ITTO940301A1 - Punta di trivellazione con tenuta frontale rigida perfezionata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Punta di trivellazione con tenuta frontale rigida perfezionata"

Sfondo tecnologico relativo all’invenzione 1. Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce generalmente a punte di trivellazione del terreno, particolarmente ai sistemi di tenuta e lubrificazione per punte di trivellazione del terreno del tipo a fresa rotante. Più particolarmente, la presente invenzione si riferisce al miglioramento della resistenza all'usura e alla riduzione dell’attrito nei sistemi di tenuta di tali punte di trivellazione del terreno.

2. Informazione concernente lo sfondo tecnologico

Il successo della trivellazione rotativa è permesso la scoperta di giacimenti profondi di petrolio e gas. La trivella rotante per roccia ha costituito un'importante invenzione che ha reso possibile il successo nella trivellazione rotativa. Con i precedenti utensili di perforazione a lame dentate ("drag bit") potevano essere penetrate commercialmente soltanto formazioni di terreno soffice, ma la punta per roccia a due coni, inventata da Howard R. Hughes, brevetto US 930,759, fu in grado di trivellare la dura crosta rocciosa presso Spindletop Field, presso Beaumont, Texas, con relativa facilità. Quella importante invenzione, entro la prima decade di questo secolo, era in grado di trivellare ad una profondità e con una rapidità che era una frazione esigua rispetto a quelle raggiungibili con la moderna punta da roccia rotativa. Se le punte originali Hughes erano in grado di trivellare per ore, le moderne punte trivellano per giorni. Le punte moderne talvolta sono in grado di trivellare per migliaia di metri piuttosto che soltanto per pochi metri. Molti perfezionamenti hanno contribuito all'impressionante miglioramento delle punte di trivellazione del terreno del tipo a fresa rotante.

Nella trivellazione di fori di sonda in formazioni di terreno mediante il metodo rotativo, le punte di trivellazione tipicamente impiegano almeno una fresa a cono a rotolamento, montato girevole su di esse. La punta è assicurata alla estremità inferiore di una batteria di aste di perforazione che è fatta ruotare dalla superficie o mediante motori posti in foro. Le frese montate sulla punta rotolano e scorrono sul fondo del foro di sonda quando l’asta di perforazione è ruotata in modo da impegnare e disintegrare il materiale della formazione. Le frese rotanti sono provviste di denti che sono forzati a penetrare e scalpellare il fondo del foro di sonda dal carico imposto dall’asta di perforazione. Quando le frese rotolano e scorrono lungo il fondo del foro di sonda, le frese e gli alberi su cui sono montate in modo girevole, sono sottoposte a elevati carichi statici dal peso sulla punta e si incontrano elevati carichi transitori o d'urto quando le frese rotolano e scorrono lungo una superficie non uniforme del fondo del foro di sonda. Così la maggior parte delle punte di trivellazione sono provviste di cuscinetti portanti di precisione e superfici portanti così come di sistemi di lubrificazione a tenuta che aumentano la vita di trivellazione delle punte stesse. I sistemi di lubrificazione tipicamente sono a tenuta per evitare perdite di lubrificanti e per prevenire la contaminazione dei cuscinetti da materia estranea quali le particelle abrasive incontrate nel foro di sonda. Un sistema compensatore di pressione minimizza il differenziale di pressione attraverso la tenuta cosicché la pressione del lubrificante sia uguale o leggermente superiore alla pressione idrostatica dello spazio anulare tra la punta e la parete laterale del foro di sonda. Le prime punte Hughes non avevano tenute o avevano tenute rudimentali con vita relativamente breve e, se lubrificate, necessitavano di grosse quantità di lubrificante e grossi serbatoi di lubrificanti. Tipicamente, dopo esaurimento del lubrificante spesso si aveva come risultato la rottura dei cuscinetti portanti e della punta. Un perfezionamento nella tecnologia di tenuta si verificò con la tenuta "Belleville", come descritta nel brevetto US 3.075.781 di Atkinson et al. La tenuta Belleville minimizzava la perdita di lubrificante e permetteva serbatoi di lubrificanti più piccoli per ottenere durate di vita accettabili per le punte.

Durante la ricerca per tenute di cuscinetti portanti perfezionate, nella tecnologia delle punte sono divenute di elevata importanza punte che impiegano elementi di cuscinetto a sfere o rulli antifrìzione. Elementi di cuscinetti a rulli riducono l’importanza del lubrificante e dei sistemi di lubrificazione, ma introducono numerosi altri svantaggi. Un principale svantaggio risiede nel fatto che la rottura di uno qualsiasi dei numerosi elementi, verosimilmente permetterebbe a particelle metalliche di entrare entro il cuscinetto con risultati di danneggiamento pressoché certi. Inoltre, la necessità di un foro ricavato nell’anello del cuscinetto per l’inserimento degli elementi e la ritenzione degli elementi con un organo a tappo saldato, aumenta la complessità della costruzione delle punte che impiegano cuscinetti antifrizione.

Una punta con cuscinetto portante sigillato dovrebbe avere più elevata resistenza e capacità di sopportazione di carico rispetto ad una punta con cuscinetto antifrizione. La tenuta descritta da Atkinson non sarebbe in grado di sigillare il lubrificante all'interno di una punta a cuscinetto portante per più di circa 50-60 ore di trivellazione, in media. Ciò era parzialmente dovuto al rapido movimento della fresa sul suo albero di sopporto (rotazione fuori piano della fresa), necessitata dalle tolleranze del cuscinetto e del gruppo, che causava incrementi di pressione dinamica nel lubrificante, forzando il lubrificante attraverso la tenuta e risultando in una prematura perdita di lubrificante e rottura della punta.

La combinazione di anello torico ("O-ring") e cuscinetto portante descritto nel brevetto US 3.397.928 di Galle permise di sviluppare il potenziale della punta a cuscinetto portante. La punta di Galle con cuscinetto portante con tenuta ad O-ring permetteva di trivellare per un centinaio di ore o più nella trivellazione lenta dura del West Texas. Il successo del progetto di Galle era in parte attribuibile alla capacità del progetto con O-ring di aiutare a minimizzare le sovrapressioni dinamiche sopra citate.

Un importante perfezionamento nella tecnologia relativa alla tenuta delle punte di trivellazione si verificò con l'introduzione di una tenuta frontale rigida di successo. La tenuta frontale rigida utilizzata nelle punte di trivellazione costituisce un miglioramento rispetto alla tecnologia di tenuta nota come tenuta "duo-cone" sviluppata da Caterpillar Tractor Co. di Peoria, Illinois. Tenute frontali rigide sono note in diverse configurazioni, ma tipicamente comprendono almeno un anello rigido, avente una faccia di tenuta di precisione smerigiiata o lappata su di esso, confinata in una scanalatura presso la base dell'albero sul quale la fresa è fatta ruotare e un organo energizzante che spinge la faccia di tenuta dell’anello rigido in impegno di tenuta con una seconda faccia di tenuta. Così le facce di tenuta si accoppiano e ruotano relativamente l’una all'altra per fornire una interfaccia di tenuta tra la fresa rotante e l’albero su cui essa è montata. La combinazione dell'anello energizzante e dell'anello rigido permette a! gruppo di tenuta di muoversi leggermente per minimizzare le fluttuazioni di pressione nel lubrificante e di prevenire l'estrusione dell'energizzante attraverso la fresa e albero di supporto, che può risultare nell'improvvisa pressoché totale perdita del lubrificante. I brevetti US 4.516.641 di Bum; 4.666.001 di Bum; 4.753.304 di Kelly; e 4.923.020 di Kelly costituiscono esempi di tenute frontali rigide per l'impiego in punte di trivellazione. Le tenute frontali rigide sostanzialmente migliorano la vita di trivellazione delie punte di trivellazione del tipo a fresa rotativa. Punte di trivellazione con tenute frontali rigide frequentemente trattengono il lubrificante e così operano efficacemente più a lungo rispetto alle punte costituenti tecnica nota.

Poiché le facce di tenuta delle tenute frontali rigide sono in contatto costante e scorrono relativamente l'una all’altra, il modo dominante di rottura delle tenute è per usura. Alla fine, le superfici di tenuta sono soggette a corrosione per vaiolatura e il coefficiente di attrito tra le facce di tenuta aumenta, portando a temperature operative aumentate, ad una riduzione nell'efficacia di tenuta e infine a decadimento della tenuta, che in ultima istanza risultano nella rottura della punta. In uno sforzo di minimizzare l'usura della tenuta gli anelli delle tenute frontali rigide secondo la tecnica anteriore erano costruiti con acciai da utensili quali 440C inossidabile o leghe induribili quali Stellite. L’impiego di questi materiali nelle tenute frontali rigide allunga la vita di perforazione delle punte, ma lascia spazio per miglioramenti nella longevità di trivellazione di tenute frontali rigide e così di punte di trivellazione.

Esiste una necessità quindi per tenute frontali rigide per l'impiego in punte di trivellazione, aventi migliorate proprietà di resistenza all'usura e ridotti coefficienti di attrito radente tra le facce di tenuta.

Sommario dell'invenzione

Costituisce uno scopo generale dell'invenzione il fornire una tenuta frontale rigida perfezionata per l'impiego in una punta di trivellazione, la tenuta frontale rigida avendo migliorata resistenza all'usura e ridotti coefficienti di attrito radente tra le sue facce di tenuta.

Questo e altri scopi della presente invenzione sono conseguiti fornendo una punta dì trivellazione avente un corpo di punta, almeno un albero portante a sbalzo, includente una superficie di cuscinetto portante cilindrica che si estende verso l'interno e verso il basso dal corpo di punta e almeno una fresa montata in rotazione sulla superficie cilindrica di cuscinetto portante dell’albero portante. Un gruppo di tenuta è disposto tra la superficie di cuscinetto portante cilindrica e la fresa in posizione prossimale alla base dell’albero portante a sbalzo. Il gruppo di tenuta include almeno un anello di tenuta rigido avente una faccia di tenuta in contatto con una seconda faccia di tenuta. Almeno una delle facce di tenuta è almeno parzialmente formata da un materiale super-duro resistente all'abrasione avente una resistenza all’usura superiore e un coefficiente di attrito radente inferiore rispetto al materiale dell'anello di tenuta rigido.

Secondo la forma di attuazione preferita della presente invenzione, la seconda faccia di tenuta è una faccia di tenuta radiale su di un secondo anello di tenuta rigido e almeno la seconda porzione della faccia di tenuta del secondo anello di tenuta rigido è almeno parzialmente formata da un materiale super-duro, resistente all’abrasione.

Secondo una forma di attuazione della presente invenzione, la seconda faccia di tenuta è formata sulla fresa della punta di trivellazione e la seconda faccia di tenuta è formata da un materiale super-duro, resistente all’abrasione.

Il materiale preferito super-duro, resistente all’abrasione, è AMORPHIC DIAMOND®, che ha una resistenza all'usura superiore e un coefficiente di attrito radente inferiore rispetto al materiale dell'anello di tenuta rigido.

Altri scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno evidenti ai tecnici esperti nel settore con riferimento alle figure e descrizione dettagliata che seguono.

Descrizione dei disegni

La figura 1 è una vista in sezione frammentaria di una sezione di una punta di trivellazione secondo la presente invenzione.

La figura 2 è una vista in sezione frammentaria ingrandita di un gruppo di tenuta preferito per l'impiego in una punta di trivellazione secondo la presente invenzione.

La figura 3 è una vista in sezione frammentaria ingrandita di un gruppo alternativo di tenuta contemplato per l'impiego nell'ambito della presente invenzione.

La figura 4 è un confronto grafico dei risultati di una prova di coppie di attrito di materiali rivestiti, secondo la presente invenzione, a confronto con materiali convenzionali.

Descrizione della forma di attuazione preferita La figura 1 illustra in vista di sezione frammentaria, una sezione di una punta di trivellazione 11 secondo la presente invenzione. La punta di trivellazione 11 è provvista di un corpo 13, che è filettato alla sua estremità superiore 15 per il collegamento ad un'asta di trivellazione (non illustrata).

La punta di trivellazione 11 è fornita di un sistema di lubrificazione a compensazione di pressione 23. Il sistema di lubrificazione a compensazione di pressione 23 è riempito con lubrificante all'atto del montaggio sotto pressione di vuoto. Il procedimento di lubrificazione sotto pressione di vuoto permette anche che la cavità del cuscinetto portante generalmente indicata con 29 sia riempita di lubrificante attraverso il passaggio 27. La pressione ambiente del foro di sonda agisce attraverso di diaframma 25 per far sì che la pressione di lubrificante sia sostanzialmente identica alla pressione ambiente del foro di sonda.

Un albero portante a sbalzo 31 si estende verso l'interno e verso il basso dal corpo 13 della punta di trivellazione 11. Una fresa 33 generalmente tronco-conica è montata girevole sull'albero portante a sbalzo 31. La fresa 33 è fornita di una pluralità di file generalmente circonferenziali di inserti o denti 35, che impegnano e disintegrano il materiale di formazione quando la punta di trivellazione 11 è ruotata e la fresa 33 rotola e scorre lungo il fondo del foro di sonda.

L’albero portante a sbalzo 31 è provvisto di una superficie portante cilindrica 37, di una superficie reggispinta 38 e di una superficie portante a spina pilota 39. Queste superfici 37, 38, 39 cooperano con superfici portanti di accoppiamento sulla fresa 33 per formare un cuscinetto portante sull'albero portante a sbalzo 31 sul quale la fresa 33 può ruotare liberamente. li lubrificante è fornito al cuscinetto portante attraverso il passaggio 27 mediante il sistema di lubrificazione a compensazione di pressione 23. La fresa 33 è ritenuta sull'albero portante 31 mediante una pluralità di organi di bloccaggio a sfera con finiture di precisione 41.

Un gruppo di tenuta 42 secondo la presente invenzione è disposto in posizione prossimale ad una base 43 dell'albero portante a sbalzo 31 e in posizione generalmente intermedia tra la fresa 33 e l’albero portante 31. Questo gruppo di tenuta è fornito allo scopo di ritenere il lubrificante entro la cavità portante 29 e per prevenire la contaminazione del lubrificante da materia estranea dall’esterno della punta 11. Il gruppo di tenuta può cooperare con un sistema di lubrificazione a compensazione di pressione 23 per minimizzare i differenziali di pressione attraverso la tenuta 42, che può risultare in una rapida estrusione e perdita del lubrificante, come descritto nel brevetto US 4.516.641 di Burr. Cosi il compensatore di pressione 23 compensa la pressione di lubrificante per variazioni di pressione idrostatica a cui va incontro la punta 11, mentre il gruppo di tenuta 42 compensa le variazioni di pressioni dinamica nel lubrificante causati dal movimento della fresa sull’albero 31.

La figura 2 descrive, in vista sezionata ingrandita, una configurazione preferita di tenuta 42 contemplata per l'impiego nella presente invenzione. Il gruppo di tenuta 42 illustrato è noto come tenuta frontale rigida "duale” in quanto impiega due anelli di tenuta rigidi, al contrario della configurazione a singolo anello illustrata nella figura 3. Il gruppo di tenuta frontale rigida duale 42 è disposto in posizione prossimale alla base 43 dell’albero portante 31 ed è generalmente intermedio tra la fresa 33 e l'albero 31. Il gruppo di tenuta 42 è disposto in una scanalatura delia tenuta definita da una scanalatura dell’albero 47 e da una scanalatura delia fresa 49. Il gruppo di tenuta frontale rigido duale 42 comprende un anello rigido di fresa 52, un anello energizzante resiliente di fresa 54, un anello di tenuta rigida dell’albero 60 e un anello energizzante resiliente dell’albero 62. L’anello di tenuta rigida della presa 52 l’anello di tenuta rigida dell’albero 60 sono dotati di facce di tenuta radiale con finiture di precisione 56, 58 rispettivamente. Gli anelli energizzanti resilienti 54, 62 cooperano con scanalature di tenuta 47 e 49 e anelli di tenuta rigida 52, 60 per spingere e mantenere le facce radiali di tenuta 56, 58 in impegno di tenuta. L’interfaccia di tenuta che è formata dalle facce di tenuta 56, 58 fornisce una barriera che impedisce al lubrificante di uscire dal cuscinetto portante e previene la contaminazione dei lubrificante da materia estranea dall'esterno della punta 11.

Secondo la forma di attuazione preferita della presente invenzione, almeno una porzione delle facce di tenuta 56, 58 degli anelli di tenuta rigidi 52, 60 è formato da un materiale super-duro, resistente all’abrasione avente un coefficiente di attrito radente inferiore del materiale degli anelli di tenuta rigidi 52, 60. Preferibilmente, la totalità di entrambe le facce di tenuta 56, 58 è formata da un materiale super-duro, resistente all’abrasione. Questo materiale super-duro, resistente aH’abrasione, riduce l'usura sulle facce di tenuta 56, 58, aumentando cosi la vita del gruppo di tenuta 42 riducendo l'attrito tra le facce di tenuta 56, 58 che può portare ad un degrado della funzione di tenuta. Dimensioni esemplificative per la tenuta illustrata in figura 2 si trovano nel brevetto US 4.516.641 di Burr.

La figura 3 illustra, in vista di sezione ingrandita, una configurazione alternativa di tenuta 142. Il gruppo di tenuta 142 comprende una scanalatura di tenuta dell'albero 147, una scanalatura di tenuta della fresa 149, un anello di tenuta rigido 152 e un anello energizzante resiliente 154. Una faccia di tenuta radiale con finitura di precisione 156 è formata sull'anello di tenuta rigido 152, e si accoppia con una corrispondente faccia di tenuta con finitura di precisione 158 formata nella fresa 33. L’anello energizzante resiliente 154 coopera con una scanalatura di tenuta dell'albero 147 e l’anello di tenuta rigido 152 per spingere e mantenere le facce di tenuta 156, 158 in impegno di tenuta.

Almeno una porzione, e preferibilmente la totalità delle facce di tenuta 156, 158 del gruppo di tenuta 142, è formato da materiale super-duro, resistente all'abrasione avente un coefficiente dì attrito radente inferiore a quello del materiale dell’anello di tenuta rigido 152. Dimensioni esemplificative per il gruppo di tenuta illustrato in figura 3 si possono trovare ne! brevetto US 4.753.304 di Kelly.

I gruppi di tenuta illustrati nelle figure 1 , 2 e 3 sono alquanto rappresentativi della tecnologia di tenuta frontale rigida e sono mostrati soltanto per scopi illustrativi. L'utilità della presente invenzione non è limitata ai gruppi di tenuta illustrati ma essa è utile in tutti i modi relativi alle tenute frontali rigide.

I materiali super-duri, resistenti all'abrasione e contemplati per l'impiego con i gruppi di tenuta della presente invenzione, sono tipicamente noti come "diamante a film sottile" o "carbonio tipo diamante a film sottile". Questi materiali sono formati primariamente di carbonio, ma non sono facilmente classificati in quanto essi condividono caratteristiche comuni a diverse forme di carbonio, inclusa la struttura cristallina del diamante e le proprietà amorfe dei materiali grafitici. Questi materiali tendono a possedere proprietà di durezza generalmente elevata e resistenza all'usura e presentano bassi coefficienti di attrito radente. Questi materiali sono da distinguersi da altri materiali a basso attrito quali il politetrafluoro etilene ed altri materiali fluoroplastici in quanto essi hanno generalmente proprietà di resistenza all'usura superiori rispetto a tali materiali. "Film sottile" è generalmente da intendersi per indicare rivestimenti aventi uno spessore di 1 micron o meno. Rivestimenti di film più spesso sovente non aderiscono bene al materiale di substrato.

Uno svantaggio relativo all’impiego di materiali diamante-simili a film sottile è il fatto che è difficile rivestire o formare tali materiali su substrati metallici quali gli anelli di tenuta rigidi qui descritti. Il procedimento per rivestire tali substrati generalmente implica atte temperature, apparecchiature di rivestimento costose e generalmente basse velocità di deposizione del materiale di carbonio diamante-simile.

Tuttavia, un particolare tipo di carbonio diamante-simile ha dimostrato di aderire con successo a substrati metallici. Questo materiale è disponibile con il nome commerciale AMORPHIC DIAMOND®, un marchio di SI Diamond Technology Ine., di Houston, Texas. Questo materiale e il procedimento per la sua formazione sono ampiamente descritti nei brevetto US 4.987.007 del 22 gennaio 1991 di Wagal et al. e 5.098.737 del 24 marzo 1992 di Collins et al. Il procedimento per la formazione di rivestimenti di Amorphic Diamond® implica l'estrazione di ioni da una piuma di ablazione laser in un ambiente a vuoto e l'accelerazione degli ioni attraverso una griglia per il deposito sul substrato. Sebbene l'apparecchiatura per la formazione dell'AMORPHIC DIAMOND® sia costosa, essa dà luogo alla formazione di un rivestimento su di un materiale di substrato con una velocità relativamente alta ed economica e produce un rivestimento che aderisce bene al materiale di substrato e possiede generalmente buone e uniformi proprietà meccaniche.

La figura 4 è un grafico che confronta la temperatura operativa (T), il coefficiente di attrito radente (μradente) e la forza di attrito (F^J per una coppia di attrito di materiale convenzionale in funzione di una coppia di attrito rivestita con materiale super-duro, resistente all'abrasione secondo la presente invenzione. La prova che costituisce la base del grafico di figura 4 fu condotta secondo A.S.T.M. D-2714 e comprendeva l'operazione di far ruotare sia un anello di prova convenzionale, non rivestito, sia un anello di prova avente un rivestimento secondo la presente invenzione su di un blocco di prova dello stesso materiale rispettivamente (vedasi nel seguito) a 196 giri al minuto per 60 minuti, risultando in 11760 cicli.

L’anello di prova convenzionale e il blocco erano formati da acciaio inossidabile 440C indurito ad approssimativamente 52 o più gradi della scala Rockwell C. L’anello di prova e il blocco secondo l’invenzione furono formati in modo similare, ma erano dotati di un rivestimento a film sottile (spessore < micron) di materiale AMORPHIC DIAMOND® super-duro, resistente all’abrasione.

La prova fu condotta con 100 mi di fluido di lubrificazione di prova prescritto dai parametri della prova A.S.T.M. D-2714 sopra menzionata. I dati seguenti furono ottenuti misurando le proprietà sopra citate a diversi intervalli di tempo durante la prova:

La figura 4 è una rappresentazione grafica di questi dati per scopi comparativi. Per questa rappresentazione grafica, il coefficiente dei valori di attrito (pradente) furono moltiplicati per un fattore di 100 e i valori di forza di attrito (Fattrit) furono moltiplicati per un fattore di 10. Le linee riportate in grafico 100 e 101 rappresentano le temperature operative della coppia di attrito convenzionale e della coppia di attrito secondo la presente invenzione, rispettivamente. Le linee in grafico 200 e 201 rappresentano la forza di attrito misurata (moltiplicata per un fattore di dieci) per la coppia di attrito convenzionale e la coppia di attrito secondo la presente invenzione, rispettivamente. Le linee del grafico 300 e 301 rappresentano il coefficiente misurato di attrito radente della coppia di attrito convenzionale e della coppia di attrito secondo la presente invenzione, rispettivamente. Come illustrato in figura 4, la coppia di attrito secondo la presente invenzione opera a temperature inferiori, con una minore forza di attrito e con un minore coefficiente di attrito radente rispetto alla coppia di attrito convenzionale.

Nell’operazione, la punta di trivellazione 11 è collegata ad un'asta di trivellazione (non illustrata) e introdotta in un foro di sonda per l'operazione di trivellazione. L'asta di trivellazione e la punta di trivellazione 11 sono fatte ruotare, permettendo alla fresa 33 di ruotare e scorrere lungo il fondo del foro di sonda, mentre gli inserti o denti 35 impegnano e disintegrano il materiale di formazione. Mentre la fresa 33 ruota relativamente al corpo 13 della punta di trivellazione 11, i gruppi di tenuta trattengono il lubrificante nelle cavità di cuscinetto 29, promuovendo la rotazione libera della fresa 33 sugli alberi portanti 31.

Gli anelli energizzanti resilienti 54, 62, 154 mantengono in impegno di tenuta gli anelli di tenuta 52, 60, 152 e le facce di tenuta 56, 58, 156, 158. Le facce di tenuta 56, 158 associate con la fresa 33 ruotano relativamente alle facce di tenuta 58, 156 associate con l’albero portante 31 , il quale rimane essenzialmente stazionario. Così le facce di tenuta 56, 58, 156, 158 sono in costante contatto radente e sono sottoposte a usura abrasiva e dì attrito.

Le tenute frontali rigide che presentano facce di tenuta formate secondo la presente invenzione danno una aumentata resistenza all'usura, minori coefficienti di attrito radente tra di esse e una minore temperatura operativa rispetto alle tenute frontali rigide della tecnica nota. Questi fattori combinati forniscono un gruppo di tenuta e così una punta di trivellazione che presenta una vita operativa più lunga. La capacità del gruppo di tenuta di sopportare usura e di operare più a lungo rispetto a tenute della tecnica nota permette la ritenzione del lubrificante nelle superfici portanti per periodi più lunghi di tempo, risultando così in una punta di trivellazione che presenta una durata incrementata e pertanto un’operazione più economica.

La presente invenzione è stata descritta con riferimento ad una sua forma di attuazione preferita. I tecnici del settore saranno in grado di apprezzare il fatto che l'invenzione non è così limitata ma è suscettibile dì variazioni e modifiche senza che ci si discosti dal suo ambito e intendimento.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Punta di trivellazione con un gruppo di tenuta frontale meccanico perfezionato, detta punta di trivellazione comprendendo: un corpo di punta; almeno un albero portante a sbalzo, includente una base ed una superficie portante, che si estende verso l’interno e verso il basso dal corpo della punta; almeno una fresa montata in rotazione sull'albero portante a sbalzo; un gruppo di tenuta disposto tra l'albero portante e la fresa e in posizione prossimaie alla base dell'albero portante a sbalzo, il gruppo di tenuta includendo almeno un anello di tenuta rigido ed avendo una faccia di tenuta in contatto con una seconda faccia di tenuta, almeno una delle facce di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale super-duro, resistente all'abrasione.
2. 2. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 1 , in cui il materiale super-duro, resistente all'abrasione è AMORPHIC DIAMOND®.
3. 3. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 1 , in cui la seconda faccia di tenuta è una faccia di tenuta radiale su di un secondo anello di tenuta rigido, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale super-duro, resistente all'abrasione.
4. 4. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 1 , in cui la seconda faccia di tenuta è sulla fresa della punta di trivellazione, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da materiale super-duro, resistente all'abrasione.
5. 5. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 1 , in cui almeno la faccia di tenuta dell'anello di tenuta rigido e la seconda faccia di tenuta sono formate interamente da materiale super-duro, resistente all'abrasione.
6. 6. Punta di trivellazione con un gruppo di tenuta frontale meccanico perfezionato, detta punta di trivellazione comprendendo: un corpo di punta; almeno un albero portante a sbalzo, includente una base ed una superficie portante, che si estende verso l’interno e verso il basso dalla base; almeno una fresa montata in rotazione sull’albero portante a sbalzo; un gruppo di tenuta disposto tra l'albero portante e la fresa e in posizione prossimale alla base dell'albero portante a sbalzo, il gruppo di tenuta includendo almeno un anello di tenuta rigido ed avendo una faccia di tenuta in contatto con una seconda faccia di tenuta, almeno una delle facce di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale super-duro, resistente all’usura avente un coefficiente di attrito radente inferiore a quello del materiale dell’anello di tenuta rigido.
7. 7. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 6, in cui la seconda faccia di tenuta è una faccia di tenuta su di un secondo anello di tenuta rigido, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale avente un coefficiente di attrito radente inferiore a quello del materiale del secondo anello di tenuta rigido.
8. 8. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 6, in cui la seconda faccia di tenuta è sulla fresa della punta di trivellazione, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale resistente all’usura avente un coefficiente di attrito radente inferiore a quello del materiale del cono di fresa.
9. 9. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 6, in cui il materiale resistente all'usura è AMORPHIC DIAMOND®.
10. 10. Punta di trivellazione secondo la rivendicazione 6, in cui almeno la faccia di tenuta dell'anello di tenuta rigido e la seconda faccia di tenuta sono formati interamente di materiale resistente all’usura.
11. 11. Tenuta frontale rigida perfezionata per l'impiego in un utensile per trivellazione in foro di sonda del tipo presentante un cuscinetto disposto tra un primo elemento e un secondo elemento, il primo elemento essendo girevole relativamente al secondo elemento, detta tenuta frontale rigida comprendendo: un ricettacolo di tenuta formato in posizione generalmente intermedia tra il primo elemento e il secondo elemento; un gruppo di tenuta disposto nel ricettacolo di tenuta includente almeno un anello di tenuta rigido avente una faccia di tenuta in contatto con una seconda faccia di tenuta, almeno una delle facce di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale super-duro, resistente all'abrasione.
12. 12. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 11 , in cui la seconda faccia di tenuta è una faccia di tenuta su di un secondo anello di tenuta rigido, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da materiale super-duro, resistente all'abrasione.
13. 13. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 11 , in cui la seconda faccia di tenuta è integrale con il primo elemento, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata di materiale superduro, resistente all’abrasione.
14. 14. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 11 , in cui il materiale super-duro, resistente all'abrasione, è AMORPHIC DIAMOND®.
15. 15. Tenuta frontale rigida perfezionata per l'impiego in un utensile di trivellazione in foro di sonda del tipo avente un cuscinetto disposto tra un primo elemento e un secondo elemento, il primo elemento essendo girevole relativamente al secondo elemento, detta tenuta frontale rigida comprendendo: un ricettacolo di tenuta formato in posizione generalmente intermedia tra il primo elemento e il secondo elemento; un gruppo dì tenuta disposto nel ricettacolo di tenuta includente almeno un anello di tenuta rigido avente una faccia di tenuta in contatto con una seconda faccia di tenuta, almeno una delle facce di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale resistente all’usura avente un coefficiente di attrito radente inferiore a quello dei materiale dell'anello di tenuta rigido.
16. 16. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 15, in cui la seconda faccia di tenuta è una faccia di tenuta su di un secondo anello di tenuta rigido, la seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata da un materiale resistente all’usura.
17. 17. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 15, in cui la seconda faccia di tenuta è integrale con il primo elemento, almeno una porzione della seconda faccia di tenuta essendo almeno parzialmente formata di materiale resistente all'usura.
18. 18. Tenuta frontale rigida perfezionata secondo la rivendicazione 15, in cui il materiale resistente all'usura è AMORPHIC DIAMOND®.