PT2222932E - Ponta de broca híbrida e método de conceção - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PONTA DE BROCA HÍBRIDA E MÉTODO DE CONCEÇÃO"

DOMÍNIO TÉCNICO A presente invenção refere-se em geral a pontas de sondagem e, em particular, a uma ponta melhorada tendo uma combinação de cortadores-rolantes e cortadores fixos e elementos de corte e um método de conceção e funcionamento de tais pontas.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA 0 sucesso da perfuração rotativa possibilitou a descoberta de reservatórios profundos de petróleo e de gás e a produção de enormes quantidades de petróleo. A ponta rotativa de rocha foi uma invenção importante que tornou o sucesso da perfuração rotativa possível. Apenas formações terrestres macias podiam ser penetradas comercialmente com a anterior ponta de arraste e ferramenta de cabo, mas a ponta de dois-cones de rocha, inventada por Howard R. Hughes, Patente No. 930,759 dos E.U.A., perfurou a camada rochosa no terreno de Spindletop perto de Beaumont, Texas, com relativa facilidade. Essa invenção venerável, durante a primeira década do século passado, conseguiu perfurar uma escassa fração da profundidade e velocidade da ponta rotativa de rocha moderna. A ponta original de Hughes perfurou durante horas; a ponta moderna agora perfura durante dias. Pontas modernas por vezes perfuram durante milhares de pés (centenas de metros) em vez de meramente uns poucos pés/metros. Muitos avanços têm contribuído para as melhorias impressionantes nas pontas rotativas de rocha.

Na perfuração de furos de sondagem em formações terrestres utilizando pontas de cone-rolante ou cortador-rolante, 2 pontas de rocha tendo um, dois, ou três cortadores rolantes montados rotativamente nas mesmas são aplicadas. A ponta é presa à extremidade inferior de uma coluna de perfuração que é rodada a partir da superfície ou por motores ou turbinas de fundo de furo. Os cortadores montados na ponta rolam e deslizam sobre o fundo do furo de sondagem à medida que a coluna de perfuração é rodada, deste modo engatando e desintegrando o material de formação a ser removido. Os cortadores-rolantes são munidos com elementos de corte ou dentes que são forçados a penetrar e escavar o fundo do furo de sondagem por peso da coluna de perfuração. Os cortes do fundo e lados do furo de sondagem são lavados e eliminados por fluido de perfuração que é bombeado para baixo a partir da superfície através do vazio, coluna de perfuração rotativa, e dos bocais como orifícios na ponta. Eventualmente os cortes são transportados em suspensão no fluido de perfuração para a superfície até ao exterior da coluna de perfuração.

Pontas de cortador-rolante dominaram a perfuração de petróleo durante a maior parte do século 20. Com as melhorias na tecnologia do diamante sintético que ocorreram nos anos 70 e 80, a ponta de cortador de lâmina fixa ou ponta de arraste tornou-se popular novamente na última parte do século 20. As pontas de cortador de lâmina fixa modernas são muitas vezes referidas como pontas de "diamante" ou "DPC" (pontas de diamante policristalino cortador) e estão muito distantes das pontas de cortador de lâmina fixa originais do século 19 e início do século 20. Pontas de diamante ou DPC transportam elementos de corte compreendendo camadas compatas ou "mesas" de diamante policristalino formadas sobre e unidas a um substrato de suporte, convencionalmente de carboneto de tungsténio cementado, sendo o elemento de corte disposto em localização selecionada em lâminas ou outras estruturas no 3 corpo da ponta com as mesas de diamante em geral fazendo face à direção de rotação da ponta. Pontas de cortador de lâmina fixa têm a vantagem de serem muito mais agressivas durante a perfuração e portanto perfurarem muito mais rápido a niveis equivalentes de peso-sobre-ponta(PSP) do que, por exemplo, uma ponta de cortador-rolante. Além disso, elas não têm partes móveis, o que torna a sua conceção menos complexa e mais robusta. As mecânica e dinâmica de perfuração de pontas de cortador de lâmina fixa são diferentes daquelas de pontas de cortador-rolante precisamente porque são mais agressivas no corte e exigem mais torção para rodar durante a perfuração. Durante uma operação de perfuração, pontas de cortador de lâmina fixa são utilizadas num modo semelhante ao das pontas de cortador-rolante, sendo também as pontas de cortador de lâmina fixa rodadas contra a formação a ser perfurada sob peso-sobre-ponta aplicado para remover o material de formação. Os elementos de corte nos cortadores de lâmina fixa são continuamente engatados à medida que raspam o material de formação, enquanto que numa ponta de cortador-rolante os elementos de corte em cada cortador rolante indentam a formação intermitentemente com pouco ou nenhum movimento relativo (raspagem) entre o elemento de corte e a formação. Uma ponta de cortador-rolante e uma ponta de cortador de lâmina fixa têm cada uma aplicações particulares para as quais são mais adequadas do que a outra. A ponta de cortador de lâmina fixa muito mais agressiva é superior na perfuração de uma formação mais macia até uma formação semi-dura enquanto que as pontas de cortador-rolante se destacam na perfuração de formações duras, formações abrasivas, ou qualquer combinação das mesmas.

Na técnica anterior, algumas pontas de sondagem utilizam uma combinação de um ou mais cortadores rolantes e um ou 4 mais cortadores de lâmina fixa. Algumas destas combinações-tipo de pontas de broca são referidas como pontas híbridas. Conceções anteriores de pontas híbridas, tal como a Patente 4.343.371 dos E.U.A., de Baker, III, utilizaram cortadores-rolantes para fazer a maior parte do corte da formação, especialmente no centro do furo ou ponta. Outro tipo de ponta híbrida está descrito na Patente 4.444.281 dos EUA, de Schumacher, tem números iguais de cortadores de lâminas fixa e cortadores-rolantes em disposições essencialmente simétricas. Em tais pontas, os cortadores-rolantes fazem a maior parte do corte da formação enquanto que os cortadores de lâmina fixa atuam como raspadores para remover indentações não cortadas de formação deixadas pelos cortadores-rolantes bem como cortes deixados para trás pelos cortadores-rolantes. Enquanto que tal ponta híbrida melhora a eficiência de corte da ponta híbrida acima da da ponta de cortador-rolante em formações mais macias, tem apenas um efeito pequeno ou marginal na melhoria do desempenho global em formações mais duras. Quando se compara uma ponta de cortador de lâmina fixa com uma ponta de cortador-rolante, a agressividade de corte elevada de uma ponta de cortador de lâmina fixa provoca frequentemente que tal ponta atinja a capacidade ou limite de torção de sistemas ou motores de perfuração de mesa rotativa convencional, mesmo a um nível moderado de peso-sobre-ponta durante a perfuração, particularmente em pontas de maior diâmetro. A agressividade de corte reduzida de uma ponta de cortador-rolante, por outro lado, provoca frequentemente que a ponta de rolamento-cortante ultrapasse os limites de peso-sobre-ponta da coluna de perfuração antes de atingir a capacidade total de torção de um sistema de perfuração de mesa rotativa convencional. A GB 2 183 694 A divulga uma ponta de broca híbrida tendo um cone, uma nariz, e um ombro. 0 corpo da ponta de broca 5 tem uma linha central como o eixo de rotação. Vários cortadores de lâmina fixa estão ligados ao corpo da ponta em torno da linha central e dois cortadores rolantes estão montados para rotação numa perna da ponta presa ao corpo da ponta em torno da linha central. Uma pluralidade de elementos de corte está disposta numa primeira posição numa primeira distância radial no cone da ponta hibrida a partir da linha central do corpo da ponta num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa. Um primeiro elemento de corte nos cortadores rolantes está disposto numa primeira posição numa segunda distância radial a partir da linha central do corpo da ponta no cortador rolante. A US 2005/087370 AI divulga um método para variar a agressividade de corte de uma ponta hibrida tendo um corpo da ponta e três cortadores rolantes montados para rotação na perna da ponta pendendo do corpo para baixo. Uma pluralidade de elementos de corte está disposta em cada cortador rolante. A agressividade da ponta é definida como uma função da taxa de penetração da ponta durante a perfuração. A agressividade é ajustada ajustando a projeção eficaz entre pelo menos dois elementos de corte adjacentes num cortador rolante. 0 objeto da invenção é fornecer um método para variar a agressividade de corte de uma ponta de broca hibrida e uma ponta de broca hibrida correspondente tendo uma agressividade elevada.

DOCUMENTO MAIS PRÓXIMO DA TÉCNICA ANTERIOR A US 4 343 371 A divulga uma ponta hibrida de rocha tendo um par de rolamentos de cone contrários com elementos de corte estendendo-se a partir da e dispostos na superfície. A ponta consiste ainda num par de segmentos de perna de ponta de arraste contrários em lados contrários aos cones 6 cortadores tendo uma pluralidade de elementos de corte de diamante estrategicamente posicionados estendendo-se a partir da e montados na superfície da perna de ponta de arraste. Como os cones rolam no fundo do furo de sondagem, inserções internas em filas "A," "B," "C," e "D" de cada um dos cones contrários cortam sulcos profundos, relativamente estreitos na parte inferior do furo de sondagem. As saliências que permanecem adjacentes aos sulcos são subsequentemente removidas pelos segmentos de perna de ponta de arraste.

Este objeto é alcançado por um método compreendendo as particularidades da reivindicação 1. Modos preferenciais para realizar o método da invenção são reivindicados nas reivindicações 2 a 7. 0 objeto acima é ainda alcançado por uma ponta de broca hibrida compreendendo as particularidades da reivindicação 8. Formas de realização preferenciais da ponta de broca hibrida da invenção são reivindicadas nas reivindicações 9 a 12.

Uma ponta hibrida de sondagem compreendendo um corpo de ponta tendo um eixo central, pelo menos um, preferencialmente três cortadores de lâmina fixa, pendendo do corpo da ponta para baixo, cada cortador de lâmina fixa tendo um bordo de ataque, e pelo menos um cortador-rolante, prefencialmente três cortadores-rolantes, montados para rotação no corpo da ponta. Um cortador de lâmina fixa e um cortador-rolante formando um par de cortadores no corpo de ponta hibrida. Quando existem três cortadores-rolantes, cada cortador-rolante está localizado entre dois cortadores de lâmina fixa. 7

Uma pluralidade de elementos de corte está disposta no bordo de ataque de cada cortador de lâmina fixa e uma pluralidade de elementos de corte está disposta em cada um dos cortadores-rolantes. Os cortadores-rolantes têm cada um elementos de corte dispostos para engatar formação na mesma faixa ou sulco ou entalhe tal como um elemento de corte correspondente num cortador de lâmina fixa. No par de cortadores, o cortador de lâmina fixa correspondente sendo disposto ou para seguir, guiar, ou oposto ao cortador-rolante para adaptar a ponta híbrida para a aplicação, modificando a agressividade de corte da mesma para obter o melhor equilíbrio entre a taxa de penetração da ponta e a durabilidade da ponta para o par de cortadores.

Um método para a conceção de ponta híbrida de sondagem da presente invenção consente ou permite que a agressividade de corte de uma ponta híbrida seja ajustada ou selecionada com base na relação de pelo menos um par de cortadores compreendendo um cortador de lâmina fixa e um cortador-rolante, de uma pluralidade de cortadores de lâmina fixa e cortadores-rolantes, em que a relação inclui um cortador de lâmina fixa guiando um cortador-rolante num par de cortadores, um cortador-rolante guiando um cortador de lâmina fixa num par de cortadores, um cortador-rolante sendo posicionado oposto a um cortador de lâmina fixa num par de cortadores na ponta, e a relação angular de uma lâmina de corte fixa e um cortador-rolante de um par de cortadores em relação à quantidade de avanço ou atraso do cortador de um cortador associado do par de cortadores. A agressividade de corte de uma ponta híbrida da presente invenção sendo alcançada definindo uma agressividade de corte de uma ponta de broca híbrida e as várias combinações de pares de um cortador de lâmina fixa e um cortador-rolante, quando comparadas umas com as outras e com diferentes tipos de pontas de broca, tais como uma ponta de broca de cortador-rolante e uma ponta de broca de cortador de lâmina fixa, ou como o rácio de torção para peso-sobre-ponta ou como o rácio de taxa de penetração para peso-sobre-ponta. A agressividade de corte para uma ponta hibrida da presente invenção sendo ajustada procedendo a pelo menos um dos seguintes passos: ajuste da distância angular entre cada cortador-rolante e cada cortador de lâmina fixa de um par de cortadores da ponta; ajuste da projeção eficaz dos elementos de corte num cortador rolante; disposição dos elementos de corte de um cortador de lâmina fixa e dos elementos de corte de um cortador-rolante de tal modo que pelo menos um elemento de corte de um cortador-rolante e pelo menos um elemento de corte de um cortador de lâmina fixa cortem a mesma faixa ou sulco ou entalhe durante uma operação de perfuração; e disposição de um par de pelo menos um elemento de corte de um cortador de lâmina fixa e elemento de corte de um cortador-rolante de tal modo que o cortador rolante ou guie o cortador de lâmina fixa [(<180°) distância angular], o cortador-rolante se oponha ao cortador de lâmina fixa [ ( = 180 °) distância angular], ou siga o cortador de lâmina fixa [(> 180 °) distância angular].

Outras particularidades e vantagens da presente invenção tornam-se evidentes com referência aos desenhos e descrição detalhada da invenção.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS A FIG. 1 é um gráfico ilustrando a agressividade relativa de uma ponta de cortador-rolante, uma ponta de cortador de lâmina fixa tendo diamante policristalino ou uma ponta de 9 DPC, e formas de realização de pontas híbridas da presente invenção. A FIG. 2 é uma vista do alçado de uma ponta híbrida de sondagem ilustrativa da presente invenção. A FIG. 3 é uma vista da forma do plano de fundo da ponta híbrida de sondagem da FIG. 2. A FIG. 3A é uma vista de elementos de corte de um cortador de três lâminas fixas e elementos de corte de três cortadores-rolantes de formas de realização de uma ponta híbrida das presentes invenções das FIGS. 1 até 3. A FIG. 3B é uma vista de elementos de corte de um primeiro cortador de lâmina fixa e elementos de corte de um primeiro cortador-rolante de uma forma de realização de uma ponta híbrida da presente invenção; A FIG. 3C é uma vista de elementos de corte de um segundo cortador de lâmina fixa e elementos de corte de um segundo cortador-rolante de uma forma de realização de uma ponta híbrida da presente invenção; A FIG. 3D é uma vista de elementos de corte de um terceiro cortador de lâmina fixa e elementos de corte de um terceiro cortador-rolante de uma forma de realização de uma ponta híbrida da presente invenção; A FIG. 3E é uma vista da FIG. 3 mostrando um cortador-rolante e um cortador de lâmina fixa de uma ponta híbrida da FIG.3 da presente invenção. 10 A FIG. 3F é uma vista da FIG. 3 mostrando outro cortador de lâmina fixa e outro cortador-rolante de uma ponta hibrida da FIG.3 da presente invenção. A FIG. 4 é uma vista da forma do plano de fundo de outra forma de realização de uma ponta híbrida de sondagem da presente invenção.

As Figs. 5 e 6 são vistas esguemáticas parciais de cortadores-rolantes e elementos de corte de cortadores-rolantes fazendo interface com a formação a ser perfurada.

MODO(S) DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Voltando agora às figuras de desenho, e particularmente à FIG. 1, as caraterísticas das várias formas de realização da presente invenção são descritas. A FIG. 1 é um gráfico da taxa-de-penetração (TDP no eixo-y) em função do peso-sobre-ponta (PSP no eixo-x) para pontas de sondagem tais como uma ponta de cortador de lâmina fixa, uma ponta híbrida da presente invenção, e uma ponta de três cortadores-rolantes (ponta de três rolamentos de cone). Os dados para as pontas ilustradas em linhas sólidas contínuas do gráfico foram geradas utilizando pontas de 121/4/ polegadas no simulador de Hughes Christensen em Woodlands, Texas. As condições eram 4.000 libras (1.815,6 guilogramas) por polegada guadrada (2,54 cm2) de pressão no fundo do furo, 120 revoluções de ponta por minuto, e 9,5 libras (4,306 kilogramas) por galão (3,78 litros) de fluido de perfuração ou lama durante a perfuração de mármore Carthage. As linhas tracejadas ilustram a taxa-de-pentração (TDP no eixo-y) em função de peso-sobre-ponta (PSP no eixo-x) esperada para diferentes configurações de ponta híbrida de sondagem das presentes invenções. Os dados utilizados e refletidos na FIG. 1 pretendem ser gerais e refletir caraterísticas gerais para os três tipos de pontas, tais 11 como pontas de cortador de lâmina fixa tendo elementos de corte de DPC, pontas híbridas incluindo variações das mesmas das presentes invenções, e pontas de cortador-rolante (pontas de rolamento de cone) cujas agressividades de corte são ilustradas.

As linhas sólidas no gráfico mostram as caraterísticas de desempenho de corte de três tipos diferentes de pontas de sondagem: uma ponta de três cortadores-rolantes (três rolamentos de cone), uma ponta de cortador de 6 lâminas fixas tendo elementos DPC, e uma ponta "híbrida" tendo ambos os (três) cortadores-rolantes e os (três) cortadores de lâmina fixa tendo elementos de DPC nos cortadores de lâmina fixa (na configuração de "cortador-rolante guia" da presente invenção, como descrito aqui abaixo). Como mostrado, cada tipo de ponta tem uma linha caraterística . A ponta de cortador de 6 lâminas fixas tendo elementos de corte de PCD tem a TDP mais elevada para um dado PSP resultando numa linha tendo o declive mais acentuado da linha que mostra o desempenho de corte da ponta. A ponta de três cortadores-rolantes (ponta de três rolamentos de cone) tem a TDP mais baixa para um dado PSP resultando numa linha tendo o declive menos acentuado da linha que mostra o desempenho de corte da ponta. A ponta híbrida da presente invenção exibe uma TDP intermédia para um dado PSP resultando numa linha tendo um declive intermédio da linha que mostra o desempenho de corte da ponta entre a linha para a ponta de cortador de lâmina fixa e a ponta de três cortadores-rolantes. "Agressividade para 0 declive da linha (curva) traçada para a TDP em função do PSP para uma dada ponta pode ser denominado ou definido como a agressividade de corte da ponta ou simplesmente "Agressividade" como utilizado aqui. "Agressividade," 12 efeitos desta aplicação e das invenções aqui descritas, é definida como se segue: (1) Agressividade = Taxa de Penetração (TDP) / Peso Sobre Ponta (PSP)

Assim, a agressividade, como o declive matemático de uma linha, tem um valor maior do que zero. Medido puramente em termos de agressividade, pareceria que as pontas de cortador de lâmina fixa seriam selecionadas em todos os casos para perfuração. Por exemplo, existem limites na quantidade de PSP e torção para girar a ponta que pode ser aplicada, geralmente baseados tanto na aplicação de perfuração como na capacidade da coluna de perfuração e equipamento de prefuração. Semelhantemente, à medida que PSP e TDP aumentam, os requisitos de torção da coluna de perfuração para uma ponta aumentam rapidamente, especialmente com pontas de cortador de lâmina fixa, e provocam vibrações nocivas. Pontas de cortador-rolante, por outro lado, requerem elevado PSP que, no extremo, podem dobrar um conjunto de fundo de furo ou ultrapassar a capacidade de carga de chumaceira das chumaceiras dos cortadores dos cortadores-rolantes da ponta de cortador-rolante. Concordantemente, diferentes tipos de pontas, quer seja uma ponta de cortador de lâmina fixa, uma ponta de cortador-rolante, ou uma ponta hibrida, têm vantagens diferentes em situações diferentes. Um aspeto da presente invenção é proporcionar um método para a conceção de uma ponta de sondagem de tal modo que as suas caraterísticas de agressividade possam ser feitas à medida ou variadas para a aplicação de perfuração.

As Figs. 2, 3 e 4 ilustram formas de realização de pontas de sondagem híbridas 11 de acordo com a presente invenção. A ponta híbrida 11 compreende um corpo de ponta 13 que é roscado ou configurado de outro modo na sua extensão 13 superior para conexão numa coluna de perfuração. 0 corpo de ponta 13 pode ser construído de aço, ou um material de matriz de metal duro (p.e., carboneto de tungsténio) com inserções de aço. 0 corpo da ponta 13 tem um centro axial ou linha central 15 que coincide com o eixo de rotação da ponta híbrida 11 na maior parte dos casos. A ponta híbrida 11 ilustrada é uma ponta de 12-1/4 polegadas. A ponta híbrida 11 mostrada na FIG. 3 é utilizada para exemplificar as técnicas de ajuste da agressividade de uma ponta híbrida de acordo com a presente invenção, i.e., "cortador-guia," "lâmina-guia," e "cortador-lâmina oposto," como descrito aqui. Uma das formas de realização das pontas híbridas das presentes invenções ilustradas na FIG. 3, não é provavelmente uma conceção de produção desejável de ponta híbrida quando a ponta híbrida tem toda uma conceção de lâmina-guia porque a agressividade da ponta híbrida é demasiado elevada para certos tipos de formações, mas não todos os tipos de formações. Isto é, se a ponta híbrida é uma ponta híbrida tendo toda uma conceção de lâmina-guia, atua mais como uma ponta de cortador de lâmina fixa. Tal como ilustrado na FIG. 1, a agressividade de tal ponta híbrida é elevada o que pode afetar adversamente a sua durabilidade e estabilidade dinâmica.

Ilustrado nas FIG. 2 e FIG. 3, pelo menos uma perna da ponta (duas de três são mostradas na FIG. 2.) 17, 19, 21 pende axialmente do corpo de ponta 13 para baixo. Na forma de realização ilustrada, um lubrificante compensador está associado a cada perna da ponta para compensar variações de pressão no lubrificante fornecido para a chumaceira. Entre cada perna de ponta 17, 19, 21, pelo menos um cortador de lâmina fixa (novamente três são mostrados) 23, 25, 27 pende axialmente do corpo de ponta 13 para baixo. 14

Um cortador rolante 29, 31, 33 está montado para rotação (tipicamente numa chumaceira axial, mas elemento-rolante ou outras chumaceiras podem ser utilizados também) em cada perna da ponta 17, 19, 21. Cada cortador-rolante 29, 31, 33 tem uma pluralidade de elementos de corte 35, 37, 39 dispostos no mesmo em filas geralmente circunferenciais. Na forma de realização ilustrada, os elementos de corte 35, 37, 39 de carboneto de tungsténio são inserções, cada inserção com um encaixe justo nos orifícios ou aberturas formadas em cada cortador rolante 29, 31, 33. Alternativamente, os elementos de corte 35, 37, 39 podem ser integralmente formados com o cortador e revestimento duro, como no caso de cortadores de dente-de-aço ou dente-moído. Materais que não o carboneto de tungsténio, tais como diamante policristalino ou outros materiais super-duros ou super-abrasivos, podem também ser utilizados para elementos de corte de cortador-rolante 35, 37, 39 em cortadores-rolantes 29, 31, 33.

Uma pluralidade de elementos de corte 41, 43, 45 são dispostos numa fila no bordo de ataque de cada cortador de lâmina fixa 23, 25, 27. Cada elemento de corte 41, 43, 45 é um disco circular de diamante policristalino montado num espigão de carboneto de tungsténio ou outro metal duro, que por sua vez é soldado, brasado ou de outro modo preso à borda de ataque de cada cortador de lâmina fixa. Diamante policristalino termicamente estável (DTE) ou outros materiais convencionais de elemento de corte de lâmina-fixa podem também ser utilizados. Cada fila de elementos de corte 41, 43, 45 em cada um dos cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27 estende-se a partir da porção central do corpo de ponta 13 até à porção radialmente mais externa ou calibre ou superfície do corpo de ponta 13. Em pelo menos uma das filas de um dos cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27, um elemento de corte 41 num cortador de lâmina-fixa 23 15 está localizado no ou perto do eixo central ou linha central 15 do corpo de ponta 13 ("no ou perto" significando que alguma parte do cortador fixo está a ou menos de cerca de 1 mm da linha central 15) . Na forma de realização ilustrada, o elemento de corte radialmente mais interno 41 na fila no cortador de lâmina fixa 23 tem a sua circunferência tangente ao centro axial ou linha central 15 do corpo de ponta 13 e ponta hibrida 11.

Uma pluralidade de inserções de topo-plano, resistentes ao desgaste 51 formadas de carboneto de tungsténio ou metal duro semelhante com um cortador de diamante policristalino ligado ao mesmo são fornecidas na superfície radialmente mais externa ou calibre de cada cortador de lâmina fixa 23, 25, 27. Estes servem para proteger esta parte da ponta de desgaste abrasivo encontrado na parede lateral do furo de sondagem. Também, uma fila ou qualquer número desejado de filas de cortadores de reserva 53 é fornecida em cada cortador de lâmina fixa 23, 25, 27 entre os bordos de ataque e fuga dos mesmos. Os cortadores de reserva 53 podem ser alinhados com os elementos de corte principais ou primários 41, 43, 45 nos seus respetivos cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27 de tal modo que eles cortem na mesma faixa ou sulco ou entalhe que os elementos de corte principais ou primários num cortador de lâmina fixa. Alternativamente, eles podem ser radialmente afastados dos elementos de corte principais de lâmina fixa de tal modo que eles cortem na mesma faixa ou sulco ou entalhe ou entre as mesmas faixas ou cortes ou sulcos formados pelos elementos de corte principais ou primários nos seus respetivos cortadores de lâmina fixa. Adicionalmente, os cortadores de reserva 53 fornecem pontos de contato ou engate adicionais entre a ponta 11 e a formação a ser perfurada, reforçando assim a estabilidade da ponta híbrida 11. 16

Nas formas de realização das invenções ilustradas na FIG. 3, cortadores-rolantes 29, 31, 33 estão angularmente afastados uns dos outros aproximadamente 120 graus (medidos entre os seus eixos de rotação). O eixo de rotação de cada rolamento-cortador 29, 31, 33 interseta o centro axial 15 do corpo da ponta 13 ou ponta híbrida 11, embora cada ou todos os cortadores-rolantes 29, 31, 33 possam ser angularmente desviados por qualquer quantidade desejada e (ou) afastados lateralmente de tal modo que os seus eixos individuais não se intersetem no centro axial do corpo de ponta 13 ou ponta híbrida 11. Como ilustrado, um primeiro cortador-rolante 29 está afastado 58 graus de uma primeira lâmina fixa 23 (medidos entre o eixo de rotação do cortador rolante 29 e a linha central da lâmina fixa 23 no sentido horário na FIG. 3) formando um par de cortadores. Um segundo cortador-rolante 31 está afastado 63 graus de uma segunda lâmina fixa 25 (medidos de modo semelhante) formando um par de cortadores; e um terceiro cortador-rolante 33 está afastado 53 graus de uma terceira lâmina fixa 27 (outra vez medidos do mesmo modo) formando um par de cortadores.

Na FIG. 3A, um perfil de corte para os elementos de corte fixos 41, 45, 43 nos cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27 e elementos de corte 35, 37, 39 nos cortadores-rolantes 29, 33, 31 são geralmente ilustrados. Como ilustrado, um elemento de corte mais interior 41 na lâmina de corte fixa 23 é tangente ao centro axial 15 do corpo da ponta 13 ou ponta híbrida 11. O elemento de corte mais interno 43 no cortador de lâmina fixa 27 é ilustrado. Também, o elemento de corte mais interno 45 no cortador de lâmina fixa 25 é ilustrado. Um elemento de corte 35 no cortador-rolante 29 é ilustrado tendo a mesma profundidade ou exposição de corte que o elemento de corte 41 no cortador de lâmina fixa 23 17 estando cada um localizado na mesma linha central e cortando a mesma faixa ou sulco ou entalhe. Alguns elementos de corte 41 no cortador de lâmina 23 estão localizados no cone da ponta hibrida 11, enquanto que outros elementos de corte 41 estão localizados no nariz e porção do ombro da ponta hibrica 11 tendo elementos de corte 35 do cortador rolante 29 cortando a mesma faixa ou sulco ou entalhe geralmente no nariz e ombro da ponta hibrida 11 até ao calibre da mesma. Os elementos de corte 35, 37, 39 nos cortadores-rolantes 29, 33, 31 não se estendem para dentro do cone da ponta hibrida 11, mas estão geralmente localizados no nariz e ombro da ponta hibrida 11 até ao calibre da ponta hibrida. Ainda ilustrados na FIG. 3A estão os elementos de corte 43 e 45 nos cortadores de lâmina fixa 27, 25 cortando a mesma faixa ou sulco ou entalhe ou estando cada um centrado nos mesmos ou afastados na mesma faixa ou sulco ou entalhe durante uma revolução da ponta de broca hibrida 11. Enquanto que cada elemento de corte 41, 43, 45 e elemento de corte 35, 37, 39 tem sido ilustrado tendo a mesma exposição de profundidade de corte de tal modo que cada elemento de corte corte a mesma quantidade de formação, a profundidade de corte pode ser variada na mesma faixa ou sulco ou entalhe, se desejado.

Ilustrado na FIG. 3B está um perfil de corte para os elementos de corte fixos 41 no cortador de lâmina fixa 23 e elementos de corte 35 no cortador-rolante 29 em relação um ao outro, o cortador de lâmina fixa 23 e o cortador-rolante 29 formando um par de cortadores na broca hibrica 11. Como ilustrado, alguns dos elementos de corte 41 no cortador de lâmina fixa 23 e elemento de corte 35 no cortador-rolante 29 têm ambos o mesmo centro e cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto que outros elementos de corte 41' no cortador de lâmina fixa 23 e elemento de corte 35' no cortador rolante 29 não têm o mesmo centro mas ainda assim 18 cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe . Como ilustrado, todos os elementos de corte 41 e 41' no cortador de lâmina fixa 23 e elementos de corte 35 e 35' no cortador rolante 29 têm a mesma exposição para cortar a mesma profundidade de formação para um corte igual de formação durante uma revolução da ponta de broca híbrida 11, embora isto ser possa variado como desejado. Ainda ilustrado na FIG. 3B em linhas tracejadas, os elementos de corte de reserva 53 na lâmina fixa 23 localizada atrás dos elementos de corte 41 podem ter a mesma exposição de corte que os elementos de corte 41 ou menos exposição de corte que os elementos de corte 41 e ter o mesmo diâmetro ou um diâmetro menor que um elemento de corte 41. Adicionalmente, elementos de corte de reserva 53 enquanto cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe 41' que um elemento de corte 41 podem estar localizados fora do centro de um elemento de corte 41 localizado à frente de um elemento de corte de reserva 53 associado ao mesmo. Deste modo, elementos de corte 41 e elementos de corte de reserva 53 na lâmina fixa 23 e elementos de corte 35 no cortador rolante 29 vão todos cortar na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto estão ou centrados uns nos outros de ligeiramente descentrados uns dos outros tendo a mesma exposição de corte ou, em alternativa, uma menor exposição de corte.

Ilustrado na FIG. 3C está um perfil de corte para os elementos de corte fixos 43 na lâmina fixa 27 em relação aos elementos de corte 37 no cortador-rolante 33, o cortador de lâmina fixa 27 e o cortador-rolante 33 formando um par de cortadores na ponta híbrida 11. Como ilustrado, alguns dos elementos de corte 43 no cortador de lâmina fixa 27 e elemento de corte 37 no cortador-rolante 33 têm ambos o mesmo centro e cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto que outros elementos de corte 43' no cortador de lâmina fixa 23 e elemento de corte 37' no cortador rolante 19 33 não têm o mesmo centro mas cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe. Como ilustrado, todos os elementos de corte 43 e 43' no cortador de lâmina fixa 27 e elementos de corte 37 e 37' no cortador rolante 33 têm a mesma exposição para cortar a mesma profundidade de formação para um corte igual de formação durante uma revolução da ponta de broca híbrida 11, embora esta possa ser variada como desejado. Ainda ilustrado na FIG. 3C em linhas tracejadas, elementos de corte de reserva 53 na lâmina fixa 27 localizados atrás de elementos de corte 43 podem ter a mesma exposição de corte que elementos de corte 43 ou menos exposição de corte que elementos de corte 43 e ter o mesmo diâmetro ou um diâmetro menor que um elemento de corte 43. Adicionalmente, os elementos de corte de reserva 53 enquanto cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe que um elemento de corte 43 podem estar localizados fora do centro de um elemento de corte 43 associado aos mesmos. Deste modo, os elementos de corte 43 e os elementos de corte de reserva 53 na lâmina de corte fixa 27 e elementos de corte 37 no cortador rolante 33 vão todos cortar na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto estão ou centrados uns nos outros de ligeiramente descentrados uns dos outros tendo a mesma exposição de corte ou, em alternativa, uma menor exposição do corte.

Ilustrado na FIG. 3D está um perfil de corte para os elementos de corte fixos 45 na lâmina de corte fixa 25 em relação aos elementos de corte 39 no cortador-rolante 31 formando um par de cortadores 11 na ponta híbrida 11. Como ilustrado, alguns dos elementos de corte 45 no cortador de lâmina fixa 25 e elemento de corte 39 no cortador-rolante 31 têm ambos o mesmo centro e cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto que outros elementos de corte 45' na lâmina de corte fixa 25 e elemento de corte 39' no cortador-rolante 31 não têm o mesmo centro mas cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe . Tal como ilustrado, todos 20 os elementos de corte 45 e 45' na lâmina de corte fixa 25 e elementos de corte 39 e 39' no cortador-rolante 31 têm a mesma exposição para cortar a mesma profundidade de formação para um corte igual de formação, embora esta possa ser variada como desejado. Tal como ilustrado, todos os elementos de corte 45 e 45' na lâmina de corte fixa 25 e elementos de corte 39 e 39' no cortador-rolante 31 têm a mesma exposição para cortar a mesma profundidade de formação para um corte igual de formação durante uma revolução a ponta de broca híbrida 11. Ainda ilustrado na FIG. 3D em linhas tracejadas, elementos de corte de reserva 53 na lâmina fixa 25 localizados atrás de elementos de corte 45 podem ter a mesma exposição de corte que elementos de corte 45 ou menos exposição de corte que elementos de corte 45 e ter o mesmo diâmetro ou um diâmetro menor que um elemento de corte 45. Adicionalmente, elementos de corte de reserva 53 enquanto cortam na mesma faixa ou sulco ou entalhe que um elemento de corte 45 podem estar localizados fora do centro de um elemento de corte 45 associado aos mesmos. Deste modo, os elementos de corte 45 e os elementos de corte de reserva 53 no cortador de lâmina fixa 25 e elementos de corte 39 no cortador rolante 31 vão cortar todos na mesma faixa ou sulco ou entalhe enquanto estão ou centrados uns nos outros de ligeiramente descentrados uns dos outros tendo a mesma exposição de corte ou, em alternativa, uma menor exposição do corte.

Quando se considera um par de cortadores de uma ponta híbrida 11 incluindo um cortador rolante e um cortador de lâmina fixa, cada um tendo elementos de corte nos mesmos, tendo a mesma exposição de corte, e localizados na mesma posição radial a partir do centro axial da ponta híbrida 11 cortando a mesma faixa ou sulco ou entalhe, ajustar o afastamento angular entre cortadores rolantes 29, 31, 33, e cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27 é um modo de ajuste da 21 agressividade de corte ou agressividade de uma ponta hibrida 11 de acordo com a presente invenção. Quando se considera um par de cortadores tendo elementos de corte nos mesmos tendo a mesma exposição de corte e localizados na mesma posição radial a partir do centro axial da ponta hibrida 11 cortando na mesma faixa ou sulco ou entalhe na ponta hibrida 11, quanto mais próximo um cortador rolante 29 está de uma lâmina de corte fixa 23 do par de cortadores da ponta hibrida 11, o cortador-rolante 29 é o cortador primário do par com cortador de lâmina fixa 23 cortando menos do par. Afastando um cortador rolante 2 9 de um cortador de lâmina fixa 23 de um par de cortadores na ponta de hibrida 11 provoca que o cortador rolante 29 tenha uma ação de corte mais dominante do par de cortadores provocando deste modo a ponta hibrida 11 do hibrido a ter menos agressividade de corte ou agressividade. Afastando mais um cortador-rolante 29 de um cortador de lâmina fixa 23 de um par de cortadores na ponta hibrida 11 permite ou provoca que os elementos de corte do cortador de lâmina fixa 23 dominem a ação de corte do par de cortadores aumentando deste modo a agressividade de corte ou agressividade da ponta hibrida 11.

Outro modo de alterar a agressividade de corte de uma ponta hibrida 11 é tendo um cortador rolante para guiar um cortador de lâmina fixa seguidor de um par de cortadores (incluindo um cortador de cada tipo) ou ter um cortador de lâmina fixa para guiar um cortador rolante seguidor de um par de cortadores (incluindo um cortador de cada tipo). Tal como ilustrado no desenho FIG. 1, quando um cortador de lâmina fixa guia um cortador de rolamento de um par de cortadores de uma ponta hibrida 11 (ver linha HLGC), a ponta hibrida 11 tem mais agressividade de corte cortando mais como uma ponta de cortador de lâmina fixa de diamante policristalino (DPC) . Como ilustrado na FIG. 1, quando um 22 cortador rolante guia uma cortador de lâmina fixa de um par de cortadores de uma ponta híbrida 11 (ver linha HCGL), a agressividade diminui com a ponta híbrida tendo agressividade mais como uma ponta de cortador-rolante (rolamento de cone).

Na ponta híbrida 11 ilustrada da FIG. 3E, para efeitos de ilustrar diferentes formas de realização da presente invenção, um cortador rolante 29 "guia" o seu cortador de lâmina fixa 23 seguidor como um par de cortadores. Como ilustrado na FIG. 3F como outra forma de realização da presente invenção, um cortador de lâmina fixa 25 "guia" o seu cortador rolante 33 seguidor como um par de cortadores. Por "guia" pretende-se referir que os elementos de corte na estrutura adjacente, seguidora (quer seja cortador de lâmina fixa ou cortador rolante) estão dispostos para cair na mesma faixa ou sulco ou entalhe que os feitos pelos elementos de corte na estrutura guia (quer seja cortador de lâmina fixa ou cortador rolante), como indicado pelas linhas fantasma na FIG. 3E ou FIG. 3F. Assim, os elementos de corte 41 no cortador de lâmina fixa 23 estão na mesma faixa ou sulco ou entalhe (ver FIG. 3A, FIG. 3B) que o elemento de corte 35 no cortador rolante 29. Semelhantemente, os elementos de corte 37 no cortador-rolante 33 caem na mesma faixa ou sulco ou entalhe (ver FIG. 3A, FIG. 3C) que elementos de corte 45 no cortador de lâmina fixa 25. Quando um cortador rolante guia um cortador de lâmina fixa seguidor, a agressividade de corte ou agressividade da ponta híbrida 11 é diminuída. Inversamente, quando um cortador de lâmina fixa guia um cortador-rolante seguidor, a agressividade de corte ou agressividade da ponta híbrida 11 é aumentada. Tal está ilustrado na FIG. 1 em linhas tracejadas e rotuladas HCGL e HLGC nas mesmas. 23

Também, nas formas de realização da FIG. 3, o cortador rolante 31 tem os seus elementos de corte 39 dispostos para guiarem os elementos de corte 43 no cortador de lâmina fixa 27 opondo-se (se não diretamente oposto, i.e., 180 graus). Assim, sendo angularmente afastados aproximadamente 180 graus na ponta hibrida 11, o cortador de lâmina fixa 27 e o cortador-rolante 31 suportam carga aproximadamente igual na ponta hibrida 11. Na maior parte dos casos, onde há um número igual de cortadores de lâmina fixa e cortadores-rolantes, cada cortador de lâmina fixa deve ser "emparelhado" com um cortador-rolante de tal modo que os elementos de corte no cortador de lâmina fixa e cortador-rolante emparelhados caiam na mesma faixa ou sulco ou entalhe quando perfuram uma formação. Todos os cortadores rolantes podem guiar todos os cortadores de lâmina fixa, fazendo uma ponta menos agressiva (ver linha sólida HCGL na Fig. 1.); ou todos os cortadores de lâmina fixa podem guiar todos os cortadores-rolantes, fazendo uma ponta mais agressiva (ver linha tracejada HLGC na Fig. 1.), ou todos os elementos de corte de um cortador-rolante podem cair na mesma faixa ou sulco ou entalhe que os elementos de corte numa lâmina fixa oposta (ver linha tracejada HCOL na Fig. 1.) , ou qualquer combinação dos mesmos numa ponta hibrida da presente invenção. A FIG. 4 ilustra uma forma de realização da ponta hibrida de sondagem 111 de acordo com a presente invenção que é semelhante às formas de realização da FIG. 3 em todos os aspetos, exceto que elementos de corte 135, 137, 139 em cada dos cortadores-rolantes 129, 133, 131 respetivamente são dispostos para cortar na mesma faixa ou sulco ou entalhe que os elementos de corte 145, 141, 143 nos cortadores de lâmina fixa 125, 122, 127 opostos ou opondo-se respetivamente. Logo, os elementos de corte 135 no cortador rolante 129 caem na mesma faixa ou sulco ou 24 entalhe que os elementos de corte 145 no cortador de lâmina fixa contrariador 125. 0 mesmo é verdadeiro para os elementos de corte 139 no cortador rolante 131 e os elementos de corte 143 no cortador de lâmina fixa 127 opondo-se; e os elementos de corte 137 do cortador rolante 133 e os elementos de corte 141 no cortador de lâmina fixa 123 opondo-se. Isto pode ser chamado uma disposição de elementos de corte "cortador-oposto". Numa tal disposição, em vez dos elementos de corte num cortador de lâmina fixa ou cortador-rolante "guiando" os elementos de corte num cortador-rolante ou cortador de lâmina fixa seguidor, os elementos de corte num cortador de lâmina fixa ou cortador-rolante "opõem-se" àqueles no cortador-rolante ou cortador de lâmina fixa opondo-se ou oposto. A ponta hibrida 111 da FIG. 4, tendo a configuração de pares de cortadores "cortador-oposto", parece ser extremamente estável em comparação com todas as configurações de pares de cortadores "cortador-guia" ou todos os pares de cortadores "lâmina-guia". Adicionalmente, baseado em testes preliminares, a ponta hibrida 111 da FIG. 4 perfura mais que uma ponta de cortador-rolante convencional e uma ponta de cortador de lâmina convencional tendo elementos de corte de diamante policristalino (ponta de broca DPC), bem como outras configurações de ponta hibrida ("cortador-guia") em arenito duro. Por exemplo, uma ponta de cortador-rolante de 12-1/4 polegadas convencional perfura o arenito duro a 11 pés/hora (3,35 metros/hora), uma ponta de cortador de lâmina fixa tendo elementos de corte de diamante policristalino convencional a 13 pés/hora (3,96 metros/hora), a ponta hibrida com configuração de par de cortadores "cortador-oposto" a 21 pés/hora (6,40 metros/hora). Alguns tipos diferentes de arenito duro é o material que é mais difícil perfurar utilizando pontas de cortador de lâmina fixa tendo elementos de corte de 25 diamante policristalino (pontas de DPC) devido a um nivel de vibrações de dispersão. Nesta aplicação particular, a carga equilibrada resultante da configuração de par de cortadores "cortador-oposto" de uma ponta híbrida é acreditada para produzir a diferença dramática sobre outros tipos e configurações de pontas. Em formações mais macias (macias e semi-duras), é acreditado que as configurações de par "lâmina-guia" de cortador de ponta híbrida mais agressivas irão resultar na melhor taxa de penetração. Em qualquer caso, de acordo com a forma de realização preferencial da presente invenção, a agressividade duma ponta híbrida pode ser feita à medida ou variada para as condições particulares de perfuração e formação encontradas.

Ainda assim um outro modo de ajustar ou variar a agressividade da ponta híbrida 11 é dispor os elementos de corte 35, 37, 39 nos cortadores-rolantes 29, 31, 33 de tal modo que eles se projetem mais fundo na formação a ser perfurada do que os elementos de corte 41 , 43, 45 nos cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27. 0 modo mais simples (e menos eficaz) para fazer isto consiste em ajustar a projeção de alguns ou de todos os elementos de corte 35, 37, 39 nos cortadores-rolantes 29, 31, 33 a partir da superfície de cada cortador-rolante 29, 31, 33 de tal modo que eles se projetem na direção axial (paralela ao eixo 15 da ponta) mais do que alguns ou que todos os elementos de corte 41, 43, 45 nas cortadores de lâmina fixa 23, 25, 27. Em teoria, a projeção axial extra de um elemento de corte dos elementos de corte nos cortadores rolantes provoca que o elemento de corte suporte mais carga que um elemento de corte associado num cortador de lâmina fixa e protege um elemento de corte associado do cortador de lâmina fixa. 26

Na prática, é uma combinação da projeção de cada elemento de corte de um cortador-rolante a partir da superfície do seu cortador rolante, combinada com o seu afastamento angular (passo) de elementos de corte adjacentes que determina se os elementos de corte de um cortador-rolante realmente suportam mais carga de corte que um elemento de corte associado num cortador de lâmina fixa. Esta combinação é referida aqui como "projeção eficaz," e é ilustrada nas FIGS. 5 e 6. Como mostrado na FIG. 5, a projeção eficaz de um dado elemento de corte de um cortador-rolante, ou essa projeção do elemento de corte disponível para penetrar na formação terreste, é limitada pela projeção de cada elemento de corte adjacente e distância angular ou passo C entre os elementos adjacentes e um dado elemento de corte. A FIG. 6 ilustra projeção eficaz "máxima" B em que o passo é selecionado para que os elementos de corte adjacentes a cada lado de um dado elemento de corte permitam penetração do elemento de corte a uma profundidade igual à sua projeção máxima a partir da superfície de um cortador-rolante. A partir da forma de realização exemplar descrita acima, um método para conceção de uma ponta híbrida de sondagem consente ou permite que a agressividade de corte de uma broca híbrida seja ajustada ou selecionada com base na relação de pelo menos um par de cortadores compreendendo um cortador de lâmina fixa e um cortador-rolante, de uma pluralidade de cortadores de lâmina fixa e cortadores-rolantes, em que a relação inclui um cortador de lâmina fixa guiando um cortador-rolante num par de cortadores, um cortador-rolante guiando um cortador de lâmina fixa num par de cortadores, um cortador-rolante sendo posicionado oposto a um cortador de lâmina fixa num par de cortadores na ponta, e a relação angular de uma lâmina de corte fixa e um cortador-rolante de um par de cortador tendo em conta a 27 quantidade de avanço ou atraso do cortador de um cortador associado do par de cortadores. A agressividade de corte de uma ponta híbrida da presente invenção sendo alcançada definindo uma agressividade de corte de uma ponta de broca híbrida e as várias combinações de pares de um cortador de lâmina fixa e um cortador-rolante, quando comparadas umas com as outras e com diferentes tipos de pontas de broca, tais como uma ponta de broca de cortador-rolante e uma ponta de broca de cortador de lâmina fixa, ou como o rácio de torção para peso-sobre-ponta ou como o rácio de taxa de penetração para peso-sobre-ponta. A agressividade de corte para uma broca híbrida da presente invenção sendo ajustada procedendo a pelo menos um dos seguintes passos: ajuste da distância angular entre cada cortador-rolante e cada cortador de lâmina fixa de um par de cortadores da ponta; ajuste da projeção eficaz dos elementos de corte num cortador rolante; disposição dos elementos de corte de um cortador de lâmina fixa e dos elementos de corte de um cortador-rolante de tal modo que pelo menos um elemento de corte de um cortador-rolante e pelo menos um elemento de corte de um cortador de lâmina fixa cortem a mesma faixa ou sulco ou entalhe durante uma operação de perfuração; e disposição de um par de pelo menos um elemento de corte de um cortador de lâmina fixa e elemento de corte de um cortador-rolante de tal modo que o cortador rolante ou guie o cortador de lâmina fixa [(<180°) distância angular], o cortador-rolante se oponha ao cortador de lâmina fixa [ ( = 180 °) distância angular], ou siga o cortador de lâmina fixa [(> 180 °) distância angular].

Como descrito acima, diminuindo a distância angular entre um cortador-rolante guia e um cortador de lâmina fixa diminui a agressividade do par de cortadores, enquanto que 28 aumentando a distância entre os mesmos aumenta a agressividade do par de cortadores. Aumentando a projeção eficaz nos elementos de corte de um cortador-rolante tendo em conta o passo aumenta a agressividade e o inverso é verdadeiro. Finalmente, conceber os elementos de corte numa lâmina fixa para guiar os elementos de corte no cortador-rolante seguidor aumenta a agressividade, enquanto que tendo um cortador-rolante a guiar o seu cortador de lâmina fixa seguidor tem o efeito contrário. De acordo com este método, a agressividade é aumentada, geralmente, provocando a ação de raspagem dos elementos de corte e lâminas fixas e seu domínio sobre a ação de esmagamento dos elementos de corte e cortadores-rolantes.

Agressividade aumentada nem sempre é desejável por causa das respostas de torção erráticas que geralmente a acompanham. A aptidão para fazer à medida uma ponta híbrida para uma aplicação particular pode ser uma ferramenta inestimável para o criador da ponta. A invenção foi descrita com referência a formas de realização preferenciais ou ilustrativas desta. Assim não é limitada, mas é suscetível a variação e modificação sem sair do âmbito da invenção.

Lisboa, 28 de Maio de 2013

Claims (6)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para variar a agressividade de corte de uma ponta híbrida (11) tendo pelo menos um cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) e pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33), compreendendo o método: formação de uma ponta de broca híbrida (11) tendo um corpo de ponta (13) tendo uma linha central (15) como o eixo de rotação do corpo da ponta (13) , tendo pelo menos um cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) ligado ao corpo da ponta (13) em torno da linha central (15), e tendo pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) montado para rotação na perna da ponta de (17, 19, 21) presa ao corpo da ponta (13) em torno da linha central (15), sendo o ângulo entre o cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) e pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) qualquer outro ângulo que não de 90 graus; ligação de pelo menos um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa primeira posição numa primeira distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27 ) , ligação de um primeiro elemento de corte (35, 37, 39) no cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa primeira posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13), caraterizado por o primeiro elemento de corte (35, 37, 39) de pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) disposto na primeira posição segue um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa primeira posição num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39; 41, 43, 45) ) cortam a mesma faixa ou sulco ou entalhe estando cada um centrado no mesmo ou afastado na mesma 2 faixa ou sulco ou entalhe durante a revolução da ponta (11); e o afastamento angular entre pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) e um cortador de lâmina fixa (23, 25, 27), é ajustado. 2. 0 método da reivindicação 1, compreendendo ainda: ligação de um segundo elemento de corte (35, 37, 39) pelo menos num cortador rolante (29, 31, 33) numa segunda posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) para seguir um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa primeira posição num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39, 41, 43, 45) caiam no mesmo corte durante a operação de perfuração. 3. 0 método da reivindicação 2, compreendendo ainda: afastamento de um dos primeiro elemento de corte (35, 37, 39) e segundo elemento de corte (35, 37, 39) ligados a pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) de tal modo que apenas um dos primeiro elemento de corte (35, 37, 39) e segundo elemento de corte (35, 37, 39) engate independentemente durante o corte duma formação utilizando a ponta hibrida (11). 4. 0 método da reivindicação 2, compreendendo ainda: afastamento de cada um dos primeiro elemento de corte (35, 37, 39) e segundo elemento de corte (35, 37, 39) ligados a pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) de tal modo que cada um dos primeiro elemento de corte (35, 37, 39) e segundo elemento de corte (35, 37, 39) tenham uma porção dos mesmos engatando simultaneamente durante o corte duma formação utilizando a ponta hibrida (11). 3 5. 0 método da reivindicação 1, em que a primeira distância radial e a segunda distância radial são uma mesma distância a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) , distâncias diferentes a partir da linha central (15) do corpo de ponta (13), e aproximadamente a mesma distância a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13). 6. 0 método da reivindicação 1, compreendendo ainda: ligação de pelo menos um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa segunda posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27); ligação de pelo menos um elemento de corte (35, 37, 39) no cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa segunda posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) para seguir um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa segunda posição num bordo de ataque do cortador de lâmina e fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39, 41, 43, 45) caiam no mesmo corte durante a operação de perfuração. 7. 0 método da reivindicação 5, compreendendo ainda: ligação de um outro elemento de corte (35, 37, 39) no cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa primeira posição numa primeira distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) para seguir o elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa primeira posição no bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39, 41, 43, 45) caiam no mesmo corte durante a operação de perfuração; e 4 ligação de um outro elemento de corte (35, 37, 39) no cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa segunda posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) para seguir o elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa segunda posição no bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39, 41, 43, 45) caiam no mesmo corte durante a operação de perfuração.

8. Uma ponta de broca hibrida tendo pelo menos um cortador de lâmina fixa (23, 25, 27), pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) , um cone, nariz, e ombro, em que a ponta de broca hibrida (11) compreende: um corpo de ponta (13) tendo uma linha central (15) como o eixo de rotação do corpo da ponta (13), tendo pelo menos um cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) ligado ao corpo da ponta (13) em torno da linha central (15), e tendo pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) montado para rotação numa perna da ponta (17, 19, 21) presa ao corpo da ponta (13) em torno da linha central (15); pelo menos um elemento de corte disposto numa primeira posição numa primeira distância radial no cone da ponta hibrida (11) a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) num bordo de ataque do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) ; e um primeiro elemento de corte do cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa primeira posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) no cortador rolante (29, 31, 33), a segunda distância radial a partir da linha central (15) do corpo da ponta (13) estando em pelo menos um 5 dos nariz e ombro da ponta híbrida (11) e do lado externo do cone da ponta híbrida (11), caraterizado por um primeiro elemento de corte (35, 37, 39) no cortador rolante (29, 31, 33) disposto numa primeira posição numa segunda distância radial a partir da linha central (15) segue um elemento de corte (41, 43, 45) disposto numa primeira posição no bordo de atague do cortador de lâmina fixa (23, 25, 27) de tal modo que os elementos de corte referidos (35, 37, 39; 41, 43, 45)) cortam a mesma faixa ou sulco ou entalhe estando ou centrados nos mesmos ou afastados na mesma faixa ou sulco ou entalhe durante a revolução da ponta (11).

9. A ponta híbrida da reivindicação 8, em que pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33) compreende um cortador rolante (29, 31, 33) localizado num dos nariz e ombro da ponta híbrida (11).

10. A ponta híbrida da reivindicação 8, compreendendo pelo menos dois cortadores de lâmina fixa (23, 25, 27) e pelo menos um cortador rolante (29, 31, 33).

11. A ponta híbrida da reivindicação 8, compreendendo pelo menos dois cortadores de lâmina fixa (23, 25, 27) e pelo menos dois cortadores rolantes (29, 31, 33).

12. A ponta híbrida da reivindicação 8, compreendendo três cortadores de lâmina fixa (23, 25, 27) e três cortadores rolantes (29, 31, 33). Lisboa, 28 de Maio de 2013