Come PDC Bits conquista le composizioni complesse?

Nell'estrazione di risorse minerali come carbone, petrolio e gas naturale, così come In vari progetti di ingegneria geotecnica, le punte da trapano per rompere le rocce sono ampiamente utilizzate come strumenti importanti per rompere le rocce. Con la crescita continua della domanda di energia e il graduale esaurimento delle risorse minerali poco profonde, le attività di perforazione si sono gradualmente trasformate verso una formazione più profonda, più complessa e più difficile da trapano. Questo spostamento richiede requisiti più elevati sulle prestazioni delle punte da trapano per rompere le rocce.

Secondo la classificazione dei materiali dei denti da taglio, le punte da trapano per la rottura della roccia sono principalmente divise in punte in metallo duro e punte PDC (diamante policristallino compatto). Le punte in metallo duro hanno affrontato un ruolo importante nelle operazioni minerarie del passato, ma con l'aumento della difficoltà dell'estrazione, le loro prestazioni non soddisfano gradualmente la domanda. In contrasto, i bit PDC si alzano a causa delle loro eccellenti capacità di rottura della roccia, con le loro dimensioni di mercato che aumentano di anno In anno.

Punte PDC e il loro principio di funzionamento

I bit PDC sono principalmente composti dal corpo della punta, dai denti da taglio (pezzi compositi diamantati), dalla struttura idraulica, dalla superficie di protezione del calibro e dai giunti. Tra questi, i denti da taglio, realizzati con pezzi compositi diamantati, sono il nucleo delle punte PDC. I pezzi compositi diamantati sono un nuovo tipo di materiale composito superduro sintetizzato in una volta da micro-polvere diamantata, agenti di incollaggio e substrati in metallo duro in condizioni di alta temperatura e altissima pressione. Possiedono una durezza estremamente elevata e una buona tenacità.

Nel processo di perforazione, la punta PDC, guidata dalla coppia applicata dalla piattaforma di produzione, consente ai taglienti dei denti da taglio di tagliare nella formazione. A causa dell'alta durezza e tenacità dei pezzi compositi diamantati, le punte PDC possono facilmente penetrare la roccia e mantenere taglienti taglienti durante operazioni di rottura della roccia prolungate, lavorare in modo continuo ed efficiente.

Basato su diversi processi e materiali di produzione, i bit PDC possono essere divisi in tipo a matrice e tipo di acciaio. I bit di tipo a matrice sono sinterizzati da polvere di carburo di tungsteno, che offrono un'elevata rigidità e durezza, il che li rende meno incline ai danni e fornisce una buona protezione del calibro, anche se il loro processo di produzione è abbastanza complesso. Le punte di tipo in acciaio sono realizzate in acciaio legato da medio a basso tenore di carbonio mediante lavorazione meccanica. Garantiscono la qualità di elaborazione ma in generale offrono una maggiore resistenza e durata.

Meccanismi di rottura della roccia con punta PDC

I meccanismi di rottura della roccia delle punte PDC includono principalmente il:

• Azione di taglio: questo si verifica principalmente in composizioni più morbide. Sotto la pressione di perforazione, i denti di taglio della punta PDC penetrano nella formazione, generando una forza di taglio sulla formazione mentre la punta ruota, riducendo così la formazione e formando le talee di roccia.

• Azione di fratturazione: si verifica principalmente in forme di roccia fragili ed è caratteristico dei bit PDC con una disposizione di denti alternati affilati e arrotondati. Denti affilati genera fessure di stress nella formazione al contatto, mentre i denti arrotondati successivi tagliano la formazione già compressa, aumentando così l'efficienza della rottura della roccia.

• Azione di aratura: quando i denti arrotondati di una punta PDC tagliano la roccia, la pressione di perforazione fa sì che i denti di taglio rotondi formano crepe all'interno della roccia, che si espandono come i denti da taglio penetrano più a fondo, alla fine che porta alla fratturazione della roccia.

• Azione all'abrasione: questo si verifica principalmente in forme altamente abrasive e ad alta durezza. A causa dell'alta densità e della difficoltà nella fratturazione della roccia formativa, i denti da taglio della punta PDC tagliano ripetutamente la formazione sotto la pressione di perforazione, macinando in sottili tagli di roccia di particolato. Ma questo metodo accelera l'usura dei denti da taglio.

• Azione di frantumazione a impatto: questo è evidente principalmente nelle punte composite PDC. Durante la perforazione, le vibrazioni prodotte dalla rotazione e dalla rivoluzione della punta del rullo, così come le vibrazioni causate dalla roccia irregolare del foro inferiore, guida i denti da taglio della punta per rompere la roccia sotto la doppia azione della pressione di perforazione e delle vibrazioni. Questo meccanismo raggiunge una maggiore efficienza di perforazione e una maggiore durata della punta rispetto alle punte PDC ordinarie.