vengono applicati durante la perforazione lineare.

Si è trovato che la dimensione dello smusso determina in modo predominante il livello di ROP o WOB al quale ha luogo l'interruzione tra le due pendenze, mentre l’angolo di taglio dello smusso determina in modo predominante le pendenze delle curve sotto un basso WOB, e gli angoli di taglio della fresa stabiliscono le pendenze sotto WOB elevati. L’angolo di taglio dello smusso rispetto al quale la formazione che viene intagliata può essere modificato cambiando l’angolo di smusso sulla fresa, cambiando l’angolo di taglio della fresa stessa, o con una combinazione di questi due. Si possono perciò ottenere pendenze diverse a WOB bassi per utensili utilizzanti frese con angoli di smusso simili, ma disposte secondo angoli di taglio diversi delle frese, oppure utensili utilizzanti frese con angoli di smusso differenti, ma disposte secondo angoli di taglio delle frese simili. In generale, disponendo frese di aggressività relativamente minore nel centro della faccia dell’utensile e frese di aggressività relativamente maggiore verso lo spessore di calibro rende l'utensile più stabile. Secondo il concetto più ampio dell’invenzione, le dimensioni e gli angoli degli smussi delle frese disposte in una varietà di posizioni radiali sulla faccia dell'utensile potranno essere variate in funzione o in relazione alla ridondanza delle frese nelle varie posizioni.

La fig.1 è una rappresentazione grafica delle caratteristiche di velocità di penetrazione (ROP) in funzione delle caratteristiche di carico sull'utensile (WOB) di vari utensili rotativi di perforazione, utilizzati nella perforazione di argillite di Mancos ad una pressione di fondo pozzo di 2000 psi;

la fig.2 è una rappresentazione grafica delle caratteristiche di coppia (TOB) in funzione delle caratteristiche di carico (WOB) di vari utensili rotativi di perforazione nella perforazione di argillite di Mancos ad una pressione di fondo pozzo di 2000 psi;

la fig.3A comprende una vista frontale di una fresa (PDC) a smusso piccolo, utilizzabile con la presente invenzione e la fig.3B comprende una vista in sezione laterale della fresa (PDC) a smusso piccolo della fig.3A, secondo le linee di sezione B-B;

la fig.4 comprende una vista frontale di una fresa (PDC) a smusso grande, utilizzabile con la presente invenzione;

la fig.5 comprende una vista laterale in sezione di una prima configurazione interna per la fresa (PDC) a smusso grande della fig.4;

la fig.6 comprende una vista laterale in sezione di una seconda configurazione interna per la fresa (PDC) a smusso grande della fig.4; la fig.7 comprende una vista prospettica laterale di un utensile rotativo da perforazione a lame dentate (PDC) secondo la presente invenzione;

la fig.8 comprende una vista frontale dell’utensile della fig.7; la fig.9 comprende una vista frontale obliqua in scala ingrandita di un singolo coltello dell’utensile della fig.7, dove sono illustrati angoli e dimensioni variabili degli smussi della fresa e degli angoli di inclinazione variabili utilizzati per la fresa;

la fig.10 comprende una sezione laterale schematica e parziale di un utensile avente un profilo come quello della fig.7, con le posizioni delle frese ruotate su di un singolo raggio che si estende dalla linea centrale dell’utensile allo spessore di calibro per illustrare le vane posizioni delle facce radiali dell'utensile per le varie dimensioni ed angoli di smusso della fresa, ed i vari angoli di taglio delle frese, utilizzati nell'utensile; e la fig.11 comprende una vista laterale di una fresa (PDC) come utilizzata con la presente invenzione, dove sono illustrati gli effetti dell’angolo di taglio dello smusso e della fresa.

Nel contesto della presente invenzione, e con riferimento alle dimensioni degli smussi utilizzati nelle varie regioni dell'esterno dell'utensile, i termini “grande” e “piccolo” per gli smussi sono relativi, non assoluti, e le diciture differenti potranno indicare ciò che costituisce uno smusso relativamente grande o piccolo per un utensile dato. La descrizione seguente su “piccolo” e "grande” per gli smussi è quindi a puro titolo di esempio non limitativo, al fine di fornire una descrizione chiara dell’invenzione e del miglior modo per metterla in atto, nella misura attualmente intesa dagli inventori.

Le figg.3A e 3B illustrano una fresa 10 “a smusso piccolo", comprensiva di una tavoletta 12 PDC superabrasiva supportata da un sottostrato 14 in carburo di tungsteno (WC) di tipo noto. L’interfaccia 16 tra la tavoletta diamantata 12 PDC ed il sottostrato 14 potrà essere piana o non piana, a seconda delle esigenze di progetto variabili, come è noto nel settore. La fresa 10 è sostanzialmente cilindrica e simmetrica attorno all'asse longitudinale 18, nonostante tale simmetria non sia richiesta e siano note nel settore frese di tipo non simmetrico. La faccia tagliente 20 della fresa 10, da orientare su un utensile affacciato generalmente nella direzione di rotazione dell’utensile, si estende in senso sostanzialmente trasversale a tale direzione, ed all’asse 18. La superficie 22 della porzione centrale della faccia tagliente 20 è piana, come illustrato, anche se potranno essere utilizzate superfici piane concave, convesse, dotate di bordi o altre superfici sostanzialmente, ma non esattamente, piane. Uno smusso 24 si estende dalla periferia della superficie 22 al bordo tagliente 26 della parete laterale 28 della tavoletta PDC 12. Lo smusso 24 ed il bordo tagliente 26 potranno estendersi attorno a tutta la periferia della tavoletta 12, o solo lungo una parte periferica da posizionarsi adiacente alla formazione da fresare. Lo smusso 24 potrà comprendere il suddetto smusso tradizionale di 0,25 mm con angolo di 45°, oppure io smusso potrà essere disposto secondo un angolo diverso, con riferimento allo smusso 124 della fresa 110 descritta nel seguito. Nonostante in questo esempio si faccia riferimento ad uno smusso di dimensioni di 0,25 mm (entro tolleranze tradizionali), per l'attuazione della presente invenzione si potranno anche prevedere dimensioni di smussi variabili tra 0,13 mm e 0,51 mm, costituenti uno smusso “piccolo”. Si noti anche che potranno essere utilizzate frese dotate di uno smusso visibile sostanzialmente nullo per certe applicazioni in regioni esterne selezionate dell'utensile.

Le fìgg.4-6 illustrano una fresa esemplificativa “a smusso grande” 110, comprendente una tavoletta PDC 112 superabrasiva supportata da un sottostrato WC 114. L'interfaccia 116 tra la tavoletta diamantata PDC 112 ed il sottostrato 114 potrà essere piana o non piana, a seconda delle molte esigenze variabili di progetto, come è noto nel settore (si vedano specialmente le figg.5 e 6). La fresa 110 è sostanzialmente cilindrica e simmetrica attorno al proprio asse longitudinale 118, nonostante tale simmetria non sia richiesta e siano note nel settore frese non simmetriche. La faccia tagliente 120 della fresa 110, da orientare su di un utensile affacciata generalmente nella direzione di rotazione dell’utensile, si estende in modo sostanzialmente trasversale a tale direzione, ed all’asse 118. La superficie 122 della parte centrale della faccia tagliente 120 è piana come illustrato, anche se potranno essere utilizzate superfici concave, convesse, dotate di bordi o altre superfici sostanzialmente, ma non esattamente, piane. Uno smusso 124 si estende dalla parte periferica della superficie 122 fino al bordo tagliente 126 in corrispondenza della parete laterale 128 della tavoletta diamantata 112. Lo smusso 124 ed il bordo tagliente 126 potranno estendersi lungo tutta la periferia della tavoletta 112, oppure essere collocate solo lungo una porzione periferica in adiacenza alla formazione da fresare. Lo smusso 124 potrà comprendere una superficie orientata di 45° rispetto all'asse 118, ed avere una larghezza, misurata radialmente osservando perpendicolarmente la faccia tagliente 120, variabile in dimensioni verticali da circa 0,76 mm, e generalmente rientrante in un campo di spessori tra circa 0,76 e 1,52 mm. Sono ritenuti utili angoli di smusso da circa 10° a circa 80° rispetto all’asse 118, preferendo per la maggior parte delle applicazioni angoli compresi tra circa 30° e circa 60s. L’angolo effettivo di uno smusso rispetto alla faccia della formazione intagliata potrà anche essere alterato, cambiando l'angolo di taglio di una fresa.

La fìg.5 illustra una configurazione interna per la fresa 110, in cui la tavoletta 112 è estremamente spessa, con spessori dell'ordine di 1,78 mm o più, conformemente agli insegnamenti della sopra citata domanda di brevetto Ό76.

La fig.6 illustra una seconda configurazione interna per la fresa 110, in cui la faccia frontale 115 dei sottostrato 114 è di forma troncoconica, e la tavoletta 112, di spessore sostanzialmente costante, copia in modo sostanziale la forma della faccia frontale 115 per realizzare uno smusso grande di larghezza desiderata senza richiedere la grossa massa diamantata PDC della domanda di brevetto '76.

Le figg.7-10 rappresentano un utensile da perforazione rotativo a lame dentate secondo l'invenzione. L’utensile 200 comprende un corpo 202 avente una faccia 204 e comprendente una pluralità (in questo caso sei) di lame 206 orientate in modo generalmente radiale, che si estendono al disopra della faccia 204 dell’utensile fino ad uno spessore di calibro 207. Tra lame adiacenti 206 sono disposte fenditure 208 per detriti. Una pluralità di ugelli 210 permette il passaggio di un fluido di perforazione dalla parte piena 212 all'interno del corpo 202 dell’utensile, affinché sia ricevuto attraverso passaggi 214 comunicanti con la faccia 204 dell’utensile. I detriti delle formazioni rocciose generati durante un’operazione di perforazione vengono trasportati dal fluido di perforazione attraversando la faccia 204 dell'utensile in vie di fluido 216, comunicanti con rispettive fenditure 208 per detriti. Pastiglie secondane 240 in spessore di calibro sono sfalsate in senso rotazionale e sostanzialmente in senso longitudinale rispetto ai coltelli 206, e procurano una maggiore stabilità per l’utensile 200 durante la perforazione di tratti di segmento sia lineari che non lineari. Tale stabilità aggiuntiva riduce l'incidenza di risalti nella parete laterale del foro di scavo, e di formazioni a spirale lungo il percorso del foro di scavo. Un codolo 220 comprende un collegamento a perno filettato 222 di tipo noto, anche se potranno essere utilizzati altri tipi di collegamento.

Il profilo 224 della faccia 204 dell’utensile come definito dai coltelli 206 è illustrato nella fig.10, dove l’utensile 200 è mostrato adiacente ad una formazione rocciosa sotterranea 40 al fondo del foro di scavo. Una prima regione 226 ed una seconda regione 228 sul profilo 224 si affacciano alle zone di roccia adiacenti 42 e 44 della formazione 40 e portano rispettive frese 110 a smusso grande e 10 smusso piccolo. La prima regione 226 può considerarsi comprensiva del cono 230 del profilo 224 come illustrato, mentre la seconda regione 228 può considerarsi comprensiva del naso 232 e del fianco 234 ed estendersi allo spallamento 236 del profilo 224, terminando in corrispondenza dello spessore di calibro 207.

In una forma di realizzazione attualmente preferita dell’invenzione e facendo particolare riferimento alle figg. 9 e 10, delie frese 110 a smusso grande potranno comprendere frese aventi tavolette PDC di spessore superiore a 1,78 mm, e preferibilmente compreso tra circa 2,03 mm e 2,29 mm in profondità, con smussi 124 di larghezza compresa tra 0,76 mm circa e 1,52 mm, come osservato secondo una direzione perpendicolare alla faccia tagliente 120, e disposti secondo un angolo di 45° rispetto all’asse 118 della fresa. Le frese stesse, come disposte nella prima regione 226, sono disposte secondo un angolo di taglio di 20° rispetto al profilo dell'utensile (vedere le frese 110 illustrate parzialmente in tratteggio nella fig.10, per notare l'angolo di 20°) in corrispondenza di ciascuna rispettiva posizione delle frese, così da realizzare degli smussi 124 con un angolo di taglio di 65°. Le frese 10, d’altro canto, disposte nella regione 228, potranno comprendere frese con smussi di tipo tradizionale aventi uno spessore della tavoletta PDC di circa 0,76 mm, e larghezza di smusso compresa tra circa 0,25 e 0,50 mm come osservato secondo una direzione perpendicolare alla faccia tagliente 20, con smussi 24 orientati secondo un angolo di 45° rispetto all'asse 18. Le frese 10 sono esse stesse disposte secondo un angolo di taglio di 15° sul naso 232, realizzando un angolo di taglio a smusso di 60°, mentre l'angolo di taglio della fresa è ulteriormente ridotto a 10° sul fianco 234, sullo spallamento 236 e sullo spessore di calibro 207 dell’utensile 200, risultando così un anglo di taglio smussato di 55°. Le frese PDC 10 immediatamente al disopra dello spessore di calibro 207 comprendono preformate su di esse delle parti piatte orientate parallelamente all'asse longitudinale dell’utensile 200, come è noto nel settore. Nelle applicazioni direzionabili che richiedono una maggiore durata sullo spallamento 236, potranno eventualmente essere utilizzate frese 110 a smusso grande, ma orientate secondo un angolo di taglio di 10°. Inoltre, l'angolo di smusso delle frese 110 nella prima regione 226 e nello spallamento 236 potranno essere diversi da 45°; ad esempio, si potranno utilizzare angoli di smusso di 70° con larghezze di smusso (guardando nella direzione verticale la faccia tagliente dell’utensile) compresi tra circa 0,89 mm e 1,02 mm, disponendo le frese 110 secondo angoli di taglio appropriati per ottenere gli angoli di taglio smussati desiderati nelle rispettive regioni.

Tra le prime e le seconde regioni 226 e 228 potrà esistere una regione di confine, piuttosto che un confine netto. Ad esempio, la zona rocciosa 46 a cavallo tra i bordi adiacenti delle zone rocciose 42 e 44 della formazione 40 potranno comprendere un'area in cui le sollecitazioni sulle frese e la resistenza della formazione siano sempre variabili a causa delia dinamica a cui è soggetto l'utensile. In alternativa, la zona rocciosa 46 potrà segnare l'inizio della presenza di una terza regione sul profilo dell'utensile, dove si desidera ottenere una terza dimensione dello smusso della fresa. In ogni caso, l’area anulare del profilo 224 opposto alla zona 46 potrà essere popolato con frese di entrambi i tipi (cioè di spessore e ad angolo di smusso) ed utilizzanti angoli di taglio rispettivamente utilizzati nelle regioni 226 e 228, oppure si potranno utilizzare frese aventi dimensioni ed angoli di smusso ed angoli di taglio di fresa intermedi tra quelli delle frese delle regioni 226 e 228.

L’utensile 200, dotato come descritto di una combinazione di frese a smusso piccolo 10 e frese a smusso grande 110, perforeranno con una velocità di penetrazione (ROP) che si avvicina a quella degli utensili non direzionali di tipo tradizionale dotati solo di frese a smusso piccolo, ma manterranno una stabilità maggiore e perforeranno molto più velocemente di un utensile di perforazione direzionale di tipo tradizionale, dotato solo di frese a smusso grande.

Si prevede che i benefici ottenibili dalla presente invenzione nascano dagli effetti sopra citati di variazione selettiva delle dimensioni dello smusso, dell'angolo di taglio dello smusso e dell’angolo di taglio di fresa. Ad esempio e con particolare riferimento alla fig.11, la dimensione (larghezza) dello smusso 124 delle frese 110 a smusso grande al centro dell'utensile può essere scelta per mantenere caratteristiche non aggressive nell’utensile fino ad un certo carico dell’utensile (WOB) o velocità di perforazione (ROP), come indicato nelle figg.1 e 2 nel punto in cui le curve dell'utensile FC3 cambiano bruscamente pendenza. A parità di angoli di taglio di smusso β1, quanto maggiore è lo smusso 124, tanto maggiore dovrà essere il carico (WOB) da applicare prima che l’utensile entri nella seconda porzione a pendenza maggiore delle curve. Perciò, per la perforazione di tratti di foro di scavo non lineari, dove il carico applicato è in genere relativamente basso, si ritiene che una caratteristica non aggressiva dell’utensile possa essere mantenuta per la perforazione fino ad una prima profondità di taglio (DOC1) associata ad un carico (WOB) basso, in cui il taglio avviene sostanzialmente all'interno dello smusso 124 delle frese 110 a smusso grande, disposte nella regione centrale dell'utensile. In questo caso, l'angolo di taglio efficace della faccia tagliente 120 della fresa 110 è l’angolo di taglio smussato β1, e l’angolo efficace γ1 incluso tra la faccia tagliente 120 e la formazione 300 è relativamente piccolo. Per la perforazione di segmenti di foro lineari, il carico WOB viene aumentato in modo tale che la profondità di taglio (DOC2) si estenda al disopra degii smussi 124 sulle facce taglienti 120 delle frese a smusso grande per realizzare un angolo incluso effettivo γ2 più grande (ed un angolo di taglio della faccia tagliente β2 effettivo minore) tra la faccia tagliente 120 e la formazione 300, rendendo le frese 110 più aggressive e quindi incrementando la velocità ROP per un dato carico WOB al disopra del punto di interruzione della curva della fig.1. Come illustrato nella fig.2, questa condizione è anche dimostrata da un sensibile incremento nella pendenza della curva della coppia (TOB) in funzione del carico oltre un certo livello di carico. Ovviamente, se uno smusso 124 è eccessivamente grande, potrebbe doversi applicare un carico eccessivo per indurre l'utensile a diventare più aggressivo ed aumentare la velocità ROP per perforazioni lineari.

L’angolo di taglio di smusso β1 delle frese 110 a smusso grande potrà essere utilizzato per controllare la profondità di taglio (DOC) per un dato carico WOB al disotto di una soglia WOB, dove la profondità DOC supera la profondità di smusso in senso perpendicolare alla formazione. Quando minore è l'angolo incluso γ1 tagliato tra lo smusso 124 e la formazione 300, tanto più è richiesto carico WOB per ottenere una certa profondità DOC data. Inoltre, l'angolo di taglio β1 di smusso determina in modo predominante le pendenze delle curve ROP/WOB e TOB/WOB delle figg.1 e 2 a bassi valori di WOB ed al disotto delle interruzioni nelle curve, dato che le frese 110 apparentemente impegnano la formazione ad una profondità DOC1 situata sostanzialmente all’interno dello smusso 124.

Inoltre, la selezione degli angoli di taglio δ delle frese stesse 110 (come opposto agli angoli di taglio β1 degli smussi 124) potrà essere utilizzata per determinare in modo predominante le pendenze delle curve ROP/WOB e TOB/WOB per valori WOB alti ed al disopra delle interruzioni nelle curve, dato che le frese 110 saranno impegnate con la formazione ad una profondità DOC2 tale per cui porzioni centrali delle facce taglienti delle frese 110 (cioè al disopra degli smussi 124) saranno impegnate con la formazione 300. Dato che le aree centrali delle facce taglienti 120 delle frese 110 sano orientate sostanzialmente perpendicolari agli assi longitudinali 118 delle frese 110, l’angolo di taglio δ della fresa sarà largamente dominante sugli angoli di taglio effettivi (ora β2) rispetto alla formazione 300, a prescindere dagli angoli di taglio di smusso β1. Come notato in precedenza, gli angoli di taglio δ della fresa potranno anche essere usati per alterare gli angoli di taglio β1 degli smussi al fine di determinare le prestazioni di un utensile durante una perforazione con carico WOB relativamente basso.

Si potrà apprezzare che un'opportuna selezione dell’angolo di taglio dello smusso e della dimensione dello smusso per le frese a smusso grande potrà essere utilizzata per ottimizzare le prestazioni di un utensile di perforazione rispetto alle caratteristiche di uscita di un motore in foro che movimenta l’utensile durante la perforazione direzionarle o non lineare di un segmento di un foro. Tale ottimizzazione potrà essere effettuata scegliendo uno smusso di dimensioni tali per cui l’utensile rimanga non aggressivo al disotto del carico WOB massimo da applicare durante perforazioni direzionarli o non lineari della formazione o delle formazioni in questione, e scegliendo un angolo di taglio di smusso tale per cui le richieste di coppia fatte dall’utensile all’interno del campo di pesi WOB applicati durante tale perforazione direzionatile non superi la coppia in uscita resa disponibile dal motore, evitando così lo stallo.

Con riferimento al posizionamento di frese che esibiscono smussi con dimensioni varie sull'esterno, ed in modo specifico sulla faccia di un utensile, gli spessori di smusso utilizzati nelle diverse regioni della faccia dell'utensile potranno essere scelte in proporzione alla ridondanza delle frese o alla loro densità in tali collocazioni. Ad esempio, una regione centrale dell’utensile, quale quella compresa all’interno di un cono che circonda la linea centrale dell’utensile (vedere le figg.7-10 ed il relativo commento) potrà avere solo una singola fresa (che permette una certa sovrapposizione radiale delle frese) in ciascuna delle diverse posizioni estese radialmente verso l'esterno dalla linea centrale o asse longitudinale dell’utensile. In altre parole, vi è solamente una ridondanza “singola” di frese in tali posizioni per le frese. Una regione esterna dell'utensile, parti della quale potranno essere caratterizzate come comprendenti un naso, un fianco ed uno spallamento, potranno, d’altra parte, esibire diverse frese sostanzialmente nella stessa posizione radiale. Si potrebbe desiderare di disporre tre frese sostanzialmente in una singola collocazione radiale nella regione esterna, ottenendo una ridondanza di frese sostanzialmente tripla. In una regione di transizione tra le regioni interne ed esterne, cosi come sulla regione di confine tra il cono ed il naso, ci potrebbe essere una ridondanza di frese intermedia, quale una ridondanza sostanzialmente doppia, oppure due frese sostanzialmente in ciascuna posizione radiale in quella regione.

Mettendo in relazione la ridondanza di frese con la larghezza di smusso a scopi esemplificativi riguardo alla presente invenzione, frese disposte in posizioni a ridondanza singola potranno esibire larghezze di smusso comprese tra 0,76 e 1,52 mm, mentre quelle in posizioni di ridondanza doppia potranno esibire larghezze di smusso comprese tra circa 0,50 e 1,02 mm, e le frese in posizioni di tripla ridondanza potranno esibire larghezze di smusso comprese tra circa 0,25 e 0,51 mm.

Gli angoli di inclinazione delle frese in relazione alle loro posizioni sulla faccia dell’utensile sono stati discussi in precedenza con riferimento alle figg.7-10; si apprezzerà tuttavia che differenze negli angoli di smusso diversi dagli angoli esemplificativi a 45° sopra discussi potranno necessitare di differenze nei relativi angoli di taglio delle frese utilizzati in regioni diverse delia faccia dell'utensile rispetto a quelle dell'esempio.

Nonostante la presente invenzione si stata descrìtta alla luce della forma di realizzazione illustrata, le persone esperte del settore comprenderanno ed apprezzeranno che l'invenzione non è limitata a tale esempio, e che potranno essere apportate numerose aggiunte, rimozioni e modifiche all'invenzione illustrata senza esulare dall’ambito dell’invenzione, come qui di seguito rivendicato.

Claims (23)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee, comprendente: un corpo utensile avente un asse longitudinale e che si estende radialmente verso l'esterno da esso ad uno spessore di calibro, il corpo utensile comprendendo inoltre almeno una prima regione ed una seconda regione su di una faccia da orientare verso la formazione sotterranea durante la perforazione; e una pluralità di frese disposte sul corpo utensile nella prima e nella seconda regione, le frese comprendendo ciascuna una faccia tagliente superabrasiva che si estende in due dimensioni sostanzialmente traversali ad una direzione di movimento della fresa durante la perforazione, e comprendenti un bordo tagliente disposto per impegnare la formazione sotterranea, in cui la faccia tagliente di almeno una fresa collocata nella prima regione esibisce uno smusso sostanzialmente più grande in adiacenza al bordo tagliente rispetto ad uno smusso adiacente ad un bordo tagliente di almeno una fresa collocata nella seconda regione.
2. 2. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui la prima regione comprende un’area più vicina ail’asse longitudinale del corpo utensile rispetto alla seconda regione.
3. 3. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 2, in cui la prima regione giace all'interno di un cono sulla faccia dell’utensile, e la seconda regione si estende almeno oltre un naso ed un fianco sulla faccia dell’utensile.
4. 4. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 3, in cui la seconda regione si estende fino allo spessore di calibro del corpo utensile.
5. 5. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui ie facce taglienti superabrasive sono formate su tavolette compatte diamantate policristalline.
6. 6. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 5, in cui ie tavolette compatte diamantate policristalline sono supportate da sottostrati metallici.
7. 7. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 6, in cui la tavoletta di almeno una fresa nella seconda regione è più sottile della tavoletta di almeno una fresa nella prima regione.
8. 8. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui gli smussi di almeno una maggioranza delle frese nella prima regione sono più grandi degli smussi di almeno una maggioranza delle frese nella seconda regione.
9. 9. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1 , comprendente inoltre almeno una fresa collocata in prossimità di un. confine tra la prima e la seconda regione, ed avente uno smusso di dimensioni intermedie tra gli smussi dell’almeno una fresa nella prima regione e la almeno una fresa nella seconda regione.
10. 10. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui la almeno una fresa nella prima regione comprende una pluralità di frese in cui la almeno una fresa nella seconda regione comprende una pluralità di frese, ed in cui un'area sulla faccia dell’utensile comprensiva di una regione di confine tra la prima e la seconda regione include una pluralità di frese, almeno una delle frese nella regione di confine esibisce uno smusso dimensionato come quelli della pluralità di frese della prima regione ed almeno un’altra delle frese nella regione di confine esibisce uno smusso dimensionato come quelli della pluralità di frese delia seconda regione.
11. 11. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una fresa nella prima regione comprende una pluralità di tali frese in cui la almeno una fresa nella seconda regione comprende una pluralità di tali frese, ed in cui la pluralità di frese della prima regione è orientata secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio della pluralità di frese della seconda regione.
12. 12. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 11, in cui la prima regione si trova più vicina all'asse longitudinale del corpo utensile rispetto alla prima regione, e la pluralità di frese della seconda regione comprende delle frese più vicine alla prima regione aventi angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio delle frese disposte più lontano dalla prima regione.
13. 13. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 12, in cui la seconda regione si estende dalla prima regione allo spessore di calibro, e le frese della seconda regione più vicine alla prima regione esibiscono angoli di taglio maggiori rispetto alle frese della seconda regione più vicine allo spessore di calibro.
14. 14. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre una regione di confine sulla faccia dell’utensile situata tra la prima e la seconda regione, e frese situate nella regione di confine aventi un angolo di taglio intermedio tra gli angoli di taglio delie frese della prima regione e delle frese della seconda regione.
15. 15. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1 , in cui la almeno una fresa nella prima regione comprende una pluralità di tali frese in cui la almeno una fresa nella seconda regione comprende una pluralità di tali frese, ed in cui la pluralità di frese della prima regione comprende gli smussi orientati secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio degli smussi della pluralità di frese della seconda regione.
16. 16. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 15, in cui la prima regione si trova più vicina all’asse longitudinale del corpo utensile rispetto alla prima regione, e la pluralità di frese della seconda regione comprende delle frese più vicine alla prima regione aventi angoli di taglio di smusso maggiori degli angoli di taglio di smusso delle frese più lontane della prima regione.
17. 17. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 16, in cui la seconda regione si estende dalla prima regione allo spessore di calibro, e le frese della seconda regione più vicine alla prima regione esibiscono angoli di taglio di smusso maggiori degli angoli di taglio di smusso delle frese della seconda regione più vicine allo spessore di calibro.
18. 18. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 15, comprendente inoltre una regione di confine sulla faccia dell’utensile situata tra la prima e la seconda regione, e le frese situate sulla regione di confine hanno un angolo di taglio di smusso intermedio tra gli angoli di taglio di smusso delle frese della prima regione e delle frese della seconda regione.
19. 19. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1 , in cui il corpo utensile comprende inoltre una pluralità di lame orientate in modo generalmente radiale che si estendono sopra la faccia dell'utensile e verso lo spessore di calibro, ed in cui la almeno una fresa della prima regione e la almeno una fresa della seconda regione sono collocate sulle lame.
20. 20. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui gli smussi delle frese sono orientati secondo angoli di taglio determinati in parte dall’angolo di smusso ed in parte dall'angolo di taglio della fresa.
21. 21. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 20, in cui la almeno una fresa della prima regione comprende una pluralità di frese, la almeno una fresa della seconda regione comprende una pluralità di frese, e la pluralità di frese nella prima regione è orientata secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio della pluralità di frese nella seconda regione.
22. 22. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 21, in cui la prima regione si trova più vicina all’asse longitudinale rispetto alla seconda regione, e le frese della seconda regione situate relativamente più vicine alla prima regione sono orientate secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio delle frese della seconda regione collocate relativamente più lontane dalla prima regione. 23. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 20, in cui gli angoli di smusso delle frese della almeno una fresa della prima regione e della almeno una fresa della seconda regione sono sostanzialmente uguali. 24. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1, in cui le frese della pluralità di frese hanno assi longitudinali, e gli smussi della almeno una fresa della prima regione e della almeno una fresa della seconda regione sono disposte secondo angoli sostanzialmente uguali ai loro rispettivi assi longitudinali. 25. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1 , in cui la almeno una fresa nella prima regione è disposta secondo un angolo di taglio maggiore rispetto alla almeno una fresa nella seconda regione, e comprendente inoltre almeno un’altra fresa in prossimità dello spessore di calibro, che esibisce uno smusso di una dimensione corrispondente alla quella della almeno una fresa nella prima regione, ed è dotata di un angolo di taglio minore dell’angolo di taglio di fresa della almeno una fresa nella prima regione. 26. Utensile da perforazione rotante a lame dentate secondo la rivendicazione 1 , in cui la prima regione si trova all’interno di un cono sulla faccia dell’utensile, e la seconda regione si estende su di almeno un naso sulla faccia dell’utensile. 27. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee, comprendente: un corpo utensile avente un asse longitudinale e che si estende radialmente verso l’esterno da esso ad uno spessore di calibro, il corpo utensile comprendendo inoltre una faccia da orientare verso la formazione sotterranea durante la perforazione; e una pluralità di frese localizzate sul corpo utensile sulla faccia in una pluralità di posizioni radiali che si estendono dalla prossimità dell’asse longitudinale alla prossimità dello spessore di calibro, essendoci gradi variabili di ridondanza di frese tra la pluralità di posizioni radiali, la pluralità di frese comprendendo ciascuna una faccia tagliente superabrasiva che si estende in due dimensioni sostanzialmente trasversali ad una direzione di movimento della fresa durante la perforazione e comprendente un bordo tagliente collocato per impegnare la formazione sotterranea, almeno alcune delle pluralità di frese avendo smussi in prossimità dei bordi di taglio; in cui gli smussi di almeno alcune frese hanno larghezze radiali generalmente proporzionate ad un grado di ridondanza di frese in prossimità delle loro rispettive posizioni radiali.
23. 23. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 27, in cui la faccia dell’utensile comprende un cono prossimo all’asse longitudinale ed un naso più distante dall'asse longitudinale di quanto non lo sia il cono, ed in cui un rapporto tra le larghezze di smusso delle frese all'interno del cono rispetto alle larghezze degli smussi delle frese sul naso non è inferiore a circa 3:1. 29. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 28, in cui il rapporto di larghezza di smusso è sostanzialmente 3:1. 30. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 27, in cui la faccia dell'utensile comprende un cono in prossimità dell’asse longitudinale ed un naso più distante dall’asse longitudinale di quanto non lo sia il cono, ed in cui frese all'interno del cono sono disposte radialmente per una ridondanza sostanzialmente singola e le frese sul naso sono disposte radialmente per una ridondanza sostanzialmente tripla. 31. Utensile da perforazione rotante a lame dentate perla perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 30, in cui le frese collocate lungo un confine generalmente anulare tra il cono ed il naso sulla faccia dell'utensile sono disposte radialmente per una ridondanza sostanzialmente doppia. 32. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di segmenti di fori sostanzialmente lineari e sostanzialmente non lineari attraverso una formazione sotterranea, comprendente: un corpo utensile avente un asse longitudinale ed una faccia da orientare verso la formazione sotterranea durante la perforazione; e una pluralità di frese collocate sul corpo utensile sopra la faccia, la pluralità di frese comprendendo ciascuna una faccia tagliente superabrasiva estesa in due dimensioni sostanzialmente traversali al movimento della fresa durante la perforazione e comprendenti un bordo tagliente disposto per impegnare la formazione, almeno alcune delle pluralità di frese avendo smussi in prossimità dei bordi taglienti; in cui un gruppo di frese disposte in prossimità dell’asse longitudinale del corpo utensile esibisce smussi di dimensioni maggiori di quelle di un gruppo di frese relativamente più lontane dall'asse longitudinale, e sufficientemente grandi per ridurre in modo sostanziale l'aggressività dell'utensile al disotto di una soglia di carico (WOB) applicato sulla punta. 33. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di una formazione sotterranea, comprendente: un corpo utensile portante una struttura tagliente su di esso comprensiva di una pluralità di frese superabrasive, in cui almeno alcune delle frese superabrasive sono configurate ed orientate per presentare caratteristiche diverse di velocità di penetrazione (ROP) in funzione dei carico agente sulla punta (WOB) per l’utensile al disotto ed ai disopra di un carico (WOB) di soglia. 34. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di una formazione sotterranea, comprendente un corpo utensile portante una struttura tagliente su di esso comprensiva di una pluralità di frese superabrasive, in cui almeno alcune delle frese superabrasive sono configurate ed orientate per presentare caratteristiche diverse di coppia sulla punta (TOB) in funzione del carico agente sulla punta (WOB) per la punta al disotto ed al disopra di un carico (WOB) di soglia. 35. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee, comprendente: un corpo utensile avente un asse longitudinale ed esteso radialmente verso l’esterno da esso verso uno spessore di calibro, il corpo utensile comprendendo inoltre almeno una prima regione ed una seconda regione su una faccia da orientare verso la formazione sotterranea durante la perforazione; e una pluralità di frese collocate sul corpo utensile nella prima e nella seconda regione, le frese comprendendo ciascuna una faccia tagliente superabrasiva estesa in due dimensioni sostanzialmente trasversali ad una direzione di movimento della fresa durante la perforazione e comprendente un bordo tagliente disposto per impegnare la formazione sotterranea, in cui la faccia tagliente di almeno una fresa collocata nella prima regione esibisce un angolo di taglio sostanzialmente maggiore di quello di una faccia tagliente di almeno una fresa collocata nella seconda regione. 36. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la prima regione comprende un’area più vicina all'asse longitudinale del corpo utensile di quanto non lo sia la seconda regione. 37. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 36, in cui la prima regione si trova all'interno di un cono sulla faccia dell'utensile, e la seconda regione si estende almeno su di un naso ed un fianco della faccia del· l'utensile. 38. Corpo utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 37, in cui la seconda regione si estende fino allo spessore di calibro dell'utensile. 39. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui le facce taglienti superabrasive sono formate su tavolette diamantate compatte policristalline. 40. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 39, in cui le tavolette compatte diamantate policristalline sono supportate da sottostrati metallici. 41. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la almeno una fresa nella prima regione comprende una pluralità di tali frese, la almeno una fresa nella seconda regione comprende una pluralità di tali frese, ed in cui la pluralità di frese della prima regione è orientata secondo angoli di taglio superiori agli angoli di taglio della pluralità di frese della seconda regione. 42. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 41, in cui la prima regione si trova più vicina all’asse longitudinale dell'utensile di quanto non lo sia la seconda regione, e la pluralità di frese della seconda regione comprende frese più vicine alla prima regione aventi angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio delle altre frese nella seconda regione, ma disposte più lontano dalla prima regione. 43. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 42, in cui la seconda regione si estende dalla prima regione allo spessore di calibro, e le frese della seconda regione più vicine alla prima regione esibiscono angoli di taglio maggiori rispetto alle frese della seconda regione più vicine allo spessore di calibro. 44. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 41, comprendente inoltre una regione di confine sulla faccia déll’utensile tra la prima e la seconda regione, e frese collocate nella seconda regione aventi un angolo di taglio intermedio tra gli angoli di taglio delle frese nella prima regione e delle frese nella seconda regione. 45. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la almeno una fresa nella prima regione comprende una pluralità di tali frese, la al· meno una fresa nella seconda regione comprende una pluralità di tali frese, ed in cui la pluralità di frese della prima regione comprende smussi orientati secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio degli smussi della pluralità di frese della seconda regione. 46. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 45, in cui la prima regione si trova più vicina all'asse longitudinale dell’utensile rispetto alla seconda regione, e la pluralità di frese della seconda regione comprende delie frese più vicine alla prima regione aventi angoli di taglio di smusso maggiori rispetto agli angoli di taglio di smusso delle altre frese nella seconda regione, ma che si trovano più lontane dalla prima regione. 47. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 46, in cui la seconda regione si estende dalla prima regione allo spessore di calibro, e le frese della seconda regione più vicine alla prima regione esibiscono angoli di taglio di smusso maggiori degli angoli di taglio di smusso delle frese della seconda regione situate più vicine allo spessore di calibro. 48. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni soterranee secondo la rivendicazione 45, comprendente inoltre una regione di confine sulla faccia dell'utensile che si trova tra la prima e la seconda regione, e frese collocate nella regione di confine aventi un angolo di taglio di smusso intermedio tra gli angoli di taglio di smusso delle frese nella prima regione e delle frese nella seconda regione. 49. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni soterranee secondo la rivendicazione 35, in cui il corpo utensile comprende inoltre una pluralità di lame orientate in modo generalmente radiale che si estendono sulla faccia dell’utensile e fino allo spessore di calibro, ed in cui la almeno una fresa della prima regione e la almeno una fresa della seconda regione sono collocate sulle lame. 50. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui gli angoli di taglio della faccia tagliente sono determinati almeno in parte dagli angoli di taglio delle frese. 51. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni soterranee secondo la rivendicazione 50, in cui la almeno una fresa della prima regione comprende una pluralità di frese, la almeno una fresa della seconda regione comprende una pluralità di frese, e la pluralità di frese nella prima regione è orientata secondo angoli di taglio maggiori degli angoli di taglio della pluralità di frese nella seconda regione. 52. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 51, in cui la prima regione si trova più vicina all’asse longitudinale rispeto alla seconda regione, e le frese della seconda regione collocate relativamente più vicino alla prima regione sono orientate secondo angoli di taglio maggiori rispetto agli angoli di taglio delle frese della seconda regione localizzate nella seconda regione relativamente più lontano dalla prima regione. 53. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la almeno una fresa della prima regione e la almeno una fresa della seconda regione comprendono ciascuna uno smusso in corrispondenza della periferia di una faccia tagliente, ed angoli di smusso delle frese della almeno una fresa della prima regione e della almeno una fresa della seconda regione sostanzialmente uguali. 54. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui le frese hanno assi longitudinali, e gli smussi della almeno una fresa della prima regione e della almeno una fresa della seconda regione sono disposte secondo angoli sostanzialmente uguali ai lori rispetti assi longitudinali. 55. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la almeno una fresa nella prima regione- è disposta secondo un angolo di taglio maggiore della almeno una fresa nella seconda regione, e comprendente inoltre almeno un’altra fresa localizzata in prossimità dello spessore di calibro disposta secondo un angolo di taglio minore dell'angolo di taglio di fresa della almeno una fresa nella prima regione. 56. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di formazioni sotterranee secondo la rivendicazione 35, in cui la prima regione si trova all’interno di un cono sulla faccia dell'utensile, e la seconda regione si estende almeno su di un naso sulla faccia dell’utensile. 57. Utensile da perforazione rotante a lame dentate per la perforazione di segmenti di fori di scavo sostanzialmente lineari e sostanzialmente non lineari attraverso una formazione sotterranea, comprendente: un corpo utensile avente un asse longitudinale ed una faccia da orientare verso la formazione sotterranea durante la perforazione; e una pluralità di frese collocate sul corpo utensile sopra la faccia, la pluralità di frese comprendendo ciascuna una faccia tagliente superabrasiva estesa in due dimensioni sostanzialmente traversali al movimento della fresa durante la perforazione e comprendenti un bordo tagliente localizzato per impegnare la formazione; in cui un gruppo di frese disposte in prossimità dell’asse longitudinale dell’utensile esibisce angoli di inclinazione maggiori degli angoli di inclinazione di un gruppo di frese relativamente più lontane dall’asse longitudinale, e sufficientemente grande per ridurre in modo sostanziale l’aggressività dell’utensile al disotto di una soglia di carico di punta applicato.