Brevet FR2970430A1 — publié le 20120720

DOMAINE TECHNIQUE Les modes de réalisation de la présente invention concernent un outil de forage. Plus particulièrement, les modes de réalisation concernent une plaquette de foret à profil trigone équipée d'une pluralité de bords tranchants. CONTEXTE Les outils de forage utilisent typiquement des plaquettes au cours du processus de forage. Les plaquettes existantes utilisées dans les outils de forage sont des plaquettes 0 triangulaires et ont trois bords tranchants. Après un certain temps d'utilisation, les bords tranchants des plaquettes s'usent. Les plaquettes doivent donc être retirées puis remplacées par de nouvelles plaquettes une fois l'ensemble des 6 bords tranchants usés. 15 Dans les forets amovibles ayant des fixations de plaquettes normales, les filetages des plaquettes sont engrenés dans la vis. La vis placée dans le foret est taraudée d'environ 1,5 filetages à 2 filetages pour ce qui est de la quantité de matériau utilisée pour réaliser le taraudage dans les réduits de corps de foret. 20 Il existe donc un besoin, au vu de ce qui précède, de créer une plaquette de foret ayant plus d'un bord tranchant pour surmonter cette limitation. OBSERVATIONS RELATIVES A LA PRESENTE DESCRIPTION 25 Par conséquent, la présente invention concerne une plaquette de foret amovible ayant un profil trigone, comprenant un côté supérieur et un côté inférieur, parallèles entre eux, caractérisée en ce qu'un trou de fixation placé au centre de la plaquette de foret permet de fixer a plaquette sur les deux côtés, supérieur et inférieur, de la plaquette ; et une pluralité bords tranchants sur chaque côté de la plaquette ; la présente 30 invention concerne également un outil de forage comprenant une plaquette de foret amovible a profil trigone, comprenant un côté supérieur et un côté inférieur, parallèles entre eux, caractérisé en ce qu'un trou de fixation placé au centre de la plaquette de foret, permet de fixer la plaquette sur les deux côtés, supérieur et inférieur, de la plaquette ; et une pluralité de bords tranchants sur chaque côté de la 35 plaquette et un corps de foret avec des lèvres de foret et des poches de foret placées au niveau de l'extrémité de lèvre, lesdites poches de ore étant configurées 7 façon pouvoir loger les plaquettes amovibles de foret ; lesdites plaquettes amovibles de foret étant fixées de façon tangentielle dams les poches de fore(; b présente invention concerne également un procédé d'assemblage de l'outil de forage, comprenant la fixation des plaquettes amovibles de foret de façon tangentielle dans les poches de foret de l'outil de forage ; et la fixation des plaquettes amovibles de foret avec l'outil de forage à aide de vis. RÉSUMÉ DE L'INVENTION 1 0 Les points faibles de l'art antérieur sont surmontés et des avantages supplémentaires sont apportés par la plaquette de foret telle que revendiquée dans la présente invention. Des caractéristiques et avantages supplémentaires sont obtenus par le biais de la technique de la présente invention. D'autres modes de réalisation et d'autres aspects de l'invention sont décrits en détail ci-après et sont considérés comme faisant 15 partie intégrante des éléments revendiqués. Dans un mode de réalisation, 'invention concerne une plaquette de foret amovible à profil Uüênnc, cou/pccouu\ un côté supérieur et un côté inférieur, parallèles entre eux, comprenant un trou de fixation placé au centre de la plaquette de foret et permettant 20 de fixer la plaquette amovible sur les deux côtés, supérieur et inférieur, de la plaquette et une pluralité de bords tranchants prévue sur chaque côté de la plaquette. Duns un mode de réalisation, la plaquette de foret amovible comprend six bords tranchants et présente un angle inclus formé entre deux bords tranchants adjacents 25 allant d'environ 70" à environ 90" ainsi qu'un angle formé entre deux parties du même bord tranchant allant d'environ 140" à environ 180". Dans un mode de réalisation, l'angle formé entre e côté supérieur et une lace en pente va d'envimn 50" à environ 9 l}uoy un mode de réalisation. )c côté supérieur et le côté inférieur ont chacun trois bords tranchants. Dans un mode de réalisation, un outil de orage comprend une plaquette de foret 35 amovible ü profil trigone, comprenant un côté supérieur c1 un côté inférieur, parallèles entre eux, un trou de fixation placé au centre de la plaquette de foret et 0 permettant de fixer la plaquette sur les deux côtés, supérieur et inférieur, de la plaquette, et une pluralité de bords tranchants sur chaque côté (Je la plaquette, ainsi qu'un corps de foret équipé de lèvres de foret et de poches de foret au niveau de l'extrémité des lèvres, lesdites poches de foret étant configurées de façon à pouvoir loger les plaquettes amovibles de foret ; lesdites plaquettes amovibles de foret étant fixées de façon tangentielle dans les poches de foret. Dans un mode de réalisation, la plaquette de foret amovible comprend six bords tranchants et présente un angle inclus formé entre deux bords tranchants adjacents 10 allant d'environ 70" à environ 900 ainsi qu'un angle formé entre deux parties du même bord tranchant allant d'environ 140" à environ 180". Dans un mode de réalisation, le côté supérieur et le côté inférieur de la plaquette de foret ont chacun trois bords tranchants. Dans un mode de réalisation, la présente invention concerne un procédé d'assemblage de l'outil de forage, comprenant la fixation des plaquettes amovibles de foret de façon tangentielle dans les poches de foret de l'outil de forage ; et la fixation des plaquettes amovibles de foret avec 'outil de forage à l'aide de vis. Dans un mode de réalisation, es plaquettes de foret sont fixées de telle sorte que axe de la vis est sensiblement parallèle à l'axe de l'outil de forage. Le résumé précédent n'a qu'une valeur d'illustration et ne peut nullement servir à limiter la présente invention. Outre les aspects illustratifs, les modes de réalisation et les caractéristiques décrits ci-dessus, d'autres aspects, modes de réalisation et. caractéristiques seront. étudiés en référence aux dessins et. à la description détaillée suivante. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS ,JOINTS Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à partir de la description suivante et les dessins joints. Il convient de comprendre que ces dessins ne décrivent que quelques modes de réalisation de 1.a présente invention et ne 35 sont donc pas considérés comme limitatifs dans sa portée ; la présente invention sera 1.5 20 4 décrite de [ocnn o]ux spécifique et o1uu cu détail à travers 'u sation des dessins joints. Laü~orc ! ülusre une vue en élévation de la plaquette de foret selon l'invention ; 1afigure 2illustre uucvuccucôté de la plaquette de foret selon l'invention ; ~ !ufigure 3 illustre une vue en perspective de la plaquette de foret selon l'invention ; !c~ üâurcs 4o, 4b, 4o illua DESCRIPTION DÉTAILLÉE 20 La description détaillée suivante inclut les figures jointes auxquelles il est fait référence. Sur les figures, des symboles similaires font typiquement référence à des éléments similaires, sauf s'il en ressort différemment du contexte. Les exemples de réalisation sont décrits dans la description détaillée et les figures. D'autres modes de réalisation peuvent être utilisés et d'autres modifications peuvent être apportées sans 25 trahir l'esprit de la présente invention ou sortir de sa portée. 11 convient de comprendre que les aspects de la présente invention, tels que décrits de façon générale ici et illustrés sur les figures, peuvent être agencés, substitués, combinés et conçus selon une ~cuodc variété de configurations différentes, toutes explicitement prises en compte c~faisao\partie de la présente invention. 0 Lu présente invention concerne entre autres u.ne plaquette de foret. Plus particulièrement, un nl0dC de réalisation de !u '*oubC invention concerne des plaquettes amovibles de foret à profil trigone. 35 En référence aux figures à 9, une plaquette de foret amovible ou à double face est illustrée selon la présente invention. La plaquette présente un profil trigone et est fabriquée à partir de carbure cimenté directement pressé. Dans un mode de réalisation, les figures 1, 2 et 3 illustrent des vues en élévation, en côté et en perspective d'une plaquette de foret 1 respectivement à profil trigone. La plaquette est sensiblement triangulaire sur chacune de ses deux faces (côté supérieur 1b et côté inférieur 10 ; chaque côté du triangle est cassé vers l'extérieur en partant du centre du triangle afin de former deux parties sur chaque côté du triangle. La 10 plaquette présente donc six coins Id dans lesquels les angles de tête du triangle 0 sont rendus davantage obtus. Une autre façon de décrire une plaquette de foret à profil trigone est d'imaginer qu'un cercle imaginaire inscrit dans la plaquette de foret et qui touche la périphérie de la plaquette de foret en six points. La plaquette de foret 1 comprend six côtés S 1, S2, S3, S4, S5, S6, dont chacun comprend un bord 15 tranchant principal, Hl, H2, H3, H4, H5, H6. Les trois bords tranchants principaux H2, H4, H6 sont illustrés sur la figure 1 en relation directe avec un côté supérieur lb. Les trois bords tranchants principaux Hl, H3, H5 se trouvent quant à eux sur le côté inférieur le de la plaquette de foret. Un trou de fixation la, comprenant son axe, est prévu au centre de la plaquette de foret 1 pour fixer la plaquette de foret dans une 20 poche de plaquette de foret 5. Dans un mode de réalisation, par exemple, l'angle inclus ct formé entre les bords tranchants Hi-H6 et les faces en pente R1-R12 va d'environ 50° à environ 90° l'angle f3 formé entre les parties du même bord tranchant va d'environ 140° à environ 25 180". L'angle inclus 0 formé entre les bords tranchants adjacents va d'environ 70" à environ 90". La plaquette est une plaquette négative et ne présente aucun angle de dégagement au-delà des bords tranchants. Ceci permet de déplacer la plaquette trois fois lorsqu'elle repose sur une rois fois lorsqu'elle repose sur l'autre face. Les faces de contact reposent contre es parois des poches dans le corps de foret en acier. L'angle en pente et l'angle inclus allant au-delà du bord tranchant sont complémentaires. Si L'angle en pente est de , alors l'angle inclus ct est de 77°. Si l'angle en pente est de 15", alors l'angle inclus ct est de 750. La plaquette de foret amovible comprend des parties en pente représentées par R1, R2, R_ R4, R5, R6, R7, R8, R9, RIO, R11, R12. h Dans un mode de réalisation, les plaquettes trigones sont beaucoup plus résistantes que les plaquettes triangulaires en ce que ce leur angle inclus 0 entre les bords tranchants adjacents est plus important (800 dans le cas d'un profil trigone contre 60' pour un triangle). Le fait que les plaquettes ne présentent aucun angle de dégagement au-delà du bord tranchant permet de fournir un nombre de bords tranchants deux fois plus important que pour une plaquette positive (plaquette présentant un angle de dégagement au-delà du bord tranchant). De plus, le fait qu'il s'agisse d'une plaquette négative permet de faire varier la position du dégagement dans la plaquette dans le ftiret et donc l'angle d'attaque. 10 Dans un mode de réalisation, les figures 4a à 4c illustrent une vue en perspective et des vues co côté de [ou(il de forage selon l'invention. Le corps de forage 3 est pourvu de deux poches de plaquette 5 dont chacune est pourvue de deux surfaces de contact (figure 9) cnuirc !cmlueUcs une n1uqoc\k> de forci amovible 1 est agencée 15 pour être fixée par une vis h. Lu vis h est vissée à travers le trou de fixation la de la plaquette de foret ! ü l'intérieur d'un trou de fixation 7 fileté positionné dans les plaquettes de poche de foret 5 du corps de foret 3. Dans un mode de réalisation, les figures 5a et 5b illustrent des vues en perspective de 20 !u p!oQucUc do fbu1 amovible 1 assemblée avec un corps de forage 3 selon l'invention. Les figures 6a et 6b illustrent des vues en perspective du montage de la plaquette de foret amovible avec le corps de forage selon l'invention. Dans un mode de réalisation, le corps de foret 3 fabriqué en acier est monté sur des 25 systèmes dynamiques de foret similaires tels que les produits Top Cut Plus Drill ou Drill Fix Tdâun (DP[)/Drill Fix Square (DFS). La partie d'extrémité coupante du b`nct suppoUc doux plaquettes similaires à celles exposées ci-dessus. Les plaquettes sont fixées de façon tangentielle. La plaquette intérieure et la plaquette extérieure sont positionnées de \c!!c sorte que !c [ore{ [occnc un uug)c en "oÜuc » mais il n'est 30 pas nécessaire que les angles I«)rmés par le positionnement des deux plaquettes soit le même. Les plaquettes sont positionnées de telle sorte que l'axe des plaquettes est yenyib/croeo L'angle de filet des lèvres va d'environ 100 à environ 300. Ceci est principalement prévu pour permettre l'évacuation libre et facile des copeaux provenant du bord tranchant des embouts de la plaquette en direction de l'extrémité arrière du foret en passant à travers les lèvres. Dans un mode de réalisation, la figure 7 illustre l'outil de forage équipé de moyens de fixation parallèles à l'axe de l'outil de forage selon l'invention. Les moyens de fixation 6 (vis) sont insérés dans les plaquettes de foret 1 pour leur fixation au corps 0 de foret 3. L'axe de la vis est sensiblement parallèle à l'axe du corps de foret. Dans un mode de réalisation, la figure 8 illustre une vue d'extrémité du foret illustrant la fixation tangentielle des plaquettes à profil trigone. Une fixation tangentielle implique que les vis sont essentiellement fixées sensiblement 15 parallèlement à l'axe du foret (figure 7). Il y a suffisamment de matière pour entrer dans le corps de foret et il est donc possible d'utiliser des vis d'assez grande longueur. Ceci permet d'engrener au moins deux ou trois filetages complets avec les filetages dans le corps de foret. L'assise est ainsi plus stable en cas de fixation tangentielle. Le fait que les faces de contact soient plus importantes dans la direction 20 axiale rend la transmission de la composante axiale des forces de coupe plus efficace. Dans un mode de réalisation, la présente invention concerne un procédé de retrait. Le procédé comprend des actions de dévissage de la plaquette hors des poches de forage, la rotation des plaquettes autour du trou de fixation de la plaquette de sorte 25 que les faces adjacentes, telles que les faces principales, entrent en contact avec la paroi de la poche, puis le revissage sur les plaquettes avec le corps de forage. Une fois les trois bords tranchants usés, la plaquette est dévissée et retournée de sorte que l'autre 'ace entre en contact avec la paroi de la poche puis soit revissée sur l'arrière, permettant d'utiliser également les trois bords tranchants des autres faces. Dans un mode de réalisation, la figure 9 illustre les faces assises dans la poche selon la présente invention. Le contour des faces assises permet un meilleur agrippement s plaquettes de foret. Les copeaux obtenus après forage passent à travers la zone d'entaille prévue pour l'évacuation des copeaux (8) et à travers la lèvre hélicoïdale. Dans -'t expose, l'utilisation de sensiblement tous les termes au singulier et/ou au pluriel n'a pas d'importance et l'homme du métier pourra inverser le pluriel en singulier et/ou le singulier en pluriel suivant la forme appropriée en fonction du contexte et/ou de l'application. Les diverses permutations singulier/pluriel sont. exposées expressément ici à des fins de clarification. Même si divers aspects et modes de réalisation ont été exposés ici, d'autres aspects et d'autres modes de réalisation apparaîtront à 'homme du métier. Les divers aspects et modes de réalisation exposés ici sont exposés à des fins d'illustration et ne visent pas 10 à limiter la portée et l'esprit de l'invention. Références r 'riques 1 : plaquette de foret amovible ; la : trou de fixation de la plaquette de foret ; 1 : côté supérieur de la plaquette de foret ; le : côté inférieur de la plaquette de foret ; : intersection (point de rencontre) entre bords tranchants adjacents de la plaquette , a : faces de contact de la plaquette de foret ; : outil de forage ; 10 3 : corps de foret ; 4 : lèvre de foret ; : poches des plaquettes de foret ; 6 : vis ; 7 : trou de vis réalisé dans la poche de plaquette ; 15 8 : zone d'entaille prévue pour l'évacuation des copeaux sur la lèvre ; u : angle inclus entre le côté supérieur lb et la face en pente R [3 : angle inclus entre les deux parties du même bord tranchant 0 : angle inclus entre bords tranchants adjacents ; Sl, S2, S3, S4, S5 et S6 : côtés de la plaquette de foret ; 20 H1, H3 et H5 : bords tranchants de a plaquette de foret sur e côté inférieur Ic de la plaquette de foret ; H2, H4 et H6 : bords tranchants de a plaquette de foret sur le côté supérieur b de la plaquette de foret et R1, R2, R3. R4, R5, R6, R7, R8, R9, RIO, R 11, et R12 : partie en pente de la 25 plaquette de foret amovible.