بدن فولادی در مقابل بدن ماتریسی: درک تفاوت های اصلی در ساخت قطعات حفاری PDC.

بدنه فولادی در مقابل بدنه ماتریس: درک تفاوتهای اصلی در ساخت بیت مته PDC.

وقتی صحبت از بیت های مته PDC می شود ، یکی از اساسی ترین تمایزها در مواد و ساخت خود بدن بیت نهفته است. انتخاب بین بیت مته PDC بدنه فولادی و بیت مته ماتریس PDC پیامدهای قابل توجهی برای دوام ، قابلیت ترمیم و کاربرد بهینه در محیط های مختلف حفاری دارد. هر دو طرح از برش های یکپارچه پلی کریستالی برش (PDC) استفاده می کنند ، اما ساختارهای بنیادی آنها برای چالش های مختلف مهندسی شده اند.

بیت های مته PDC بدنه فولادی

بیت مته PDC بدنه فولادی دقیقاً همان چیزی است که نام آن دلالت دارد: بدنه اصلی بیت ، که برش های PDC به آن وصل شده اند ، از یک قطعه واحد از فولاد آلیاژ با استحکام بالا ماشینکاری می شود. بدنه فولادی به طور دقیق شکل می گیرد و سپس با برش های PDC نصب می شود ، که به طور معمول به جیب های از پیش ماشین شده فشار می یابند و اغلب با جوشکاری یا برزیدن ایمن می شوند.

ویژگی های اصلی بیت های مته PDC بدنه فولادی:

• استحکام و چقرمگی: فولاد ذاتاً سخت و انعطاف پذیر است ، به این معنی که می تواند در برابر بارهای ضربه قابل توجهی مقاومت کند و در برابر شکستگی مقاومت کند. این امر باعث می شود که بیت های بدنه فولادی در برنامه هایی که شرایط حفاری ممکن است شامل اثرات ناگهانی یا بارهای شوک بالا باشد ، در برابر خرابی فاجعه بار مقاوم تر شود.

• مقاومت در برابر فرسایش: اجسام فولادی به طور کلی نسبت به بدنهای ماتریس نسبت به فرسایش مایعات ساینده مقاوم هستند. در مایعات یا سازندهای حفاری بسیار ساینده ، فولاد می تواند در اطراف برش ها بپوشد و منجر به خرابی بیت زودرس شود. با این حال ، پیشرفت در فن آوری های پوشش (مانند سخت) می تواند این امر را کاهش دهد.

• قابلیت تعمیر: یکی از مزایای مهم بیت های بدنه فولاد ، سهولت ترمیم آنها است. برش های آسیب دیده یا فرسوده اغلب می توانند به صورت جداگانه جایگزین شوند و خود بدنه فولادی را می توان دوباره ماشین سازی کرد و دوباره با برش های جدید مجهز کرد. این طول عمر بیت را افزایش می دهد و می تواند هزینه های حفاری کلی را کاهش دهد.

• طراحی هیدرودینامیکی: بدنه های فولادی امکان می دهد مناطق شکاف ناخواسته پیچیده تر و بزرگتر ، که کانالهایی هستند که حذف قلمه های حفر شده از صورت بیت را تسهیل می کنند. این می تواند منجر به عملکرد بهتر هیدرولیک شود ، به خصوص در سازندهای نرم تر و چسبناک که قلمه ها تمایل به تجمع دارند.

• وزن: اجسام فولادی به طور کلی سنگین تر از اجسام ماتریس معادل هستند.

• هزینه: اغلب برای خرید اولیه ، به ویژه برای طرح های کوچکتر یا استاندارد ، مقرون به صرفه تر است.

برنامه های ایده آل برای بیت های مته PDC بدنه فولادی:

• حفاری در سازندهای نرم و ساینده کمتر.

• برنامه هایی که در آن بارگذاری شوک یا تأثیرات غیر منتظره یک نگرانی است.

• موقعیت هایی که قابلیت های ترمیم و اجرای مجدد آن برای کاهش هزینه ها مورد نظر هستند.

• حفاری عمق کم عمق تا متوسط.

بیت های مته ماتریس PDC

یک بیت مته ماتریس PDC دارای بدن کمی است که از یک ماده کامپوزیت کاربید تنگستن ساخته شده است ، که اغلب از آن به عنوان "ماتریس" یاد می شود. این بدن توسط یک فرآیند پخت و پز تشکیل می شود که در آن ذرات کاربید تنگستن با یک فلز چسبان مذاب (به طور معمول مبتنی بر مس) در قالب نفوذ می کنند. برش های PDC قبل از فرآیند نفوذ ، به صورت استراتژیک در قالب قرار می گیرند و به طور موثری آنها را در مواد ماتریس "قفل" می کنند.

ویژگی های اصلی بیت های مته PDC ماتریس:

• سختی و مقاومت در برابر فرسایش: ماتریس کاربید تنگستن بسیار سخت و بسیار مقاوم در برابر سایش ساینده و فرسایش از حفاری مایعات و قلمه های سنگی ساینده است. این امر باعث می شود بیت های ماتریس برای حفاری از طریق سازندهای ساینده سخت و بدون شستشوی قابل توجه بدن ایده آل شوند.

• مقاومت در برابر ضربه: در حالی که ماده ماتریس خود بسیار سخت است ، می تواند شکننده تر از فولاد باشد. بارهای ضربه شدید به طور بالقوه می توانند بخش هایی از ماتریس را برای تراشه یا شکسته شدن ایجاد کنند.

• قابلیت تعمیر: تعمیر بیت های ماتریس چالش برانگیزتر و اغلب پرهزینه تر از بیت های فولادی است. اگر بدنه ماتریس به طور قابل توجهی آسیب دیده باشد ، ممکن است از نظر اقتصادی قابل ترمیم نباشد.

• حفظ برش: فرایند نفوذ ، حفظ استثنایی را برای برش های PDC فراهم می کند ، زیرا آنها اساساً مستقیماً در مواد ماتریس فوق العاده سخت جاسازی می شوند.

• وزن: به طور کلی سبک تر از بدنهای فولادی معادل است.

• هزینه: اغلب به دلیل فرآیند پیچیده تولید و مواد ، در هزینه اولیه بالاتر است.

برنامه های ایده آل برای بیت های مته ماتریس PDC:

• حفاری در سازندهای سخت و ساینده (به عنوان مثال ، گرانیت ، کوارتزیت ها ، ماسه سنگ های سخت).

• برنامه های حفاری عمیق که در آن فرسایش از مایعات حفاری با سرعت بالا یک نگرانی است.

• محیط هایی که حداکثر عمر و مقاومت در برابر سایش بدن بسیار مهم است.

در نتیجه ، انتخاب بین بیت مته PDC بدنه فولادی و بیت مته ماتریس PDC به یک تجارت بین مقاومت در برابر ضربه و ترمیم (فولاد) در مقابل مقاومت در برابر فرسایش و حفظ برش برتر در شرایط ساینده (ماتریس) می رسد. دانستن شکل گیری زمین شناسی خاص و چالش های حفاری برای انتخاب طراحی بدنه بیت که کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین عملکرد را برای عملکرد شما ارائه می دهد ، مهم است.