Ad agosto 1908, un americano di nome HowardR. All'inizio, l'obiettivo era convertire il movimento rotante della corda del trapano in un'azione di frantumazione a impatto sul fondo del pozzo, consentire al trapano rotante di rompere le muffe dure in modo simile alla perforazione percussiva. Questo è stato seguito dall'invenzione di punte a due coni e tre coni. La punta a tre coni, con vantaggi elevati rispetto ad altri bit, continua ad essere utilizzata dalla sua invenzione. Questo articolo presenta il principio della punta a tre coni.
Quando aPunta a cono a rulliÈ in funzione, i denti fissati sul cono ruotano in senso orario intorno all'asse della punta, che è chiamata rivoluzione; la rotazione dei denti in senso antiorario intorno all'asse del cono è nota come rotazione. La velocità di rotazione del cono è legata alla velocità della rivoluzione della punta e alla azione dei denti nella parte inferiore del foro. La rotazione del cono deriva dalla forza di interazione tra i denti e la roccia della formazione durante la rottura della roccia.
Durante il funzionamento, il peso sulla punta esercita la forza attraverso i denti sulla roccia. As the cone rolls, contatta tra i denti e il fondo del pozzo alterna tra dente singolo e doppio dente. Quando un dente singolo contatta il fondo, il centro del cono è nella sua posizione più alta; Il rotolamento del cono sposta continuamente la posizione centrale su e giù, facendo sì che la punta abbia un movimento assiale reciproco, noto come vibrazione assiale della punta.
Questa vibrazione assiale fa sì che la stringa di trapano si comprima e si allunghi continuamente, creando un carico di impatto. Questo carico si riflette attraverso ilDenti della punta da trapanoIn una forza d'urto contro la formazione, aiuta nella rottura della roccia insieme al carico statico dal peso sulla punta. Questa azione combinata forma il meccanismo principale attraverso il quale la punta da trapano a cono a rulli schiaccia rocce. Anche se vantaggioso per rompere la roccia, il carico d'urto può danneggiare i cuscinetti della punta e far sì che i denti, specialmente quelli in metallo duro, per scheggiare.
Oltre alla frantumazione a impatto, la punta da trapano a cono a rulli genera una cesoia sulle rocce di formazione. Questa cesoia si verifica principalmente attraverso il movimento scorrevole dei denti come il cono rotola nella parte inferiore del pozzo. I risultati scorrevoli da tre caratteristiche strutturali della punta: override, coni di ritorno e lussazione dell'asse. Scorrevole a causa di override e coni di riingresso non solo aiuta a rompere la roccia con impatto e compressione, ma cesoie anche la roccia tra i denti attillati. La lussazione dell'asse produce sia azioni di scorrimento assiale che di taglio sulla formazione che sulla roccia delle cesoie tra le file dei denti. Mentre lo scorrimento dei denti aiuta a tagliare la roccia inferiore, aumentando così l'efficienza, aumenta anche l'usura sui denti. Axial sliding from axis restraint in wear on the inner faces of the teeth, mentre lo scorrimento tangenziale da override e i coni re-entrant causano l'usura sui lati dei denti.
Durante il funzionamento, specialmente in morbido tessuto, le talee di roccia tende ad accumulo tra i denti, creando una condizione di fango che può impedire i lavori di perforazione. Un design della punta autopulente intermesh i denti di diversi coni, con i denti di un cono che puliscono le talee di roccia dai denti di un altro. Questo processo è noto come la capacità di autopulente della punta a cono a rulli.