PERFORADOR DE TERRENO.

Perforador de terreno con

- un árbol de perforación (2), que se extiende coaxialmente a un eje de perforación

(1),

- en el que en una zona inferior (12) del árbol de perforación (2) están previstos medios de remoción para la remoción de material de terreno existente en el lugar y en una zona superior (11) del árbol de perforación (2) está prevista una instalación de conexión (6) para un accionamiento giratorio,

- una hélice (21, 22), que se extiende a lo largo del árbol de perforación (2), y

- un canto de corte (23, 24), que está previsto especialmente en una zona inferior de la hélice (21, 22),

- en el que el canto de corte (23, 24) está configurado, al menos por secciones, de forma degresiva, en el que una distancia del canto de corte (23, 24) desde el eje de perforación (1) se reduce a medida que se incrementa la altura del canto de corte (23, 24) a lo largo del eje de perforación (1), y

- en el que la hélice (21, 22) presenta un canto exterior (25, 26), que se extiende, al menos a la altura del canto de corte (23, 24), sobre una superficie envolvente cilíndrica, caracterizado porque

- al menos a la altura del canto de corte (23, 24) está previsto un tubo envolvente (30), y

- porque la hélice (21, 229 está conectada en su canto exterior (25, 26) con el tubo envolvente (30)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07013318.

Solicitante: BAUER MASCHINEN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERSTRASSE 5,86529 SCHROBENHAUSEN.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 6 de Julio de 2007.

Fecha Concesión Europea: 9 de Septiembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación... > Barrenas (especialmente adaptadas para modificar... > E21B10/44 (Barrenas con una parte transportadora helicoidal, p. ej. barrenas del tipo tornillo; Taladros con una parte piloto o partes separables (E21B 10/42 tiene prioridad; tubos de perforación con estructura helicoidal E21B 17/22))
  • E21B7/20B

Clasificación PCT:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación... > Procedimientos o aparatos especiales para la perforación... > E21B7/20 (Introducción de encofrados o de tuberías en los orificios de perforación; Perforación y entubado simultáneos de orificios de perforación (medios de superficie para aplicar movimientos de rotación alternada al tubo de revestimiento E21B 3/025; colocación de pilotes E02D 7/00; excavación de pozos con progresión simultánea del revestimiento E21D 1/08))
  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación... > Barrenas (especialmente adaptadas para modificar... > E21B10/44 (Barrenas con una parte transportadora helicoidal, p. ej. barrenas del tipo tornillo; Taladros con una parte piloto o partes separables (E21B 10/42 tiene prioridad; tubos de perforación con estructura helicoidal E21B 17/22))

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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PERFORADOR DE TERRENO.

Fragmento de la descripción:

Perforador de terreno.

La invención se refiere a un perforador de terreno de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Un perforador de terreno de este tipo está configurado con un árbol de perforación, que se extiende coaxialmente a un eje de perforación, en el que en una zona inferior del árbol de perforación están previstos medios de remoción para la remoción de material de terreno existente en el lugar y en una zona superior del árbol de perforación está prevista una instalación de conexión para un accionamiento giratorio, con una hélice, que se extiende a lo largo del árbol de perforación, y con un canto de corte, que está previsto especialmente en una zona inferior de la hélice, en el que el canto de corte está configurado, al menos por secciones, de forma degresiva, en el que una distancia del canto de corte desde el eje de perforación se reduce a medida que se incrementa la altura del canto de corte a lo largo del eje de perforación, y en el que la hélice presenta un canto exterior, que se extiende, al menos a la altura del canto de corte, sobre una superficie envolvente cilíndrica.

Un perforador de terreno de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 3.995.706. El perforador conocido a partir de esta publicación está previsto para la perforación de capas de terreno especialmente duras.

Otro perforador de terreno se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 10 2005 011 120 A1. Esta publicación describe un perforador de terreno con una hélice de perforación, que está configurada de manera que se estrecha en una zona de estrechamiento del lado del fondo en forma de espiral hacia la punta de perforación, de manera que en esta zona de estrechamiento a lo largo del canto exterior de la hélice de perforación está formado un canto de corte con dientes de perforación.

Otro perforador de tornillo helicoidal se deduce a partir del documento DE 296 12 342 U1. Esta publicación publica un llamado perforador de tornillo helicoidal progresivo, en el que para la consecución de una forma progresiva del tornillo helicoidal, la hélice de perforación presenta un saliente radial que se reduce hacia la punta de perforación sobre la sección de perforación. A través de esta configuración, la hélice actúa durante la operación de perforación regular principalmente con su canto exterior en dirección radial.

Otros perforadores de terreno con hélices, en los que están previstos medios de remoción con dientes de corte sobre un lado inferior dirigido hacia el suelo a remover, se deducen a partir de los documentos US 4.553.612, UD 4.228.862 y EP 1 085 166 A1.

El cometido de la invención es indicar un perforador del terreno con una potencia de corte especialmente alta con alta estabilidad, que es especialmente adecuado para la perforación de capas de rocas duras.

El cometido se soluciona a través de un perforador de terreno con las características de la reivindicación 1. Los ejemplos de realización preferidos se indican en las reivindicaciones dependientes.

En el perforador de terreno de acuerdo con la invención está previsto que el canto de corte esté configurado, al menos por secciones, de forma degresiva, en el que una distancia del canto de corte desde el eje de perforación se reduce a medida que se incrementa la altura del canto de corte a lo largo del eje de perforación.

Una idea básica de la invención se puede ver en prever en el extremo inferior de la hélice un canto de corte que se extiende inclinado con respecto al eje de perforación, cuya distancia radial se reduce desde el eje de perforación hacia arriba, es decir, especialmente a medida que se incrementa la distancia desde el terreno existente. Esta idea básica de la invención permite configurar, por ejemplo, el canto de corte de tal forma que durante el funcionamiento del perforador del terreno se genera en el fondo del taladro de perforación un saliente de piedra que sobresale de forma cónica hacia el perforador coaxialmente al eje de perforación. Este saliente puede servir durante la perforación siguiente para la conducción del terreno, de manera que es posible una perforación especialmente precisa con alta potencia de corte.

Cuando de acuerdo con la invención se indica una modificación de las dimensiones "a medida que se incrementa la altura" y/o "hacia arriba", esto debe comprender que la modificación de la dimensión se inicia a medida que se incrementa la distancia desde la zona inferior del árbol de perforación con los medios de remoción y/o a medida que se reduce la distancia desde la zona superior del árbol de perforación con la instalación de conexión. Por la "zona inferior" del árbol de perforación se puede entender especialmente la zona que está dispuesta adelantada durante la operación de perforación regular. No obstante, el perforador de terreno de acuerdo con la invención es adecuado tanto para la perforación vertical como también para la perforación inclinada, la perforación horizontal y la perforación de techo. En los últimos casos mencionados, las designaciones "inferior" y "superior" no deben contemplarse con relación al punto medio del terreno, sino con relación al fondo del taladro de perforación respectivo.

En los medios de remoción se puede tratar, por ejemplo, de dientes de corte. El accionamiento giratorio sirve para la rotación del perforador de terreno alrededor del eje de perforación. Puede estar configurado especialmente como accionamiento giratorio hidráulico. La instalación de conexión puede ser, por ejemplo, un acoplamiento poligonal desprendible, por medio del cual se puede conectar el árbol de perforación de forma fija contra giro con un tubo de perforación o directamente con el accionamiento giratorio.

La acción de corte se puede mejorar porque el canto de corte está configurado curvado cóncavo. Por ello se puede entender especialmente que el canto de corte está configurado curvado en el interior de la hélice. De esta manera, se puede garantizar que el canto de corte avanza durante la operación de perforación en sus zonas dispuestas radialmente interiores y/o en sus zonas dispuestas radialmente en el exterior frente al centro del canto. De esta manera, se puede garantizar de nuevo que el material removido por el canto de corte no sea desplazado radialmente por encima de los cantos de corte, sino que sea transportado hacia el centro de los cantos de corte, de manera que es posible un desmenuzamiento especialmente efectivo de material del suelo. El canto de corte puede estar configurado especialmente en forma de tornillo o en forma de espiral.

Además, es ventajoso que un radio de curvatura del canto de corte aumente a medida que se incrementa la distancia desde el eje de perforación. En particular, el canto de corte se puede extender en la zona del eje de perforación en vista en planta superior aproximadamente radial al eje de perforación, de manera que a medida que se incrementa la distancia desde el eje de perforación, aumenta una componente de la dirección en la dirección circunferencial con relación al eje de perforación. Por medio de un radio de curvatura variable se puede tener en cuenta especialmente que la velocidad del canto de corte se incrementa cada vez más con relación al material del suelo existente con el mismo número de revoluciones a medida que se incrementa la distancia desde el eje de perforación. En virtud del radio de curvatura creciente del canto de corte a medida que se incrementa la distancia desde el eje de perforación, se puede ajustar el canto de corte en el entorno del eje de perforación, donde la velocidad del canto de corte durante la rotación alrededor...

 


Reivindicaciones:

1. Perforador de terreno con

    - un árbol de perforación (2), que se extiende coaxialmente a un eje de perforación (1),
    - en el que en una zona inferior (12) del árbol de perforación (2) están previstos medios de remoción para la remoción de material de terreno existente en el lugar y en una zona superior (11) del árbol de perforación (2) está prevista una instalación de conexión (6) para un accionamiento giratorio,
    - una hélice (21, 22), que se extiende a lo largo del árbol de perforación (2), y
    - un canto de corte (23, 24), que está previsto especialmente en una zona inferior de la hélice (21, 22),
    - en el que el canto de corte (23, 24) está configurado, al menos por secciones, de forma degresiva, en el que una distancia del canto de corte (23, 24) desde el eje de perforación (1) se reduce a medida que se incrementa la altura del canto de corte (23, 24) a lo largo del eje de perforación (1), y
    - en el que la hélice (21, 22) presenta un canto exterior (25, 26), que se extiende, al menos a la altura del canto de corte (23, 24), sobre una superficie envolvente cilíndrica,

caracterizado porque

    - al menos a la altura del canto de corte (23, 24) está previsto un tubo envolvente (30), y
    - porque la hélice (21, 229 está conectada en su canto exterior (25, 26) con el tubo envolvente (30).

2. Perforador de terreno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el canto de corte (23, 24) está configurado curvado cóncavo.

3. Perforador de terreno de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el radio de curvatura del canto de corte (23, 24) se incrementa a medida que aumenta la distancia desde el eje de perforación (1).

4. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el canto de corte (23, 24) están previstas herramientas de corte (27).

5. Perforador de terreno de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la distancia de herramientas de corte (27) adyacentes varía con la distancia del canto de corte (23, 24) desde el eje de perforación (1) y/o desde el radio de curvatura del canto de corte (23, 24).

6. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura de la hélice (21, 22) en la zona del canto de corte (23, 24) se incrementa a medida que aumenta la altura a lo largo del eje de perforación (1).

7. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado frontal en el tubo envolvente (30) están previstas herramientas de corte (37).

8. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado circunferencial en el tubo envolvente (30) están previstas herramientas de calibración.

9. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos en la zona inferior del perforador de terreno están previstas dos hélices (21, 22) con un canto de corte (23, 24) respectivo, y porque las hélices (21, 22) presentan una altura diferente.

10. Perforador de terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona superior (11) del árbol de perforación (2) está previsto un tubo de guía (50), que rodea coaxialmente el árbol de perforación (2).

11. Procedimiento para la creación de un taladro en el terreno, caracterizado porque el perforador del terreno de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores está desplazado en rotación alrededor del eje de perforación (1) y es introducido en la dirección del eje de perforación (1) en el terreno, de manera que se remueve material del terreno existente con el canto de corte (23, 24).