MXPA00009298A - Junta de rosca para perforacion con percusion, porcion macho y hembra para formar parte de la junta y metodo para fabricar producto que tiene rosca para formar parte de una junta de rosca para perforacion con percusion - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una junta de rosca, una porción macho, una porción hembra y un método para fabricar un producto para la perforación con perfusión. La conexión roscada comprende al menos una rosca externa sustancialmente cilíndrica y una rosca interna sustancialmente cilíndrica. La rosca externa se proporciona en una espiga (13) de un componente de una serie de perforación.La rosca comprende extremos de rosca (30) provistos en unión con una rosca de perfil completo asociada (14). Esta rosca comprende flancos de rosca (30A, 30B, 14C). Al menos una de las roscas substancialmente cilíndrica comprende al menos un extremo de rosca (30), la forma del cual difiere de la forma de la rosca de perfil completo (14A). Cada flanco de rosca (30A, 30B) del extremo de rosca (30) tiene un perfil, que defiere del perfil de los flancos asociados (14B, 14C) de la rosca de perfil completo (14A).

Description

JUNTA DE ROSCA PARA PERFORACIÓN CON PERCUSIÓN, PORCIÓN IyiACHO Y HEMBRA PARA FORMAR PARTE DE LA JUNTA Y MÉTODO PARA FABRICAR PRODUCTO QUE TIENE ROSCA PARA FORMAR PARTE DE UNA JUNTA DE ROSCA PARA PERFORACIÓN CON PERCUSIÓN ANTECEDENTES DE --LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una junta de rosca, una porción macho, una porción hembra y un método para fabricar un producto de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones independientes .

TÉCNICA ANTERIOR En una junta de rosca convencional entre dos componentes en un equipo de perforación de piedra para la perforación con percusión, se usa normalmente roscas machos y hembras de corte, ver por ejemplo SE-B-469 , 602. En la fabricación de esta rosca macho se forma una pieza en bruto de acero, que comprende una, parte gruesa que termina conectada a una superficie de despeje o una ranura de despeje con un mayor diámetro para recibir al menos porciones de la herramienta de roscado y a un extremo libre frecuentemente cónico. De manera subsecuente, la alimentación lateral y longitudinal de la herramienta se coordinan con el movimiento rotacional de la porción gruesa tal como para generar la rosca de una manera convencional durante al menos una pasada. Se forman bordes agudos en la entrada y salida de la rosca debido a la geometría de la ranura de despeje y la superficie del extremo libre. Los bordes agudos correspondientes se forman en el roscado de una rosca hembra. Los bordes agudos hacen que las roscas machos y hembras se dañen entre si antes que nada en el extremo libre del elemento de perforación respectivo durante el montaje y desmontaje de la junta. Además, las roscas se endurecen por temperatura y los bordes agudos llegan a estar endurecidos demasiado tal que los bordes agudos definen el área para la mayor profundidad de la rosca. Los resultados del endurecimiento muestran agrietamiento y fatiga en estas áreas durante la perforación, y por lo tanto llega a ser relativamente corto la duración media de la junta. Otra junta de rosca convencional entre dos componentes en un equipo de perforación de piedra para la perforación con percusión y que experimenta agrietamientos se muestra en la EP-A2 -220-_47 en donde el extremo de la rosca se corta para mantener un perfil de rosca completo al extremo de la rosca.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar una junta de rosca del tipo indicado con anterioridad en el cual se logra una buena vida de la herramienta. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una junta de rosca que incluye entradas y salidas con sustancialmente la misma profundidad de cementación como en el resto de la junta de rosca. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar una junta de rosca, las partes de la cual no se dañan entre si durante el montaje y desmontaj e . Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar porciones macho y hembra, fuertes. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar productos de perforación de piedra que tengan fuertes inicios de rosca .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos de la invención se realizan por una junta de rosca, una porción macho, una porción hembra y un método para fabricar un producto que tiene las características indicadas en las reivindicaciones subsecuentes. A continuación se describirá la modalidad de la invención con referencia a los dibujos anexos, en donde, la Figura 1 muestra una sección transversal de un extremo de una porción hembra de acuerdo con la presente invención, las Figuras 2A y 2B muestran un extremo de una porción macho de acuerdo con la presente invención en una vista lateral. La Figura 3 muestra una vista parcialmente seccionada de una junta de rosca de acuerdo con la invención. La Figura 4 muestra una vista terminal de la porción macho. Las Figuras 5A-5D muestran varias secciones transversales de una entrada de rosca.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La varilla de perforación 10 para la perforación con percusión mostrada en las Figuras 1, 2A y 2B se proporciona con una parte en forma de manguito o una porción hembra 11 de acuerdo con la presente invención en un extremo que tiene una rosca hembra o rosca interna 12. La porción hembra 11 constituye una parte integral de la varilla de perforación 10. En el otro extremo, la varilla de perforación 10 se forma con una espiga o con una porción macho 13 de acuerdo con la presente invención equipada con una rosca macho o rosca externa 14. La varilla de perforación 10 tiene, además, un canal 15 de limpieza, de paso, a través del cual se conduce un medio de limpieza, en general aire o agua. El fondo de la porción hembra 11 forma una superficie 16 de unión a tope, en forma de anillo, que en el montaje de las dos varillas de perforación 10 se propone para unirse a tope contra una superficie 17 de unión a tope, anular, correspondiente en el extremo libre de la espiga 13 de la otra varilla de perforación. En las Figuras 4 y 5A-5D se muestran una vista terminal de la porción macho y diferentes secciones transversales I-IV de una rosca de entrada 30 y una rosca de perfil completo, determinada en la forma de una rosca trapezoidal 14A. El extremo 30 de rosca tiene una sección transversal más redondeada que la rosca de perfil completo 14A. Las secciones transversales I-IV se toman con divisiones de 90° y hacia el eje central CL de la porción macho. En la sección I de acuerdo con la Figura 5A, se toma como referencia a 0°, la herramienta de roscado no alcanza la superficie de envoltura de la parte gruesa del cuerpo de acero y la rosca de entrada aún no ha empezado a ser cortada pero en cambio se proporciona sólo una superficie de extremo 18, que se define por una línea recta en la sección I. La superficie de extremo 18 es usualmente cónica. La rosca de entrada 30 describe en la sección II de acuerdo con la Figura 5B, una diferencia de 90° desde la sección I en el sentido contrario a las manecillas de reloj, una ruta que asemeja una curva de campana o la sección transversal de un reborde simétrico tiene un radio más pequeño Rl que es mayor que 0.2 mm y una altura hl. La entrada de rosca 30 comprende flancos 30A y 30B sustancialmente idénticos. En la sección de acuerdo con la Figura 5C, en una diferencia de 90° desde la sección II en el sentido contrario a las manecillas del reloj, el área de la sección transversal ha crecido adicionalmente, por lo cual el reborde y los flancos tienen un radio más pequeño R2 que es mayor que 0.2 y una altura h2. En la Figura 5D de acuerdo con la sección I, es decir, 360° desde la sección I descrita con anterioridad, la rosca de entrada ha sobrepasado completamente una rosca de perfil completo o rosca trapezoidal, terminada 14A con un radio más pequeño R3 que es más pequeño que 0.2 mm y una altura h.3. La rosca 14A de perfil completo tiene flancos 14B y 14C sustancialmente idénticos. Como se puede ver a partir de las Figuras 5A-5D que tanto el área de sección transversal como la altura de la rosca de entrada 30 se incrementan desde el inicio entre las secciones I y II de forma circunferencial a la rosca terminada 14A, en tanto que el radio más pequeño R1-R3 no es menos de 0.2 mm . En este caso, la rosca terminada es una rosca trapezoidal 14A entonces el radio más pequeño R2 de la rosca de entrada 30 en la sección III es mayor que el radio más pequeño R3 de la rosca trapezoidal 14A. Puesto que los bordes agudos no existen en las entradas y salidas 30 de la rosca 14, la profundidad de endurecimiento en el tratamiento térmico, por ejemplo, endurecimiento por calor, llega a ser esencialmente constante a lo largo de la rosca completa, y de este modo se evitan los agrietamientos y fatiga en estas áreas. En roscas de corte convencional, uno de los flancos 'de la rosca en el extremo de rosca siempre tiene el mismo perfil como la rosca de perfil completo excepto por ser algo menor en tanto que ambos flancos de la rosca 30A, 30B del extremo 30 de rosca corriente tiene perfiles que difieren del perfil de los flancos conectados 14B y 14C, respectivamente, de la rosca 14A de perfil completo, ver Figura 5B y 5D. De manera preferente, se proporcionan dos entradas y dos salidas en los extremos de rosca. Se logra un perfil suave correspondiente en las entradas y salidas de la rosca hembra 12. Cuando se monta la conexión roscada, la Figura 3, de las dos varillas de perforación 10 de acuerdo con la presente invención, el extremo libre de la porción macho 13 entrará en el área del extremo libre de la porción hembra. En la mayoría de los casos, las varillas se deben girar una con relación a la otra durante la inserción tal que las roscas puedan estar en acoplamiento entre sí. Antes de que empiece el roscado, los extremos de la rosca suave impiden que las varillas se dañen entre sí. Subsecuentemente, las varillas se pueden girar hasta que la superficie frontal 17 de la varilla se una a tope contra el fondo 16. Las varillas de perfil completo 12 y 14 se diseñan de una manera convencional tal que cuando se han montado en unión a tope surge solo en las porciones 14B del flanco rectas y los flancos correspondientes en la porción hembra. En consecuencia, no ocurre el contacto entre las partes curvas o entre los picos y fondos. En pruebas, la junta de rosca de acuerdo con la presente invención ha exhibido al menos una vida de herramienta doble en comparación a las juntas de rosca convencionales. El giro de la rosca 12 ó 14 se hace de la siguiente manera. De una manera convencional, la alimentación lateral y longitudinal y la profundidad de corte de la herramienta se coordinan con el movimiento rotacional de la porción gruesa tal que se genera una rosca durante al menos una pasada. Esto se logra por un maestro de rosca o vía un programa de roscado en un torno. Teniendo la herramienta de roscado que es decisiva para el perfil de rosca sustancialmente sin que tenga influencia por el contacto de los despejes, se logran de este modo entradas y salidas suaves en los extremos de rosca. Subsecuentemente, al menos la rosca de corte se trata con calor por ejemplo a través del endurecimiento por temperatura.

MODIFICACIONES CONCEBIBLES DE LA INVENCIÓN De manera alternativa, la varilla se proporciona en la forma de un tubo de perforación y también puede comprender unión a tope de resaltos del tipo que se ilustra en la US-A-4 , 968 , 068 y de este modo se incorpora en la descripción. En la modalidad mostrada, se muestra una rosca trapezoidal pero es implícito que la invención se puede utilizar para todas las roscas de perforación de piedra, por ejemplo, roscas de cuerda. La porción hembra o la porción macho se pueden integrar de manera alternativa con una broca de perforación de piedra en lugar de con una varilla de perforación. Los principios de la invención se pueden aplicar también en una junta de rosca entre un adaptador de espiga y la varilla de perforación y entre dos varillas de perforación con un manguito roscado, suelto. También en otros aspectos, la invención se puede variar libremente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Una junta de rosca para perforación con percusión que incluye al menos una rosca externa sustancialmente cilindrica y una rosca interna sustancialmente cilindrica, la rosca externa que se proporciona en una espiga propuesta para constituir una parte integral del primer componente de serie de perforación, las roscas que comprenden extremos de roscas proporcionados en unión con una rosca de perfil completo asociada, las roscas que comprenden flancos de roscas, caracterizada en que al menos una de las roscas substancialmente cilindricas comprende al menos un extremo de rosca, la forma de 1 cual que difiere de la forma de la rosca de perfil completo y que ambos flancos de rosca del extremo de rosca tienen un perfil que difiere del perfil de los flancos conectados de la rosca del perfil completo.
2. 2. La junta de rosca según la reivindicación 1, en donde el extremo de rosca tiene una sección transversal más redondeada que la rosca de perfil completo y en donde el área de sección transversal como la Altura del extremo de rosca se incrementan desde el inicio del extremo de rosca en la dirección circunferencial hacia la rosca de perfil completo asociada y en que los flancos del extremo, de- rosca- son ..substancialmente idénticos .
3. 3. La __ ¿unta de - rosca - - según la reivindicación 1 ó 2, en donde el radio más pequeño del extremo de rosca es al menos tan grande como el radio más pequeño de la rosca de perfil completo.
4. 4. La junta de rosca según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde el radio más pequeño del extremo de rosca es mayor que 0.2 mm.
5. 5. Porción macho para formar una parte de una junta de rosca para la perforación con percusión, en donde la porción macho incluye al menos una rosca externa substancialmente cilindrica, la rosca externa que se proporciona en una espiga propuesta para constituir una parte integral de un primer componente de serie de perforación, la rosca que comprende extremos de roscas provistos en unión con una rosca de perfil completo asociada, la rosca externa que comprende flancos de rosca, caracterizada en que la rosca es substancialmente cilindrica comprende al menos un extremo de rosca, la forma del cual difiere de la forma de la rosca de perfil completo y en que ambos flancos de rosca del extremo de rosca tienen un perfil que difiere del perfil de los flancos asociados de la ros a "-"ot perfil completo.
6. 6. L?" porción macho según ,Ta *xeivindicación 5, en donde tanto el área de sección transversal como la altura del extremo de rosca se. incrementan desde el comienzo de. - los ^ extremo? de rosca • ' , ' *~ -, __ _ _; circunferencialmente en .la dirjcción-rh cia la rosca de perfil completo asociada y en* que el radio más -^ S. pequeño del extremo de rosca es mayor que 0.2 mm y en que el radio más pequeño del extremo de rosca es al menos tan grande como el radio más pequeño de la rosca de perfil completo.
7. 7. Porción hembra para formar una parte de una junta d*e - rosca para la . perforación con percusión, en donde la porción hembra incluye al menos una rosca interna substancialmente cilindrica, esta roáca interna que se proporciona en un extremo propuesto para constituir una parte integral de un primer componente de una serie de perforación, la rosca que comprende extremos de rosca provistos en unión con una rosca de perfil completo asociada, la rosca interna que comprende flancos de rosca, caracterizada en que la rosca substancialmente cilindrica comprende al menos un extremo de rosca, la forma del cual difiere de la forma de rosca de perfil completo y que ambos flancos de rosca del extremo de rosca tienen un perfil que difiere del perfil de los flancos conectados de la rosca de perfil completo.
8. 8. La porción hembra según la reivindicación 1 , en donde tanto el área de sección transversal como la altura del extremo de rosca se incrementan desde el inicio del extremo de rosca circunferencialmente en__la dirección hacia la rosca de perfil completo asociada y en que el radio más pequeño del extremo de rosca es mayor que 0.2 mm y en que el radio más pequeño del extremo de rosca es al menos tan grande como el radio más pequeño de la rosca de perfil completo.
9. 9. Método para fabricar un producto que tiene una rosca para formar parte de una junta de rosca para la perforación con percusión, en donde la rosca incluye al menos un extremo de rosca que tiene flancos y una rosca de perfil completo que tiene flancos, en donde el método comprende los siguientes pasos: a) proporcionar una pieza en bruto de metal en una máquina para el trabajado a máquina metálico , b) proporcionar una herramienta de roscado en la máquina, c) coordinar la alimentación longitudinal y lateral de la herramienta con el movimiento rotacional de la pieza en bruto alrededor de un eje de rotación tal que la rosca se genere en la pieza en bruto, caracterizado en que el paso c) comprende además el paso de ajustar la herramienta de roscado para dar perfil al extremo de rosca tal que cada flanco de rosca del extremo de rosca obtenga un perfil que difiera del perfil de los flancos asociados de la rosca de perfil completo.
10. 10. El método según la reivindicación 9, en donde el método comprende además el paso de: d) tratar con calor al menos la rosca de corte .