PT1588017E - Meio de ligação para equipamento de perfuração - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO "MEIO DE LIGAÇÃO PARA EQUIPAMENTO DE PERFURAÇÃO" A presente invenção refere-se a um meio de ligação para equipamento de perfuração e, em particular, a um meio de ligação de elementos de corte à ferramenta de corte ou perfuração do solo.
Descrição da invenção
Algumas ferramentas de corte ou perfuração do solo compreendem um ou mais elementos de corte e é aconselhável que esses elementos de corte sejam substituíveis. Isto permite que os elementos de corte danificados sejam substituídos ou que os elementos de corte gastos sejam removidos para reparação.
As condições de funcionamento para o equipamento de perfuração são extremamente árduas e é muito difícil construir equipamento de perfuração de modo a que os elementos de corte sejam amovíveis. A forma mais segura e mais fácil de ligar elementos de corte a uma ferramenta de corte é fixá-los no local devido através de soldagem.
Por exemplo, um elemento de corte pode compreender um cone cilíndrico que está preso de forma rotativa a um braço e o braço está, por sua vez, soldado ao corpo da ferramenta de corte ou perfuração. Podem existir vários elementos de corte espaçados em torno da periferia da ferramenta de corte ou perfuração. A soldagem dos elementos de corte à ferramenta de corte ou perfuração apresenta algumas dificuldades no que respeita à 2 manutenção do elemento de corte. As ferramentas de perfuração giratórias de grande dimensão podem ter, cada uma, um grande número de elementos de corte que irão necessitar de ser reparados ou substituídos periodicamente. Obviamente, no caso de um elemento de corte soldado, a reparação tem de ocorrer com o elemento de corte no local devido. Dado que algumas ferramentas de corte e perfuração podem ser bastante grandes, uma operação deste tipo torna-se uma tarefa notável.
Além disso, quando os elementos de corte se tornam inutilizáveis, a probabilidade de a ferramenta de corte ou perfuração deixar de ser utilizada na sua totalidade é maior do que tentar a reparação da mesma através da remoção dos elementos de corte. A US-A-1 987 084 (HOWARD), considerada como o estado da técnica mais profundo, a US-A-1 969 040 (SANDERSON), a US-A-4 199 035 (THOMPSON) e a US-A-1 526 677 (PAINTER) ilustram fixadores roscados que não foram concebidos para permitir que os componentes da ferramenta de perfuração sejam facilmente desmontados. Em alguns casos, os fixadores roscados são soldados no local devido ou, em alternativa, são bloqueados automaticamente no local devido através de encaixes de compressão. Assim, a desmontagem da ferramenta de corte para efeitos de reparação ou manutenção é difícil.
Por conseguinte, um dos objectivos desta invenção é transpor as dificuldades acima mencionadas e fornecer um meio de ligação para elementos de corte que permita uma remoção prática do elemento de corte como e quando necessário. 3
Resumo da invenção
Numa vertente, a forma de realização é um meio de ligação para uma ferramenta de corte ou perfuração do solo que permite que os elementos de corte sejam presos de forma amovível à referida ferramenta, o referido meio de ligação incluindo: uma primeira superfície no referido elemento de corte, uma segunda superfície na referida ferramenta em cima da qual se encontra a referida primeira superfície, orifícios de cavilha em cada uma das referidas primeira e segunda superfícies que ficam alinhados quando as referidas primeira e segunda superfícies se encontram juntas, uma cavilha posicionada nos referidos orifícios de cavilha alinhados, superfícies de encaixe no referido elemento de corte e referida ferramenta, que se projectam substancialmente de forma paralela em relação ao eixo longitudinal da referida ferramenta e encaixam de modo a resistir às cargas laterais aplicadas aos referidos elementos de corte, e um meio de fixação que prende o referido elemento de corte à referida ferramenta. A primeira superfície no elemento de corte encontra-se num braço do elemento de corte e é paralela em relação ao eixo longitudinal ou rotativo da ferramenta de corte ou perfuração. De preferência, as superfícies de encaixe compreendem uma reentrância ou canal que se encontra na 4 ferramenta de corte ou perfuração e uma saliência para encaixar a reentrância ou canal no elemento de corte.
As superfícies de encaixe podem igualmente compreender uma ranhura na ferramenta de corte ou perfuração e uma estria alongada na primeira superfície que se encontra no interior da ranhura. 0 elemento de corte pode igualmente ser preso a uma caixa de montagem, em que a primeira superfície se encontra na caixa de montagem. 0 braço de um cortador cilíndrico pode ser soldado na caixa.
As cavilhas encontram-se no interior de cada um dos orifícios de cavilha e resistem ao movimento numa direcção que é paralela ao eixo longitudinal da ferramenta de corte ou perfuração. 0 meio de fixação compreende vários parafusos posicionados nos orifícios correspondentes na primeira superfície e que encaixam nos orifícios roscados no interior da segunda superfície. É fornecida uma folga entre os orifícios na primeira superfície e os parafusos, de modo a ser aplicada uma carga de cisalhamento mínima aos parafusos. Como alternativa, as forças de cisalhamento ao longo do eixo longitudinal da ferramenta de corte ou perfuração são controladas pela cavilha. Isto evita danos nos parafusos que podem, por sua vez, levantar dificuldades na desmontagem.
Para entender a invenção na sua totalidade, irão ser descritas formas de realização. Contudo, deverá ser compreendido que a invenção não pretende restringir-se à combinação exacta dos elementos descritos nas formas de realização e que outras modificações serão facilmente 5 evidentes para um perito na técnica sem sair do âmbito da invenção divulgada nesta descrição.
Descrição breve das figuras
Estas formas de realização são ilustradas nas figuras em anexo, nas quais: a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma ferramenta de corte, a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de corte com o meio de ligação ilustrado numa vista em explosão e a Figura 3 ilustra uma vista em corte transversal de um meio de ligação.
Descrição detalhada
As formas de realização descritas e ilustradas nas figuras são, geralmente, utilizadas em relação a uma ferramenta de corte ou perfuração semelhante à descrita num pedido anterior PCT/AU01/01260. A ferramenta de corte ou perfuração descrita nesse pedido é conhecida como um abridor de orifícios ou mandril de orifícios. A ferramenta de corte serve para abrir um orifício de diâmetro pequeno até um diâmetro maior e utiliza diversos cortadores cilíndricos cónicos para realizar o corte da rocha ou do solo. Esta forma de realização refere-se à ligação desses cortadores cilíndricos ao corpo principal do abridor de orifícios. A Figura 1 ilustra uma ferramenta de perfuração 10 incorporando vários elementos de corte 11 em torno da 6 periferia da ferramenta 10. Nesta forma de realização, os elementos de corte 11 compreendem cortadores cilíndricos cónicos.
Conforme ilustrado na Figura 2, é utilizado um meio de ligação para fixar os elementos de corte 11 à ferramenta de perfuração 10. Nesta forma de realização, os elementos de corte 11 compreendem um braço 21 que se projecta a partir de um cortador cilíndrico 22 e o braço 21 está preso a uma caixa de montagem 12. O braço 21 está soldado à caixa de montagem 12. A primeira superfície no elemento de corte 11 compreende a face geralmente plana 13 na caixa de montagem 12 que está encostada à segunda superfície na ferramenta de perfuração 10 que compreende a superfície de encosto 14. Os orifícios de cavilha 15 são formados na face plana 13 e na superfície de encosto 14, tanto na caixa de montagem 12 como na ferramenta de perfuração 10. As cavilhas 16 estão posicionadas no interior dos orifícios de cavilha 15 e igualmente na face plana 13 e na superfície de encosto 14, e representam um ligeiro encaixe de compressão com os orifícios de cavilha 15. A superfície de encosto 14 tem um canal 17 e os orifícios de cavilha 15 encontram-se no centro do interior do canal 17. A face plana 13 da caixa de montagem 12 tem uma saliência alongada 18 que se encaixa firmemente no interior do canal 17. Obviamente, esta disposição pode ser alterada por completo com a superfície de encosto 14 incorporando uma respectiva saliência alongada que se junta a um canal correspondente localizado na face plana 13 da caixa de montagem 12. 7 0 meio de fixação nesta forma de realização compreende vários parafusos 19 e anilhas 24 que se encontram na caixa de montagem 12. As anilhas podem ser do tipo dentado ou bloqueio com ranhuras padrão. Nesta forma de realização são utilizadas anilhas de bloqueio automático NORD-LOCK™. Os parafusos 19 são encaixados de forma roscada nas aberturas 23 da superfície de encosto 14. As aberturas 20 no interior da caixa de montagem 12 são alargadas e perfuradas até um determinado diâmetro para fornecer uma folga entre o eixo do parafuso 19 e a abertura 20. Durante a utilização, isto ajuda a impedir ou a minimizar as cargas de cisalhamento aplicadas aos parafusos 19. Em alternativa, as cavilhas 16 resistem à maioria das cargas de cisalhamento resultantes das forças de perfuração aplicadas aos elementos de corte 11 ao longo do eixo longitudinal da ferramenta de perfuração 10.
Para montar o meio de ligação na ferramenta de perfuração 10, as cavilhas 16 são posicionadas no interior dos orifícios de cavilha na superfície de encosto 14. Em seguida, a caixa de montagem 12 é posicionada de modo a que as cavilhas fiquem no interior dos orifícios de cavilha 15 na superfície plana 13 e de modo a que a saliência alongada 18 fique no interior do canal 17. Os parafusos 19 são depois encaixados nas aberturas 20 e atarraxados.
Todas as forças de perfuração longitudinais em relação à ferramenta de perfuração 10 são transmitidas como forças de cisalhamento primeiramente às cavilhas 16. A folga entre os parafusos 19 e as aberturas 20 minimiza qualquer carga de cisalhamento aplicada aos parafusos 19. À medida que a ferramenta de perfuração roda, todas as forças laterais aplicadas na perpendicular ao eixo longitudinal da ferramenta de perfuração são impedidas através do encaixe da saliência alongada 18 no interior dos canais 17.
Os elementos de corte 11 podem ser facilmente removidos da ferramenta de perfuração 10 através da inversão do processo de montagem acima mencionado. Para facilitar ainda mais a remoção do elemento de corte 11, os parafusos de elevação 25 são aparafusados às duas aberturas centrais após a remoção dos parafusos 19. Estas duas aberturas são modificadas de modo a incluir uma rosca de parafuso que se encaixa de forma roscada nos eixos dos parafusos de elevação 25. À medida que os parafusos de elevação 25 são aparafusados pressionam igualmente a caixa de montagem 12 a partir da superfície de encosto 14. Desta forma, o processo de remoção é simplificado no que respeita à manutenção, especialmente em comparação com a montagem dos elementos de corte 11 numa ferramenta de perfuração 10 mediante soldagem.
Numa segunda forma de realização (não ilustrada) , o braço do elemento de corte 11, em vez de ser soldado a uma caixa de montagem 12, pode ser colocado de modo a ficar directamente preso à ferramenta de perfuração 10. Neste caso, a face plana 13 e a saliência alongada associada 18 ficariam no braço 21 do elemento de corte 11 e, por conseguinte, seriam montadas directamente na superfície de encosto 14.
Além disso, como alternativa à utilização de um canal 17 e de uma saliência alongada 18, tanto a caixa de montagem 12, de acordo com a primeira forma de realização, como o braço do elemento de corte 11, de acordo com a segunda forma de realização, podem ser posicionados no interior de um canal 9 com paredes laterais encostadas à caixa de montagem 12 ou ao braço do elemento de corte 11, de modo a resistir às cargas laterais.
Com ambas as formas de realização, é possível remover facilmente os elementos de corte para trabalhos de substituição ou manutenção. Uma vez que as cargas mínimas são aplicadas directamente aos parafusos que retêm o elemento de corte na ferramenta, existe uma menor probabilidade de os parafusos sofrerem danos, resultando na sua remoção mais fácil.
Lisboa, 21 de Junho de 2010
Claims (9)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Um meio de ligação para uma ferramenta de corte ou perfuração do solo (10) que permite que um braço (21) de um elemento de corte (11) seja preso de forma amovivel à referida ferramenta (10), o referido meio de ligação caracterizado por incluir: uma primeira superfície (13) no referido braço (21) do referido elemento de corte (11), uma segunda superfície (14) na referida ferramenta (10) em cima da qual se encontra a referida primeira superfície (13) , orifícios de cavilha (15) em cada uma das referidas primeira e segunda superfícies (13, 14) que ficam alinhados quando as referidas primeira e segunda superfícies (13, 14) se encontram juntas, uma cavilha (16) posicionada nos referidos orifícios de cavilha alinhados (15), superfícies de encaixe (17, 18) no referido braço (21) e na referida ferramenta (10), que se projectam substancialmente de forma paralela em relação ao eixo longitudinal da referida ferramenta (10) e encaixam de modo a resistir às cargas laterais aplicadas aos referidos elementos de corte (11) , vários fixadores roscados (19) para prender o referido elemento de corte (11) à referida ferramenta (10), 2 uma abertura roscada (23) na referida segunda superfície (14) encaixada pelos referidos fixadores roscados (19) e várias aberturas (20) no referido braço (21), nas quais os referidos fixadores roscados (19) estão posicionados para encaixar de forma roscada na referida ferramenta (10) caracterizado por as referidas aberturas (20) terem um diâmetro maior do que os referidos fixadores roscados (19), fornecendo uma folga entre as aberturas (20) e os fixadores roscados (19), de modo a que a carga de cisalhamento aplicada aos referidos fixadores roscados (19) seja minimizada.
2. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido elemento de corte (11) compreender um cortador cilíndrico cónico (22) ligado ao referido braço (21).
3. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a referida cavilha (16) estar na perpendicular em relação às referidas primeira e segunda superfícies (13, 14).
4. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender, pelo menos, duas cavilhas (16) .
5. Um meio de ligação de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por as referidas superfícies de encaixe (17, 18) compreenderem uma reentrância (17) numa das referidas superfícies e uma saliência na outra das referidas superfícies que encaixa a referida reentrância (17). 3
6. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a referida reentrância (18) compreender um canal longitudinal.
7. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido canal (18) compreender uma base paralela à referida primeira ou segunda superfície (13, 14) e paredes laterais substancialmente perpendiculares à referida base.
8. Um meio de ligação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a referida saliência (18) corresponder à forma interior do referido canal (17).
9. Um meio de ligação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado por o referido canal (17) se encontrar na referida segunda superfície. Lisboa, 21 de Junho de 2010 1/3
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