ES2352645T3 - Barrena con saliente móvil para realizar una perforación. - Google Patents
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Abstract
Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, que presenta en su pared interna una ranura (36) sensiblemente helicoidal, comprendiendo dicha barrena: - un alma (100) hueca que tiene un eje longitudinal; - al menos una hoja (34) helicoidal montada sobre la cara externa del alma; y - un saliente (42) móvil de corte adecuado para adoptar una posición activa en la que el saliente sobresale respecto al volumen limitado por la periferia de la hoja y una posición retraída en la que está dispuesto en el interior de dicho volumen; y - medios (152, 154) para desplazar dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa; estando dicha barrena caracterizada porque: - dicha hoja helicoidal se extiende por al menos una parte sustancial de la longitud del alma; - dichos medios de desplazamiento comprenden: - un elemento (150) adicional montado de manera móvil en dicha alma en traslación según dicho eje longitudinal y/o en rotación alrededor de dicho eje longitudinal y dispuesto al menos en el extremo inferior de dicha alma; y - un medio (162) de accionamiento para provocar el desplazamiento de dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa en respuesta al movimiento relativo de dicho elemento adicional con respecto a al menos la parte inferior de dicha alma hueca.
Description
Barrena con saliente móvil para realizar una
perforación.
La presente invención tiene como objeto una
barrena con saliente móvil.
Para la realización de pilotes no envainados o
prefabricados, lo más habitual es utilizar como herramienta una
barrena que permite realizar en el terreno una excavación cilíndrica
correspondiente a las dimensiones del pilote que va a realizarse y
que permite igualmente la elevación del terreno vaciado o excavado.
Con frecuencia, la barrena está equipada con un tubo de inyección
que se monta de manera deslizante dentro del alma hueca de la
barrena y que permite inyectar en la perforación, a medida que se
hace ascender la barrena, el hormigón o el mortero que sirve para
realizar el pilote.
Los esfuerzos que puede absorber el pilote
prefabricado o no envainado dependen, por un lado, del diámetro de
éste y, por otro lado, del coeficiente de rozamiento que existe
entre la pared externa del pilote y la pared interna de la
perforación.
El aumento del diámetro del pilote conlleva un
incremento del coste de la perforación y, sobre todo, un aumento de
la cantidad de mortero o de hormigón que debe utilizarse para
realizar el pilote. Se entiende por tanto que resulta interesante,
con el fin de aumentar la eficacia del pilote, mejorar el
coeficiente de rozamiento entre el pilote y el terreno. Para ello,
se conoce realizar, con ayuda de un saliente, una ranura helicoidal
en la pared interna de la perforación que, posteriormente, se
rellenará junto con la perforación con el hormigón o el mortero para
formar una nervadura helicoidal que penetra en el terreno.
Esto es lo que se ha representado en la figura 1
adjunta, representando la referencia (10) la perforación
cilíndrica, representando la referencia (12) la pared interna de
esta perforación y representando la referencia (14) la ranura
helicoidal realizada en la pared (12) de la perforación. En esta
figura, también se ha hecho aparecer el pilote (16) con su nervadura
(18) helicoidal que penetra en el terreno S.
Para realizar la ranura helicoidal en la pared
de la perforación, habitualmente se equipa el extremo inferior de
la hoja de la barrena con un saliente. En determinados casos, este
saliente es fijo, es decir, que realiza una ranura en el sentido
del descenso y la ascensión de la barrena. Esto es lo que se
describe en la patente EP 1 277 887 a nombre de COMPAGNIE DU SOL.
Para obtener una alta calidad de esta ranura, es decir, una
compactación eficaz de las paredes de la nervadura, es necesario,
en particular, controlar con precisión la velocidad de rotación y
de desplazamiento lineal de la barrena en el descenso y, sobre todo,
en la ascensión.
Para simplificar estas operaciones, se ha
propuesto utilizar barrenas equipadas con un saliente escamoteable
que sólo sobresalga respecto a la hoja de la barrena para realizar
la ranura durante la ascensión de la barrena. En general, la salida
del saliente móvil se provoca simplemente mediante la inversión del
sentido de rotación de la barrena. Tal solución se describe en el
documento EP 1 471 187 a nombre de COMPAGNIE DU SOL. Tal solución
presenta la ventaja de ser sencilla, pero presenta el inconveniente,
en determinados casos, de no garantizar de manera segura la salida
del saliente para realizar la ranura helicoidal.
El documento WO 9402687 A da a conocer una
barrena similar a la del preámbulo de la reivindicación 1.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una barrena equipada con un saliente móvil para la que
pueda garantizarse la salida eficaz del saliente durante la
ascensión de la barrena de manera fiable y el mantenimiento del
saliente en esta posición.
Para alcanzar este objetivo, según la invención,
la barrena comprende:
- -
- un alma;
- -
- al menos una hoja helicoidal montada sobre la cara externa del alma y que se extiende por al menos una parte sustancial de la longitud del alma;
- -
- un saliente móvil de corte adecuado para adoptar una posición activa en la que el saliente sobresale respecto al volumen limitado por la periferia de la hoja y una posición retraída en la que está dispuesto en el interior de dicho volumen; y
- -
- medios para desplazar dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa;
estando dicha barrena caracterizada porque:
- -
- dicha alma de la barrena es hueca; y
- -
- dichos medios de desplazamiento comprenden:
- \bullet
- un elemento adicional montado de manera móvil dentro de dicha alma en traslación y/o en rotación y dispuesto al menos en el extremo inferior de dicha alma; y
- \bullet
- un medio de accionamiento para provocar el desplazamiento de dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa en respuesta al movimiento relativo de dicho elemento adicional con respecto a al menos la parte inferior de dicha alma hueca.
\vskip1.000000\baselineskip
Se entiende que el desplazamiento del saliente
móvil desde su posición retraída a su posición activa o extraída
está provocado por la traslación o la rotación del elemento
adicional. Se obtiene de este modo, durante la ascensión de la
barrena, la salida del saliente a su posición activa de manera muy
fiable.
Según una primera forma de puesta en práctica,
la barrena se caracteriza porque dicho elemento adicional es un
elemento tubular que se extiende por toda la longitud del alma de la
barrena y cuyo extremo superior está conectado a un conducto de
alimentación de líquido cargado a presión y cuyo extremo inferior
está dotado al menos un orificio para permitir la inyección en la
perforación.
Según un primer modo de puesta en práctica, la
barrena se caracteriza porque dicho elemento tubular puede moverse
en traslación dentro de dicha alma y porque dicho medio de
accionamiento provoca el desplazamiento del saliente desde su
posición retraída a su posición activa en respuesta al movimiento de
traslación de dicho elemento tubular.
Según un segundo modo de puesta en práctica, la
barrena se caracteriza porque dicho elemento tubular puede moverse
en rotación dentro de dicha alma y porque dicho medio de
accionamiento provoca el desplazamiento del saliente desde su
posición retraída a su posición activa en respuesta a la rotación de
dicho elemento tubular.
En esta primera forma de puesta en práctica,
preferentemente, la barrena se caracteriza porque dicho elemento
tubular es un tubo de inyección que puede moverse en traslación
dentro de dicha alma hueca entre una posición retraída en la que el
extremo inferior del tubo de inyección obtura el extremo inferior
del alma de la barrena y una posición extraída en la que el extremo
inferior del tubo de inyección sobresale respecto al extremo
inferior de la barrena.
Según una segunda forma de puesta en práctica,
la barrena se caracteriza porque dicho elemento adicional es una
parte de tubo montada de manera móvil en traslación y/o en rotación
dentro del alma hueca de la barrena, en su extremo inferior.
Según un tercer modo de puesta en práctica, la
barrena se caracteriza porque dicha parte de tubo está montada de
manera móvil en traslación en el interior del alma de la barrena y
porque dichos medios de accionamiento provocan el desplazamiento
del saliente desde su posición retraída a su posición activa en
respuesta al desplazamiento de la parte de tubo.
Según un cuarto modo de puesta en práctica, la
barrena se caracteriza porque dicha parte de tubo puede moverse en
rotación en el interior del alma de la barrena y porque dichos
medios de accionamiento provocan el desplazamiento del saliente
desde su posición retraída a su posición activa en respuesta a la
rotación de dicha parte de tubo.
Según un quinto modo de puesta en práctica, la
barrena se caracteriza porque el alma de dicha barrena comprende
una parte superior y una parte inferior que puede moverse en
traslación con respecto a dicha parte superior por una longitud
predeterminada, estando dicho saliente montado en dicha parte
inferior, porque dicho elemento adicional comprende una pieza
tubular solidaria con el extremo inferior de la parte superior de
dicha alma y que penetra en el interior de dicha parte inferior del
alma hueca, y porque dichos medios de accionamiento están montados
en dicha pieza tubular de tal manera que el desplazamiento relativo
en traslación de dicha parte inferior del alma y de dicha pieza
tubular provoca el desplazamiento del saliente desde su posición
retraída a su posición activa.
Otras características y ventajas de la invención
se observarán mejor con la lectura de la descripción siguiente de
varios modos de realización de la invención dados a título de
ejemplo no limitativos. La descripción se refiere a las figuras
adjuntas, en las que:
- la figura 1, ya descrita, muestra en sección
vertical un pilote no envainado obtenido con ayuda de una barrena
con saliente.
\newpage
- la figura 2 es una vista en alzado del
conjunto de la máquina de perforación que comprende la barrena con
saliente móvil;
- las figuras 3A y 3B muestran el extremo
inferior de una barrena equipada con un tubo de inyección
correspondiente a un primer modo de puesta en práctica de la
invención;
- la figura 4 muestra en vista desde abajo, el
extremo inferior del alma de la barrena según el primer modo de
puesta en práctica de la invención;
- la figura 5 muestra los circuitos de
accionamiento del saliente móvil según el primer modo de puesta en
práctica de la invención;
- la figura 6 muestra el extremo inferior de la
barrena según un segundo modo de puesta en práctica de la
invención;
- la figura 7 es una vista desde arriba
simplificada de la barrena de la figura 6;
- las figuras 8A y 8B son vistas en sección
según la línea XI-XI de la figura 6 que muestran el
saliente en posición "extraída" y en posición
"retraída";
- la figura 9 es una vista en sección vertical
del extremo inferior de la barrena según una variante del primer
modo de puesta en práctica de la invención;
- las figuras 10A y 10B son vistas parciales en
perspectiva de la parte inferior de la barrena de la figura 9 que
muestran el saliente móvil en sus dos posiciones;
- las figuras 11A y 11B muestran el extremo
inferior de la barrena según un tercer modo de puesta en práctica de
la invención;
- la figura 12 muestra el extremo inferior de la
barrena según un cuarto modo de puesta en práctica de la
invención;
- la figura 13 es una vista en alzado de un
quinto modo de realización de la invención;
- la figura 14 es una vista lateral del quinto
modo de realización de la invención;
- la figura 15 es una vista en sección vertical
del quinto modo de realización de la invención;
- la figura 16 es una vista en alzado de la
parte superior del cabezal de corte en posición retraída de un
quinto modo de realización de la invención;
- la figura 17 es una vista en sección vertical
según la línea A-A de la figura 16;
- la figura 18 es una vista en sección
horizontal según la línea B-B de la figura 16;
- la figura 19 es una vista similar a la de la
figura 16, estando el cabezal de corte en posición extendida;
- la figura 20 es una vista en sección vertical
según la línea C-C de la figura 19;
- la figura 21 es una vista en perspectiva de la
parte inferior del cabezal de corte;
- la figura 22 es una vista análoga a la de la
figura 21, pero dejando ver en parte el interior; y
- la figura 23 es una vista en sección vertical
del extremo inferior del cabezal de corte.
En referencia inicialmente a la figura 2, va a
describirse el conjunto de la máquina de perforación que comprende
la barrena con saliente. En esta figura, se ha representado de
manera esquemática la plataforma (20) con su brazo (22) de guiado
articulado accionado por los actuadores (24). A lo largo del brazo
(22) de guiado, puede desplazarse un carro (26) que soporta el
cabezal (28) de puesta en rotación de la barrena (30). El carro (26)
puede desplazarse a lo largo del brazo (22) mediante medios no
representados. Por tanto, es posible controlar de este modo, por un
lado, la velocidad de rotación de la barrena mediante el cabezal
(28) de puesta en rotación y, por otro lado, la velocidad de
desplazamiento lineal de la barrena controlando el desplazamiento
del carro (26) con respecto al brazo (22).
La barrena (30) está constituida por un alma
(32) cilíndrica hueca y por dos hojas (34 y 36) helicoidales
desplazadas angularmente 180 grados. El alma (32) termina en una
punta (35). Los bordes (34a y 36a) de ataque de las hojas están
equipados con dientes tales como (38).
\newpage
Es evidente que no supondría un alejamiento de
la invención el hecho de que la barrena comprendiera una única hoja
helicoidal o que esta barrena comprendiera una hoja helicoidal por
toda su altura y una segunda hoja por su parte final próxima a la
punta (35).
En la descripción que sigue, en referencia a las
figuras 3A a 10B, va a describirse un primer modo de puesta en
práctica de la invención en el que el elemento adicional es una
pieza tubular que se extiende por toda la longitud del alma de la
barrena y que preferentemente es un tubo de inyección.
Las barrenas con tubo de inyección son máquinas
de perforación ampliamente conocidas y descritas, concretamente, en
la solicitud de patente FR 2 807 455 a nombre del solicitante, que
ha de considerarse como que forma parte integrante de la presente
descripción. En este caso, la barrena tiene un alma hueca en la que
puede desplazarse en traslación un tubo denominado tubo de
inyección cuyo extremo superior está conectado mediante un elemento
flexible a una fuente de mortero o de cemento o, de manera más
general, un líquido cargado y cuyo extremo inferior puede
sobresalir respecto al extremo inferior de la barrena para permitir
la inyección, a través de orificios, del mortero o el hormigón en
la perforación realizada con la barrena. El tubo de inyección puede
desplazarse en traslación con respecto a la barrena con ayuda, por
ejemplo, de actuadores montados en el cabezal de puesta en rotación
de la barrena y, de la manera más habitual, el tubo de inyección
también puede desplazarse en rotación alrededor de su eje
longitudinal con respecto a la barrena.
En el primer modo de puesta en práctica de la
invención, se utiliza, para accionar los medios motores del saliente
móvil, el movimiento relativo en traslación de dicho tubo de
inyección con respecto a la barrena.
En las figuras 3A y 3B, se ha representado la
parte inferior de la barrena (30) con su alma (32), sus hojas (34 y
36) así como su saliente (42) pivotante. Dentro del alma hueca (32)
se monta en deslizamiento un tubo (100) de inyección cuyo extremo
inferior está obturado mediante una punta (102) de forma cónica. El
tubo de inyección comprende una pluralidad de orificios (104) para
permitir la salida del mortero o del cemento. Cuando el tubo (100)
de inyección está en posición elevada en el interior del alma de la
barrena (32), el tubo de inyección y la barrena son solidarios en
rotación. Para ello, la cara (32a) inferior del alma (32) de la
barrena está dotada de muescas tales como (106) que pueden actuar
conjuntamente con pestañas (108) previstas en la periferia del
extremo inferior del tubo de inyección, es decir inmediatamente por
encima de su extremo (102). Así, en posición elevada, la barrena y
el tubo de inyección son solidarios en rotación. En cambio, cuando
el tubo de inyección está en posición extraída para permitir la
inyección del hormigón, del cemento o del mortero, el extremo
inferior del tubo (100) de inyección ocupa una posición tal que los
orificios (104) se liberan y, evidentemente, las pestañas (108)
salen de las muescas (106).
Según este primer modo de puesta en práctica
representado en las figuras 3A y 3B, émbolos móviles tales como
(110) están montados en las muescas (106). Tal como se muestra mejor
en la figura 4, el extremo (32a) del alma de la barrena puede
comprender cuatro muescas (106), estando montados en cada muesca dos
émbolos (110) móviles.
Se entiende que, cuando el tubo de inyección
está en posición retraída, tal como se representa en las figuras
6B, las pestañas (108) al introducirse en las muescas (106) empujan
los émbolos (110). En cambio, cuando el tubo de inyección está en
posición extraída, no se ejerce ninguna acción sobre el émbolo
(110). Es esta ausencia de acción sobre los émbolos (110) lo que va
a utilizarse para accionar el pivotado del saliente (42) móvil.
Tal como se muestra mejor en la figura 5, cada
émbolo (110) está constituido por un vástago (112) susceptible de
recibir la acción de las pestañas (108) por su primer extremo (112a)
mientras que su segundo extremo (112b) actúa conjuntamente con un
resorte de recuperación (114). Al vástago (112) está asociado un
émbolo (116) montado de manera móvil en un recinto (118) cilíndrico
relleno de un líquido no compresible. El émbolo (116) divide el
cilindro (118) en dos cámaras, respectivamente (120 y 122). Cada
cámara está conectada por un conducto (124, 126) a un actuador (128
y 130) de accionamiento. Los actuadores (128 y 130) de accionamiento
actúan a ambos lados del eje (44) de pi-
votado del saliente (42) para llevar, respectivamente, este saliente a la posición extraída o a la posición retraída.
votado del saliente (42) para llevar, respectivamente, este saliente a la posición extraída o a la posición retraída.
Se entiende que, cuando el tubo de inyección
está en posición retraída (figura 3B), las pestañas (108) se apoyan
sobre el extremo (112A) del vástago (112), lo que tiene como efecto,
por un lado, comprimir el resorte (114) de recuperación y, por otro
lado, alimentar con líquido no compresible el actuador (128), lo que
lleva el saliente (42) a la posición retraída. En cambio, cuando se
provoca la salida del tubo de inyección con respecto a la barrena
(figura 3B), las pestañas dejan de actuar sobre el extremo (112a)
del vástago (112) que se desplaza por el efecto del resorte (114)
de recuperación expulsando el líquido no compresible de la cámara
(120) hacia el actuador (130), lo que lleva el saliente (42) a la
posición extraída, manteniéndose el saliente en esta posición
mediante el resorte (114) de recuperación.
Les figuras 6, 7 y 8 ilustran un segundo modo de
realización de la invención. En este modo de puesta en práctica, se
utiliza un movimiento de rotación del tubo de inyección con respecto
a la barrena para accionar los medios motores del saliente móvil.
Al nivel del cabezal de puesta en rotación de la barrena (30), está
previsto un motor (140) complementario que permite provocar un
movimiento de rotación del tubo (100) de inyección con respecto al
alma (32) de la barrena. Más precisamente, esta posibilidad de
rotación está limitada por dos topes (142 y 144) dispuestos en el
extremo superior del alma (32) de la barrena y mediante una
extensión (146) solidaria con la cara externa del extremo (100a)
superior del tubo de inyección. Mediante rotación alrededor de su
eje longitudinal, el tubo (100) de inyección puede llevarse a una
primera posición en la que la extensión (146) está en contacto con
el tope (142) y una segunda posición en la que la extensión (146)
está en contacto con el segundo tope (144).
Tal como se muestra mejor en la figura 6, en la
proximidad de su extremo inferior, el tubo (100) de inyección
comprende una parte (150) hueca con respecto a su pared (100b)
exterior que también puede verse en las figuras 8A y 8B. Esta parte
(150) de cavidad constituye una leva rotativa alrededor del eje
longitudinal (X, X') del tubo de inyección y del alma (32) de la
barrena. Al nivel del saliente (42) móvil están montados dos
empujadores (152 y 154) que pueden moverse en traslación en
perforaciones (156 y 158) realizadas dentro del alma (32) de la
barrena. Los primeros extremos de los empujadores están en contacto
con la cara externa del tubo (100) de inyección mientras que sus
segundos extremos están en contacto con la parte de accionamiento
del saliente (42) móvil a ambos lados de su eje (44) de
pivotado.
En la primera posición angular del tubo (100) de
inyección, el empujador (152) está en contacto con la pared (100b)
externa del tubo de inyección mientras que el empujador (154) está
en contacto con la cavidad (150), lo que lleva el saliente (42)
móvil a la posición extraída (figura 8A). En cambio, para la segunda
posición angular, es el primer empujador (152) el que está en
contacto con la cavidad (150), mientras que el segundo empujador
(154) está en contacto con la pared (100b) externa del tubo (100) de
inyección. Se obtiene así el mantenimiento del saliente (42) en su
posición retraída.
En referencia ahora a las figuras 9, 10A y 10B,
va a describirse una variante del primer modo de realización de la
invención.
Para accionar los desplazamientos del saliente
(42) móvil, se utiliza el movimiento de traslación vertical del
tubo (100) de inyección con respecto al alma de la barrena (32). El
elemento de accionamiento está constituido, esencialmente, por un
aro con una parte (160) dentada que rodea el tubo (100) de inyección
y que puede girar libremente con respecto éste aunque está
inmovilizado en traslación vertical con respecto al tubo de
inyección. El aro (160) es solidario con un dedo (162) de
accionamiento que penetra en una hendidura (164) helicoidal
realizada en la parte correspondiente del tubo de inyección y que
constituye una leva. En realidad, para tener en cuenta la longitud
de la carrera relativa del tubo de inyección con respecto al alma de
la barrena, la hendidura helicoidal realizada en el tubo de
inyección va precedida por una hendidura vertical que, por tanto,
no tiene efecto sobre el aro. La parte dentada del aro (162)
giratorio actúa conjuntamente con una parte (42a) de accionamiento
del saliente (42) móvil que también está dentada. El engranaje entre
la parte dentada del aro (162) y la parte (42a) de accionamiento
del saliente (42) se realiza mediante una hendidura (166) realizada
en la parte inferior del alma hueca (32) de la barrena.
Se entiende que, cuando se desplaza el tubo
(100) de inyección según la dirección vertical con respecto al alma
de la barrena, la hendidura (164) helicoidal que desempeña el papel
de leva provoca la rotación en un sentido o en el otro del dedo
(162) de accionamiento y, por tanto, la rotación del aro (162)
parcialmente dentado. La rotación de este aro conlleva a su vez la
rotación del saliente (42) móvil alrededor de su eje (44) para
llevarlo o bien a la posición retraída, tal como se representa en la
figura 10A, o bien a la posición extraída tal como se representa en
la figura 10B.
Como en el primer modo de puesta en práctica,
puede montarse en el eje (44) de pivotado del saliente (42) un
sensor de rotación. La señal emitida por este sensor y transmitida
al conjunto de accionamiento de la barrena permite asegurarse de que
el saliente (42) ocupa efectivamente la posición deseada.
No obstante, en estos dos modos de puesta en
práctica, se utilizarán más bien los desplazamientos relativos
(rotación o traslación) del tubo de inyección con respecto al alma
de la barrena para detectar que el saliente (42) se ha llevado
correctamente a la posición extraída. En efecto, estos movimientos
pueden detectarse fácilmente en el extremo superior de la
barrena.
Haciendo referencia ahora a las figuras 11A y
11B, va a describirse un tercer modo de puesta en práctica de la
invención. Corresponde al caso en el que la barrena (30) no está
equipada con un elemento tubular que se extiende por toda la
longitud del alma de la barrena. La inyección de mortero o de
hormigón en el interior de la perforación se realiza ahora
alimentando el alma (32) hueca de la barrena con este producto.
Según este modo de realización, el extremo
inferior de la barrena está equipado con una pieza (170) móvil
constituida por una parte (172) de tubo de longitud reducida con
respecto a la longitud de la barrena y obturada en su extremo
inferior por un fondo (174) de forma cónica que forma la punta de la
barrena. La parte (172) de tubo es libre en traslación dentro del
alma hueca de la barrena y está dotada de orificios (176) para la
salida del mortero o el hormigón. Además, cuando la pieza (170)
móvil está en posición retraída en la barrena, la pieza móvil es
solidaria en rotación con ésta mediante pestañas (178) y muescas
(180) realizadas en el borde inferior del alma (32) de la
barrena.
Durante el movimiento de descenso de la barrena
que corresponde a la excavación de la perforación, la pieza (170)
móvil se mantiene retraída dentro del alma de la barrena (figura
11A). En cambio, cuando la barrena asciende y se inyecta un mortero
u hormigón dentro del alma hueca de ésta, la presión del material
sobre la pieza (170) móvil así como la acción del terreno
circundante provocan un movimiento relativo de traslación de la
pieza (170) móvil con respecto al alma de la barrena, la amplitud de
este movimiento relativo está limitada por ejemplo, mediante topes
(no representados en las figuras). Esto es lo que se ha representado
en la figura 11B.
Este resultado también puede obtenerse
interponiendo un resorte entre el alma de la barrena y la pieza
móvil. Durante el movimiento de descenso de la barrena, el resorte
está comprimido. Cuando se inicia el movimiento de ascenso, el
resorte se relaja y provoca la salida de la pieza móvil.
\global\parskip0.930000\baselineskip
Este movimiento relativo de traslación sirve
para accionar el pivotado del saliente (42) mediante medios motores
representados simbólicamente mediante la referencia (181).
Los medios de accionamiento pueden ser del tipo
ilustrado por las figuras 6 a 8 (hidráulico) o del tipo ilustrado
por las figuras 9 y 10 (mecánico), sustituyendo la parte (172) de
tubo de la pieza móvil al tubo de inyección.
La figura 12 ilustra un cuarto modo de puesta en
práctica de la invención.
Según este modo de puesta en práctica, la
barrena (30) está equipada con una pieza (170) móvil montada de
manera deslizante dentro del alma (32) hueca de la barrena. La
diferencia con el tercer modo de realización consiste en el hecho
de que la cara externa de la parte (172) del tubo y el extremo
inferior de la cara interna del alma (32) hueca de la barrena
comprenden relieves (182) complementarios capaces de convertir el
movimiento relativo de traslación de la pieza (170) móvil con
respecto al alma de la barrena, durante el ascenso de ésta, en un
movimiento de rotación. Es este movimiento el que se utiliza para
accionar el desplazamiento del saliente (42).
Los medios de accionamiento simbolizados por la
referencia (184) pueden ser entonces del tipo representado en las
figuras 6 y 8, sustituyendo la parte (172) de tubo al tubo de
inyección.
En los modos de realización de la invención
descritos en conexión con las figuras 3 a 12, se confiere al
saliente móvil un movimiento de rotación para pasar desde su
posición retraída a su posición activa o extraída. Se entiende no
obstante que, mediante las modificaciones al alcance del experto en
la técnica, los medios de accionamiento podrían estar dispuestos
para conferir al saliente móvil un movimiento de traslación según
una dirección radial con respecto al eje del alma de la barrena.
En referencia ahora a las figuras 13 a 23, va a
describirse un quinto modo de realización de la invención.
En este modo de realización, la barrena está
constituida por un cabezal (220) de corte que está montado en el
extremo inferior de un tren de vástagos huecos, estando estos
vástagos dotados de una hoja helicoidal externa. En la descripción
que sigue, tan sólo se considerará el cabezal (220) de corte que
permite el movimiento del saliente (240). Tal como se verá, el
movimiento del saliente es un movimiento de traslación según una
dirección radial sensiblemente ortogonal al eje longitudinal del
cabezal (220) de corte. No obstante resulta evidente que, mediante
una modificación sencilla al alcance del experto en la técnica, este
movimiento podría ser un movimiento de pivotado alrededor de un eje
unido al cabezal de corte.
El cabezal (220) de corte comprende una parte
(222) superior y una parte (224) inferior. El extremo (222b)
inferior del cabezal de corte está conectado a un tren de vástagos
con hoja mediante medios (226) de conexión. El extremo (222b)
inferior de la parte superior se prolonga hacia abajo mediante una
extensión (228) tubular. La parte (222) superior está constituida
por un cuerpo (230) cilíndrico y una hoja (232).
La parte (224) inferior tiene la forma general
de un vástago (234) hueco cilíndrico dotado de una hoja (236). La
extensión (218) de la parte (222) inferior está montada de manera
deslizante en el vástago (234) hueco de la parte (224) inferior.
La parte (224) inferior está realizada en la
parte (222) superior mediante medios (238) de conexión. Los medios
(238) de conexión solidarizan en rotación las partes (222 y 224) y
permiten un movimiento relativo en traslación de las partes (222 y
224) de amplitud limitada.
El extremo (224a) inferior de la parte (224)
inferior está dotado de un saliente (240) móvil (o diente de corte).
El saliente (240) está unido a medios (242) de desplazamiento para
desplazar el saliente.
El extremo (228a) inferior del extremo (228)
tubular está dotado de medios (244) de accionamiento.
Los medios (244) de accionamiento actúan
conjuntamente con los medios (242) de desplazamiento.
Tal como se explicará más detalladamente más
adelante, cuando la parte (222) superior está apoyada sobre el
extremo (224b) superior de la parte inferior, el saliente (240) está
en su posición retraída representada en la figura 13. Esto
corresponde al movimiento de descenso de la barrena. Cuando la parte
(222) superior y la parte (224) inferior están separadas, tal como
se representa en la figura 14, los medios (244) de accionamiento
actúan sobre los medios (242) de desplazamiento para llevar el
saliente (240) a su posición extraída y mantenerlo allí. Esto
corresponde al movimiento de ascenso de la barrena.
En referencia ahora a las figuras 16 a 20, va a
describirse un modo preferido de realización de los medios (238) de
conexión.
Tal como muestran las figuras 16 a 20, el
extremo (234a) superior del vástago (234) hueco es solidario con
una caja (246) hembra de conexión hexagonal. El extremo (222b)
inferior de la parte (222) superior es solidario con la parte
(248a) superior de un elemento (248) macho de arrastre hexagonal. El
extremo (248b) inferior del elemento (248) macho es solidario con
el extremo (228b) superior de la extensión (228). Los elementos
(246) macho y hembra son solidarios en rotación.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El extremo (246a) superior del elemento hembra
está dotado de un aro (250) de retención solidario con la caja
(246) de arrastre hembra y sobresale respecto a la pared (246c)
interna de la caja (246) de arrastre. La pared (248c) externa del
elemento (248) macho está dotada de un reborde (252) que actúa
conjuntamente con el aro (250) de retención.
Cuando la parte (222) superior está separada de
la parte (2249 inferior, la amplitud del desplazamiento está
limitada por la actuación conjunta del aro (250) y el reborde
(252).
Haciendo referencia ahora a las figuras 21 a 23,
va a describirse un modo preferido de realización de los medios
(242, 244) de accionamiento y de desplazamiento.
En la proximidad del extremo (224a) inferior de
la parte inferior, un volumen (254) protegido está limitado por la
hélice (256) de la hoja, mediante una pared (258) lateral y mediante
una placa (259) inferior. Dentro del volumen (254), un tubo (260)
guía de eje horizontal está fijado al vástago (234) de la parte
(224) inferior. El tubo (260) se extiende radialmente. Un émbolo
(262) se monta de manera deslizante en este tubo. El saliente (240)
está fijado a un primer extremo (262a) del émbolo. El segundo
extremo del émbolo tiene la forma de una superficie (264)
inclinada.
El extremo inferior del vástago (234) está
dotado de una hendidura (266) en la que puede desplazarse
verticalmente un elemento de accionamiento en forma de cuña (268).
La cuña (268) está fijada al extremo inferior de la extensión
(228). Un desplazamiento vertical de la extensión (228) se convierte
en un movimiento horizontal del saliente (240) mediante la
actuación conjunta de la superficie (264) y de la cuña (268). Cuando
la cuña (268) no actúa conjuntamente con la superficie (264), un
sistema de recuperación constituido por la palanca (270) unida al
émbolo (262) y un resorte (272) de recuperación provoca la
retracción del saliente (240).
El funcionamiento de este quinto modo de
realización de la invención es el siguiente:
- Cuando el cabezal (220) de corte tiene un movimiento de descenso y de rotación para realizar la perforación, la parte (222) superior está apoyada sobre la parte (224) inferior. La extensión (228) está en posición inferior en el vástago (234) de la parte (224) inferior y la cuña (268) no actúa sobre la superficie (264) inclinada. El saliente (240) se mantiene en su posición retraída.
- Cuando el cabezal (220) de corte tiene un movimiento ascendente, las partes superior (222) e inferior (224) se separan una de otra. La cuña (268) ocupa una posición alta y actúa sobre la superficie (264) inclinada del émbolo (262). El saliente (240) se lleva a su posición "extraída" y se mantiene en esta posición mientras se mantenga una tracción ejercida sobre la parte (222) superior del cabezal de corte.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se dirige únicamente a ayudar al lector y no forma parte
del documento de patente europea. Incluso si se ha procurado el
mayor cuidado en su concepción, no se pueden excluir errores u
omisiones y el OEB declina toda responsabilidad a este respecto.
- \bullet EP 1277887 A (0006)
- \bullet WO 9402687 A (0008)
- \bullet EP 1471187 A (0007)
- \bullet FR 2807455 (0025)
Claims (17)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, que presenta en su pared interna una ranura (36) sensiblemente helicoidal, comprendiendo dicha barrena:- -
- un alma (100) hueca que tiene un eje longitudinal;
- -
- al menos una hoja (34) helicoidal montada sobre la cara externa del alma; y
- -
- un saliente (42) móvil de corte adecuado para adoptar una posición activa en la que el saliente sobresale respecto al volumen limitado por la periferia de la hoja y una posición retraída en la que está dispuesto en el interior de dicho volumen; y
- -
- medios (152, 154) para desplazar dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa;
estando dicha barrena caracterizada porque:- -
- dicha hoja helicoidal se extiende por al menos una parte sustancial de la longitud del alma;
- -
- dichos medios de desplazamiento comprenden:
- \bullet
- un elemento (150) adicional montado de manera móvil en dicha alma en traslación según dicho eje longitudinal y/o en rotación alrededor de dicho eje longitudinal y dispuesto al menos en el extremo inferior de dicha alma; y
- \bullet
- un medio (162) de accionamiento para provocar el desplazamiento de dicho saliente desde su posición retraída a su posición activa en respuesta al movimiento relativo de dicho elemento adicional con respecto a al menos la parte inferior de dicha alma hueca.
\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento (150) adicional es un elemento tubular que se extiende por toda la longitud del alma de la barrena y cuyo extremo superior está conectado a un conducto de alimentación de líquido cargado a presión y cuyo extremo inferior está dotado de al menos un orificio para permitir la inyección en la perforación.
- 3. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho elemento (150) tubular puede moverse en traslación en dicha alma y porque dicho medio (162) de accionamiento provoca el desplazamiento del saliente desde su posición retraída a su posición activa en respuesta al movimiento de traslación de dicho elemento tubular.
- 4. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho elemento (150) tubular puede moverse en rotación dentro de dicha alma y porque dicho medio de accionamiento provoca el desplazamiento del saliente desde su posición retraída a su posición activa en respuesta a la rotación de dicho elemento tubular.
- 5. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque dicho elemento (150) tubular es un tubo de inyección que puede moverse en traslación dentro de dicha alma hueca entre una posición retraída en la que el extremo inferior del tubo de inyección obtura el extremo inferior del alma de la barrena y una posición extraída en la que el extremo inferior del tubo de inyección sobresale respecto al extremo inferior de la barrena (30).
- 6. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 5, caracterizada porque dicho saliente (42) está montado de manera pivotante alrededor de un eje sensiblemente paralelo al eje del alma (100), y porque los medios (162) de accionamiento comprenden un émbolo (240) móvil montado en el extremo inferior del alma de la barrena, ocupando una primera posición para una primera posición relativa del tubo de inyección con respecto al alma de la barrena y una segunda posición para una segunda posición relativa del tubo (150) de inyección con respecto al alma de la barrena, alimentando dicho émbolo, en su primera posición, un primer actuador que actúa sobre el saliente móvil para llevar éste a su primera posición, y alimentando, en su segunda posición, un segundo actuador que actúa sobre el saliente (42) móvil para llevar éste a su segunda posición.
- 7. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 5, caracterizada porque dicho saliente (42) está montado de manera pivotante alrededor de un eje sensiblemente paralelo al eje del alma (100), y porque los medios (162) de accionamiento comprenden un aro montado de manera giratoria alrededor del tubo (150) de inyección e inmóvil en traslación con respecto al alma de la barrena, siendo dicho aro solidario con un dedo de accionamiento adecuado para actuar conjuntamente con una hendidura helicoidal realizada en el tubo de inyección o dicha pieza móvil con lo cual la traslación del tubo de inyección o de la pieza móvil se convierte en una rotación de dicho aro, comprendiendo dicho aro al menos una parte dentada adecuada para actuar conjuntamente con una parte dentada del saliente móvil.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 8. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 5, caracterizada porque dicho saliente (42) está montado de manera pivotante alrededor de un eje sensiblemente paralelo al eje del alma (100), y porque el tubo (150) de inyección puede moverse en rotación y los medios (162) de accionamiento comprenden una parte hueca realizada en la cara externa del tubo (150) de inyección por una parte de su periferia y dos empujadores (152, 154) montados de manera deslizante dentro del alma (100) de la barrena (30), teniendo cada empujador un primer extremo en contacto con la cara externa del tubo (150) de inyección o de la pieza móvil y un segundo extremo en contacto con dicho saliente (42) móvil con lo cual la rotación relativa del tubo (150) de inyección con respecto al alma de la barrena provoca desplazamientos de dichos empujadores para accionar la rotación del saliente móvil en un sentido y en el otro.
- 9. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento (150) adicional es una parte de tubo montada de manera móvil en traslación y/o en rotación dentro del alma (100) hueca de la barrena (30), en su extremo inferior.
- 10. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha parte de tubo está montada de manera móvil en traslación en el interior del alma (100) de la barrena y porque dichos medios (162) de accionamiento provocan el desplazamiento del saliente (42) desde su posición retraída a su posición activa en respuesta al desplazamiento de la parte de tubo.
- 11. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 10, caracterizada porque los medios (162) de accionamiento comprenden un émbolo (240) móvil montado en el extremo inferior del alma de la barrena, ocupando una primera posición para una primera posición relativa de dicha parte de tubo con respecto al alma de la barrena y una segunda posición para una segunda posición relativa de dicha parte de tubo con respecto al alma de la barrena, alimentando dicho émbolo (240), en su primera posición, un primer actuador que actúa sobre el saliente (42) móvil para llevar éste a su primera posición, y alimentando, en su segunda posición, un segundo actuador que actúa sobre el saliente (42) móvil para llevar éste a su segunda posición.
- 12. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 10, caracterizada porque dicho saliente (42) está montado de manera pivotante alrededor de un eje sensiblemente paralelo al eje del alma (100), y porque los medios (162) de accionamiento comprenden un aro montado de manera giratoria alrededor de la parte del tubo e inmóvil en traslación con respecto al alma (106) de la barrena, siendo dicho aro solidario con un dedo de accionamiento adecuado para actuar conjuntamente con una hendidura helicoidal realizada en dicha parte de tubo móvil con lo cual la traslación del tubo de inyección o de la pieza móvil se convierte en una rotación de dicho aro, comprendiendo dicho aro al menos una parte dentada adecuada para actuar conjuntamente con una parte dentada del saliente móvil.
- 13. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha parte de tubo puede moverse en rotación en el interior del alma (100) de la barrena y porque dichos medios (162) de accionamiento provocan el desplazamiento del saliente (42) desde su posición retraída a su posición activa en respuesta a la rotación de dicha parte de tubo.
- 14. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 10, caracterizada porque dicho saliente (42) está montado de manera pivotante alrededor de un eje sensiblemente paralelo al eje del alma (100), y porque los medios (162) de accionamiento comprenden una parte hueca realizada en la cara externa de la parte de tubo por una parte de su periferia y dos empujadores (152, 154) montados de manera deslizante dentro del alma (100) de la barrena, teniendo cada empujador un primer extremo en contacto con la cara externa de la parte de tubo y un segundo extremo en contacto con dicho saliente móvil con lo cual la rotación relativa de la parte de tubo con respecto al alma de la barrena provoca desplazamientos de dichos empujadores para accionar la rotación del saliente (42) móvil en un sentido y en el otro.
- 15. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma (100) de dicha barrena (30) comprende una parte superior y una parte inferior móvil en traslación con respecto a dicha parte superior por una longitud predeterminada, estando dicho saliente (42) montado en dicha parte inferior, porque dicho elemento (162) adicional comprende una pieza tubular solidaria con el extremo inferior de la parte superior de dicha alma y que penetra en el interior de dicha parte inferior del alma hueca, y porque dichos medios de accionamiento están montados en dicha pieza tubular de tal manera que el desplazamiento relativo en traslación de dicha parte inferior del alma y de dicha pieza tubular provoca el desplazamiento del saliente desde su posición retraída a su posición activa.
- 16. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 15, caracterizada porque comprende además medios para solidarizar en rotación dichas partes superior e inferior del alma.
- 17. Barrena con saliente móvil para realizar una perforación, según la reivindicación 16, caracterizada porque dicho saliente (42) puede moverse en traslación según una dirección radial.
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