La présente invention est relative à un trépan de
forage diamanté plat, garni d'éléments de coupe éventuellement synthétiques, disposés en saillie par rapport
à des zones de drainage formées par des portions de surface délimitant le corps de l'outil proprement dit et
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ronds, des diamants naturels cubiques, des distants synthétiques sertis, qu'ils soient mono- ou polycr istallins et quelle que soit leur forme ou de plaquettes
<EMI ID=2.1>
Les outils plats trouvent leur principale application dans le forage de terrains tendre.-; ou mi-durs, tels
que les argiles et les {Très poreux. Ils sont également
utilisas dans les terrains constitués de couches alternées de terrains très tendres et mi-durs. De tels
terrains nécessitent une hydraulique très étudiée afin
d'éviter d'une part, le rebroyage des déchets de coupe
et d'autre part, le colmatage de l'outil.
<EMI ID=3.1>
de forage rotatif garni de pierres serties. Ces diamants
sont disposés à la surface de l'outil en rangées sensiblement radiales; ils sont sertis dans la partie du corps
d'outil constitué de protubérances d'attaque en saillie
<EMI ID=4.1> <EMI ID=5.1>
rances serties et des évidements réservés au drainage du fluide de refroidissement ainsi que la géométrie de ces zones est choisie de manière à ce que le refroidissement du diamant et l'évacuation des débris de roche soient optimaux. L'amenée du fluide de forage est réalisé par un large canal dans la zone centrale de l'outil; ce canal n'est pas spécialement profilé et le fluide de forage aboutissant à la surface de l'outil entre en contact avec la roche avec une vitesse faible et
<EMI ID=6.1>
plus ou moins radiaux, la chute de pression globale à l'outil est généralement fe.ible : une dizaine de bars.
Ces outils à pierres serties conventionnels permettent, selon la qualité et la grosseur des pierres, de
<EMI ID=7.1>
ra.ins tendres et agglutinants, ils ne réalisent que des performances médiocres et se colmatent rapidement.
<EMI ID=8.1>
à plaquettes réparties sur toute la surface de l'outil.
Les plaquettes diamantées sent généralement constituées de diamants polycristallins répartis isolément sur toute la surface de l'outil.
Ces outils sont largement répandus sous deux fermes préférées : les outils en carbone infiltré et les outils en acier. Les deux formes d'outils se distinguent principalement par l'ordre chronologique des diverses étapes de préparation.
D'une manière générale, les plaquettes diamantées sont constituées d'une couche de diamant polycristallin rapportée sur un substrat de carbure de tungstène par frittage.
Dans les outils en carbure infiltré, les plaquettes diamantées ne sont fixées sur l'outil qu'en fin d'opération, après démoulage de l'outil. Elles sont solidarisées par brasage sur des supports de carbure de tungstène préalablement enserrés dans le corps de l'outil au cours de sa fabrication par infiltration.
Par contre, dans les outils en acier, les plaquettes diamantées sont brasées sur un support de carbure avant Que ceux-ci ne soient fixés sur le corps de l'outil.
La répartition des plaquettes répond à des critères bien précis de densité radiale en fonction de la distance au centre de l'outil et de la répartition angulaire assurant un bon équilibrage mécanique de l'outil de forage. A cette répartition optimale de l'alimentation en fluide de forage qui, dans ce cas, est constituée de plusieurs conduits ménagés dans la masse de manière à être répartis autour de l'axe de rotation et aboutissant
à la surface de l'outil en des endroits d'éloignement différents de l'axe susdit; ces conditions sont en général
<EMI ID=9.1>
mettant de créer des jets puissants susceptibles d'éviter le colmatage et éventuellement de contribuer à la destruction de la roche.
Le? ajutages d'injection sont réalisés en un matériau présentant une haute résistance à l'usure, généralement du carbure de tungstène fritté. Le fluide de forage présent dans la cavité intérieure de l'citi�. et provenant du train de tige, en traversant l'ajutage, est soumis à une accélération brutale avec un rendement hydraulique élevé, la différence de pression entre l'amont et l'aval du Jet nozzle peut atteindre 50 à
100 bars, ce qui correspond à des vitesses linéaires
à l'orifice de l'ordre de grandeur de 100 ne très par seconde.
Quelle que soit sa forme extérieure, le corps de l'outil de chacun des deux types peut être réalisé indifféremment en acier ou en carbure infiltré.
Les deux types d'outils réalisent d'excellentes performances dans les terrains tendres et, en particulier, dans les terrains très tendres et agglutinants. On constate toutefois que la vitesse de pénétration diminue très rapidement lorsqu'on aborde des terrains de dureté plus élevée, tels des terrains de dureté moyenne comme par exemple le calcaire et la dolomie. On constate également un risque de plus en plus grand de colmatage au fur et à mesure que le diamètre de l'outil augmente et ce, en raison de la difficulté croissante d'éliminer les débris de coupe.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients susdits. Elle est relative à un trépan de forage diamanté plat, garni d'éléments de coupe éventuellement synthétiques, disposés en saillie par rapport à des
zones de drainage formées par des portions de surface délimitant le corps de l'outil proprement dit et muni d'au moins un orifice de lavage alimenté en fluide de forage, essentiellement caractérisé en ce que les éléments de coupe sont groupés sur des Ilots répartis sur toute la surface de l'outil et séparés les uns des autres par les zones de drainage susdites pourvues de conduits garnis à leur extrémité d'un ajutage d'injection.
On augmente encore les performances de l'outil dans les terrains de dureté plus élevée, en remplaçant les plaquettes diamantées polycristallines par des
<EMI ID=10.1>
en saillie de 1 à 10 mm par rapport au corps de l'outil proprement dit.
Suivant une particularité de l'invention, les pierres sont disposées en Ilots isolés présentant une largeur de coupe de 10 à 20 mm.
L'embase sertie des éléments de coupe est de préfé-
<EMI ID=11.1>
la surface du corps ou l'outil proprement dit.
Dans une forme de réalisation particulière, on évite le colmatage des outils de grand diamètre, en disposant les plaquettes diamantées polycristallines sur des Ilots en saillie de 1 à 40 mm par rapport au corps de l'outil proprement dit.
Suivant une particularité de l'invention, les plaquettes diamantées polycristallines sont disposées en Ilots isolée présentant une largeur de coupe de 27 à
40 mm et l'embase sertie des plots-supports est en saillie d'environ 15 mm par rapport au niveau de la surface du corps de l'outil proprement dit.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de l'outil
de forage suivant l'invention à éléments de coupe et jets répartis.
Dans ces dessins : - la figure 1 montre en perspective, un outil de forage plat à pierres serties disposées en saillie sur des protubérances réparties suivant l'invention, sur toute la surface de l'outil;
- les figures 2 et 3 sont des vues de plan et de bout de l'outil de forage montré à la figure 1;
- les figures 4 à 9 montrent en détail une protubérance garnie de trois pierres cubiques serties, vue respectivement en bout, en plan et en élévation latérale;
- les figures 10 à 15 illustrent en détail une protubérance garnis de pierres prismatiques triangulaires;
- la figure 16 montre en perspective, un outil de forage plat à plaquettes diamantées polycristallines disposées en saillie sur des protubérances;
- les figures 17 et 18 sont des vues de bout et de plan de l'outil de forage montré à la figure 4;
- les figures 19 à 20 illustrent en détail une protubérance rance garnie de plaquettes polycristallines, et
- la figure 21 montre une forme de répartition radiale des Ilots et de leurs éléments de coupe.
Dans ces figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
De nombreuses publications récentes montrent l'importance de l'hydraulique dans le comportement des
outils de forage pour en justifier les performances.
<EMI ID=12.1>
relief des outils équipés de ces jets. Les éléments
<EMI ID=13.1> de coupe les plus répandus sont des plaquettes diaman-
<EMI ID=14.1>
compact ".
En particulier, l'ouvrage de synthèse intitulé
<EMI ID=15.1>
comptant 698 pages et édité en 1980 par The Petroleum Company, décrit divers aspects des effets jets en forage pétrolier.
L'article de Dave GLOWKA " Optimalisation of Bit
<EMI ID=16.1>
tories paru dans la revue technique ''Society of Petroleum Engineers Journal'' de février 1983, analyse le comportement des outils plats à plaquettes PDC munis d'orifices de lavage non munis d'ajutages d'injection.
En fait, il existe déjà des outils plats à jets, tels que ceux décrits dans le brevet américain No.
4 323 130, les éléments coupants sont cependant fixés au niveau de la surface inférieure plane de la matrice de l'outil.
Ces outils à jets suivant l'invention, désignés dans leur ensemble par la notation de référence 1, se distinguent d'autres outils de forage par l'ensemble des éléments suivants :
- un profil plutôt plat muni éventuellement d'un évidement conique 2;
- une répartition des éléments de coupe 3 sur toute la <EMI ID=17.1>
ou "ailes", mais plutôt en surélévation sur dos Ilots 4, séparés entre eux par des gorges 5 dans le but de favoriser leur refroidissement et l'élimination de débris de roche;
- une alimentation en fluide de forage au travers de conduits 6 aboutissant à la surface de l'outil et en général garnis à leur extrémité du ''jet nozzle" 7, c'est-à-dire un ajutage constitué d'un matériau offrant une résistance particulière à l'érosion et qui, par son profil bien étudié, permet la mise en vitesse du fluide de forage avec un bon rendement hydraulique.
Les canaux peuvent aboutir dans les canaux de rinçage
ou encore dans les Ilots.
La vitesse du fluide de forage atteint à la sortie
du jet, de préférence, un ordre de grandeur de 100 m/s.
Les fortes turbulences ainsi obtenues favorisent l'élimination des débris de roches et contribuent à empêcher le rebroyage des débris qui réduit à la fois la vitesse de pénétration de l'outil et la longévité de l'outil.
Elles empochent le colmatage de l'outil dans les terrains très tendres et collants; on estime également que dans les terrains très tendres, le fluide de forage entrant à grande vitesse en contact avec la roche participe à la destruction de celle-ci.
Comme illustré aux figures 1 à 3, dans un outil de forage plat à pierres serties, chaque Ilot 4 comporte plu-
<EMI ID=18.1>
protubérance constituée d'une portion de surface 9 en saillie pnr rapport au niveau de la surface externe du corps de l'outil.
Dans ce cas, la portion delà surface 9 sur laquelle sont serties les pierres, est en saillie de quelques millimètres environ par rapport au corps de l'outil proprement dit 10 , plus particulièrement de 1 à 10 mm.
Trois pierres cubiques 11 de quatre millimètres environ, sont serties sur deux rangées de manière à assurer un recouvrement complet par Ilot. La saillie émerge avantageusement d'environ 7 mm de la surface du corps de l'outil.
<EMI ID=19.1>
de coupe suffisante, par exemple de l'ordre de grandeur de la largeur de coupe d'une plaquette d'un outil plat
<EMI ID=20.1>
de front sont suivies d'une troisième pierre 11" disposée entre les sillages des deux premières.
Les figures 4 à 9 illustrent sous divers angles, deux modes de sertissage d'un élément de coupe cubique 12.
On retrouve une vue de bout à la figure 4, une vue
<EMI ID=21.1>
plane.
Le sens de défilement de la roche est indiqué dans ces trois cas par la flèche (X), les figures 4 à 5 montrent que l'élément de coupe cubique 12 peut Être posi-
<EMI ID=22.1>
roche. L'élément pénétrant le plus profondément dans
la roche est le coin 14 dans la figure 4 et l'arête 15 dans la figure 5. Comme illustré aux figuras 7 à 9, l'élément de coupe cuoique 12 peut aussi être positionné
<EMI ID=23.1> cas, l'élément pénétrant le plus profondément dans la roche est obligatoirement le coin 17.
Dans chacun des exemples des figures 4 à 9, l'élément de coupe est positionné de manière à présenter un
<EMI ID=24.1>
D'autres éléments de coupe peuvent également être mis en oeuvre. Ainsi, les figures 10 à 15 montrent sous divers angles, le sertissage de pièces prismatiques triangulaires 18.
Le sens de défilement est celui de la flèche (X). Les éléments de coupe prismatiques triangulaires 18 présentent une face plane 13 à la roche, aux figures 10 à 12. Ils sont donc sertis dans les Ilots le long d'une ar�te 15. Le sertissage est dans ce cas avantageusement consolidé par des contreforts latéraux de brasure 19.
Les éléments de coupe prismatiques triangulaires peuvent être aussi positionnés de manière à présenter une arête vive à la roche. La face plane de base 20 est inclinée de manière à permettre de créer l'angle de dépouille souhaité.
<EMI ID=25.1>
tion possible d'îlots 4 comportant des plaquettes diamantées polycristallines 21 brasées sur des plots de carbure 22 sertis dans le corps 10 de l'outil de forage 1.
La surface 9 sur laquelle sont serties les plaquettes diamantées 21 est en saillie de 1 à 40 mm par rapport aux autres positions de surface de l'outil proprement dit.
Trois plaquettes diamantées traditionnelles 21 ,
<EMI ID=26.1>
un Ilot 4 émergeant avantageusement de 15 mm de la surface du corps 10 de l'outil.
La disposition des plaquettes 21 sur chaque Ilot 4 et la répartition des Ilots sont choisies de manière à assurer un recouvrement complet de l'Ilot.
Comme illustré aux figures 19 et 20, on plaça par exemple deux plaquettes de front, afin d'assurer une
<EMI ID=27.1>
montées de front sont suivies d'une troisième plaquette 21" disposée entre les sillages des deux premières.
La fabrication d'un trépan de forage en carbure infiltré à pierres naturelles ou synthétiques serties
dans des protubérances reparties suivant l'invention
sur toute la surface, ou à plaquettes diamantées disposées en saillie, se réalise suivant un procédé connu
en soi, mais de distinguant toutefois par quelques particularités.
Dans un moule de graphite usiné 18 destiné à former le corps de l'outil, sont cénagés des évidements ellipsoïdaux 19 par fraisage, en particulier dans le fond du moule 18.
La calotte inférieure 20 du moule 18 est amovible. En retirant cette calotte inférieure 20, on enlève une
<EMI ID=28.1>
la calotte inférieure 20 par une calotte à face plane
21, de manière à obtenir des évidements 19 à fond plat qui donnent naissance au moment du moulage à un corps d'outil à protubérances tronquées.
Dans le fond plat des évidements, on aménage par grattage manuel ou par fraisage, des logements destinés à recevoir soit des éléments de coupe constitués de pierres naturelles ou synthétiques, soit encore plotssupports de carbure de tungstène destinés à recevoir des plaquettes diamantées que l'on fixe à l'aide de colle sous l'angle souhaité.
Après avoir rempli le moule de poudre de carbure, on réalise l'infiltration par une méthode connue en soi.
Après démoulage de l'outil, on brase éventuellement des plaquettes diamantées sur les plots-supports. s'il s'agit d'obtenir des outils de ce type.
Les figures 19 et 20 sont des vues de bout, de plan, détaillées en perspective et d'une forme de fixation par brasage de plaquettes diamantées 21 sur une protubérance.
<EMI ID=29.1> possible des éléments de coupe. Les éléments et les Ilots 4 sont disposés à des distances différentes de l'axe de rotation de l'outil. Le décalage radial entre deux plots successifs est tel que l'élément de coupe situé à l'extérieur d'un Ilot i est confondu en projection avec l'élément de coupe situé au centre sur l'îlot i + 1 et également.confondu en projection avec l'élément
<EMI ID=30.1>
donc, chaque sillage est parcouru trois fois consécuti-
<EMI ID=31.1>
On peut évidemment doubler à volonté la densité des éléments de coupe en multipliant le nombre d'Ilots; en particulier aux endroits particulièrement sollicités.
Les éléments de coupe sont Groupes par trois, dont deux de front suivi? d'un troisième élément disposé entre les sillage: des deux premiers éléments de coupe.
Dans ce cas, les ajutages sont tous ménagés dans
<EMI ID=32.1>
cacement les éléments de coupe et à éliminer les débris de coupe vers les échancrures latérales, découpées dans la face latérale du trépan.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée
à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que de
<EMI ID=33.1>
tition de ces derniers, ainsi qu'au nombre et à la disposition des ajutage sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Ainsi le corps (10) du trépan 1 peut présenter des
<EMI ID=34.1>
REVENDICATIONS
1. Trépan de forage diamanté plat, garni d'éléments
de coupe éventuellement synthétiques, disposés en saillie
par rapport à des zones de drainage formées par des
portions de surface délimitant le corps de l'outil proprement dit et muni d'au moins un orifice de lavage
alimenté en fluide de forage, caractérisé en ce que les
éléments de coupe (8) sont groupés sur des Ilots répartis
sur toute la surface de l'outil et séparés les uns des
<EMI ID=35.1>
chaque orifice de lavage est garni à son extrémité d'un
ajutage d'injection (7).
The present invention relates to a drill bit
flat diamond drilling, fitted with possibly synthetic cutting elements, projecting from
to drainage zones formed by surface portions delimiting the body of the tool itself and
<EMI ID = 1.1>
round, natural cubic diamonds, synthetic set diamonds, whether mono- or polycrystalline and whatever their shape or platelets
<EMI ID = 2.1>
Flat tools find their main application in the drilling of soft ground. or semi-hard, such
as clays and {Very porous. They are also
used in soils made up of alternating layers of very soft and semi-hard soils. Such
terrains require very studied hydraulics so
on the one hand, avoid regrinding of cutting waste
and on the other hand, the clogging of the tool.
<EMI ID = 3.1>
rotary drill topped with crimped stones. These diamonds
are arranged on the surface of the tool in substantially radial rows; they are set in the body part
of tool made up of protruding attack protrusions
<EMI ID = 4.1> <EMI ID = 5.1>
crimped rances and recesses reserved for the drainage of the coolant as well as the geometry of these zones is chosen so that the diamond cooling and the evacuation of rock debris are optimal. The drilling fluid is supplied by a wide channel in the central zone of the tool; this channel is not specially profiled and the drilling fluid terminating on the surface of the tool comes into contact with the rock with a low speed and
<EMI ID = 6.1>
more or less radial, the overall pressure drop with the tool is generally fe.ible: ten bars.
These conventional set stone tools allow, depending on the quality and size of the stones, to
<EMI ID = 7.1>
tender and agglutinating strains, they only perform poorly and clog up quickly.
<EMI ID = 8.1>
with inserts distributed over the entire surface of the tool.
Diamond inserts generally smell of polycrystalline diamonds distributed in isolation over the entire surface of the tool.
These tools are widely used under two preferred farms: infiltrated carbon tools and steel tools. The two forms of tools are distinguished mainly by the chronological order of the various stages of preparation.
In general, diamond plates consist of a layer of polycrystalline diamond added to a tungsten carbide substrate by sintering.
In tools made of infiltrated carbide, the diamond plates are not fixed on the tool until the end of the operation, after demolding the tool. They are joined by brazing on tungsten carbide supports previously enclosed in the body of the tool during its manufacture by infiltration.
On the other hand, in steel tools, the diamond plates are brazed on a carbide support before they are fixed on the body of the tool.
The distribution of inserts meets very specific criteria of radial density as a function of the distance to the center of the tool and the angular distribution ensuring good mechanical balancing of the drilling tool. To this optimal distribution of the drilling fluid supply which, in this case, consists of several conduits formed in the mass so as to be distributed around the axis of rotation and ending
on the surface of the tool in locations different from the above-mentioned axis; these conditions are generally
<EMI ID = 9.1>
putting to create powerful jets likely to avoid clogging and possibly contribute to the destruction of the rock.
The? injection nozzles are made of a material having a high resistance to wear, generally sintered tungsten carbide. The drilling fluid present in the inner cavity of the citi �. and coming from the rod train, crossing the nozzle, is subjected to a sudden acceleration with a high hydraulic efficiency, the pressure difference between the upstream and downstream of the Jet nozzle can reach 50 to
100 bars, which corresponds to linear speeds
at the orifice of the order of magnitude of 100 very very per second.
Whatever its external shape, the tool body of each of the two types can be made either of steel or of infiltrated carbide.
Both types of tools perform very well in soft terrain and, in particular, in very soft and sticky terrain. However, it can be seen that the speed of penetration decreases very quickly when tackling higher hardness terrains, such as medium hardness terrains such as limestone and dolomite. There is also an increasing risk of clogging as the diameter of the tool increases, due to the increasing difficulty in removing cutting debris.
The present invention aims to remedy the above drawbacks. It relates to a flat diamond drill bit, fitted with possibly synthetic cutting elements, arranged projecting from
drainage areas formed by surface portions delimiting the body of the tool itself and provided with at least one washing orifice supplied with drilling fluid, essentially characterized in that the cutting elements are grouped on islands distributed over the entire surface of the tool and separated from each other by the aforementioned drainage zones provided with conduits fitted at their end with an injection nozzle.
The performance of the tool is further increased in terrain of higher hardness, by replacing the polycrystalline diamond plates with
<EMI ID = 10.1>
projecting from 1 to 10 mm from the body of the tool itself.
According to a feature of the invention, the stones are arranged in isolated islands having a cutting width of 10 to 20 mm.
The base set with the cutting elements is preferably
<EMI ID = 11.1>
the surface of the body or the tool itself.
In a particular embodiment, the clogging of large diameter tools is avoided, by placing the polycrystalline diamond plates on islands projecting from 1 to 40 mm relative to the body of the tool itself.
According to a feature of the invention, the polycrystalline diamond tips are arranged in insulated islands having a cutting width of 27 to
40 mm and the base set with the support studs projects about 15 mm from the level of the surface of the body of the tool itself.
Other features and details of the invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the tool.
drilling according to the invention with cutting elements and distributed jets.
In these drawings: - Figure 1 shows in perspective, a flat drilling tool with crimped stones projecting from protuberances distributed according to the invention, over the entire surface of the tool;
- Figures 2 and 3 are plan and end views of the drilling tool shown in Figure 1;
- Figures 4 to 9 show in detail a protuberance furnished with three crimped cubic stones, seen respectively at the end, in plan and in side elevation;
- Figures 10 to 15 illustrate in detail a protuberance furnished with triangular prismatic stones;
- Figure 16 shows in perspective, a flat drilling tool with polycrystalline diamond plates arranged in projection on protrusions;
- Figures 17 and 18 are end and plan views of the drilling tool shown in Figure 4;
FIGS. 19 to 20 illustrate in detail a rancid protuberance furnished with polycrystalline plates, and
- Figure 21 shows a form of radial distribution of the Islands and their cutting elements.
In these figures, the same reference notations designate identical or analogous elements.
Many recent publications show the importance of hydraulics in the behavior of
drilling tools to justify their performance.
<EMI ID = 12.1>
relief of tools fitted with these jets. The elements
<EMI ID = 13.1> the most common cutting tools are diamond inserts
<EMI ID = 14.1>
compact ".
In particular, the summary work entitled
<EMI ID = 15.1>
698 pages in length and published in 1980 by The Petroleum Company, describes various aspects of jet effects in oil drilling.
Dave GLOWKA's article "Optimization of Bit
<EMI ID = 16.1>
Tories published in the technical journal '' Society of Petroleum Engineers Journal '' of February 1983, analyzes the behavior of flat tools with PDC inserts provided with washing orifices not provided with injection nozzles.
In fact, there are already flat jet tools, such as those described in U.S. Patent No.
4 323 130, the cutting elements are however fixed at the level of the flat lower surface of the tool die.
These jet tools according to the invention, designated as a whole by the reference notation 1, differ from other drilling tools by the set of the following elements:
- a rather flat profile possibly provided with a conical recess 2;
- a distribution of the cutting elements 3 over the entire <EMI ID = 17.1>
or "wings", but rather in elevation on back Islands 4, separated from each other by grooves 5 in order to promote their cooling and the elimination of rock debris;
- a supply of drilling fluid through conduits 6 leading to the surface of the tool and generally provided at their end with the "jet nozzle" 7, that is to say a nozzle made of a material offering a particular resistance to erosion and which, by its well studied profile, allows the drilling fluid to speed up with good hydraulic efficiency.
Channels can end up in flushing channels
or in the Islands.
The speed of the drilling fluid reached at the outlet
of the jet, preferably, an order of magnitude of 100 m / s.
The strong turbulence thus obtained favors the removal of rock debris and contributes to preventing regrinding of the debris which reduces both the speed of penetration of the tool and the longevity of the tool.
They pocket the clogging of the tool in very soft and sticky terrains; it is also estimated that in very soft soils, the drilling fluid entering at high speed in contact with the rock participates in the destruction of the latter.
As illustrated in FIGS. 1 to 3, in a flat drilling tool with crimped stones, each Island 4 comprises several
<EMI ID = 18.1>
protuberance consisting of a surface portion 9 projecting from the level of the external surface of the body of the tool.
In this case, the portion of the surface 9 on which the stones are crimped, protrudes by a few millimeters approximately relative to the body of the tool itself 10, more particularly from 1 to 10 mm.
Three cubic stones 11 of about four millimeters, are crimped in two rows so as to ensure complete recovery by Ilot. The projection advantageously emerges from about 7 mm from the surface of the tool body.
<EMI ID = 19.1>
sufficient cutting, for example of the order of magnitude of the cutting width of a insert of a flat tool
<EMI ID = 20.1>
at the front are followed by a third 11 "stone placed between the wake of the first two.
FIGS. 4 to 9 illustrate, from various angles, two modes of crimping of a cubic cutting element 12.
There is an end view in Figure 4, a view
<EMI ID = 21.1>
plane.
The direction of travel of the rock is indicated in these three cases by the arrow (X), FIGS. 4 to 5 show that the cubic cutting element 12 can be posi-
<EMI ID = 22.1>
rock. The most deeply penetrating element
the rock is the corner 14 in FIG. 4 and the edge 15 in FIG. 5. As illustrated in FIGS. 7 to 9, the cuoic cutting element 12 can also be positioned
<EMI ID = 23.1> case, the element penetrating the deepest into the rock is necessarily the corner 17.
In each of the examples in FIGS. 4 to 9, the cutting element is positioned so as to present a
<EMI ID = 24.1>
Other cutting elements can also be used. Thus, FIGS. 10 to 15 show from various angles, the crimping of triangular prismatic pieces 18.
The scrolling direction is that of the arrow (X). The triangular prismatic cutting elements 18 have a flat face 13 to the rock, in FIGS. 10 to 12. They are therefore crimped in the islands along an edge 15. The crimping is in this case advantageously consolidated by lateral brazing buttresses 19.
The triangular prismatic cutting elements can also be positioned so as to present a sharp edge to the rock. The base flat face 20 is inclined so as to allow the desired draft angle to be created.
<EMI ID = 25.1>
Possible option of islands 4 comprising polycrystalline diamond plates 21 brazed on carbide pads 22 crimped in the body 10 of the drilling tool 1.
The surface 9 on which the diamond plates 21 are crimped protrudes from 1 to 40 mm relative to the other surface positions of the tool itself.
Three traditional diamond plates 21,
<EMI ID = 26.1>
an Island 4 advantageously emerging from 15 mm from the surface of the body 10 of the tool.
The arrangement of the plates 21 on each Island 4 and the distribution of the Islands are chosen so as to ensure complete recovery of the Island.
As illustrated in FIGS. 19 and 20, two front plates were placed, for example, in order to ensure a
<EMI ID = 27.1>
front mounted are followed by a third plate 21 "disposed between the wake of the first two.
The manufacture of an infiltrated carbide drill bit with crimped natural or synthetic stones
in protuberances distributed according to the invention
over the entire surface, or with diamond plates arranged in projection, is produced according to a known process
in itself, but distinguishing by a few peculiarities.
In a machined graphite mold 18 intended to form the body of the tool, ellipsoidal recesses 19 are arranged by milling, in particular in the bottom of the mold 18.
The lower cap 20 of the mold 18 is removable. By removing this lower cap 20, we remove a
<EMI ID = 28.1>
the lower cap 20 by a flat face cap
21, so as to obtain recesses 19 with a flat bottom which give rise at the time of molding to a tool body with truncated protuberances.
In the flat bottom of the recesses, housings intended to receive either cutting elements made of natural or synthetic stones, or alternatively tungsten carbide supports intended to receive diamond plates are arranged by manual scraping or by milling. fixed with glue at the desired angle.
After filling the mold with carbide powder, infiltration is carried out by a method known per se.
After removing the tool from the mold, diamond plates are possibly brazed onto the support pads. if it is a question of obtaining tools of this type.
Figures 19 and 20 are end views, plan, detailed in perspective and a form of attachment by brazing of diamond plates 21 on a protrusion.
<EMI ID = 29.1> possible cutting elements. The elements and the islands 4 are arranged at different distances from the axis of rotation of the tool. The radial offset between two successive studs is such that the cutting element located outside an Island i is coincident in projection with the cutting element located in the center on the island i + 1 and also. projection with the element
<EMI ID = 30.1>
therefore, each wake is traversed three times consecutively
<EMI ID = 31.1>
It is obviously possible to double the density of the cutting elements at will by multiplying the number of islands; especially in particularly stressed places.
The cutting elements are Groups of three, two of which are front-facing? a third element disposed between the wake: the first two cutting elements.
In this case, the nozzles are all arranged in
<EMI ID = 32.1>
place the cutting elements and remove the cutting debris towards the lateral notches, cut in the lateral face of the drill bit.
It is obvious that the invention is not limited
to the embodiment described above and that of
<EMI ID = 33.1>
tition of the latter, as well as the number and arrangement of the nozzles without departing from the scope of the invention.
Thus the body (10) of the drill bit 1 may have
<EMI ID = 34.1>
CLAIMS
1. Flat diamond drill bit, fitted with elements
possibly synthetic cutting, arranged in projection
compared to drainage areas formed by
surface portions delimiting the body of the tool itself and provided with at least one washing orifice
supplied with drilling fluid, characterized in that the
cutting elements (8) are grouped on distributed islands
over the entire surface of the tool and separated from each other
<EMI ID = 35.1>
each washing orifice is fitted at its end with a
injection nozzle (7).