W obliczu przyspieszonego rozwoju głębokich, ultragłębokich i wysoce ściernych formacji, wiertła PDC (kompaktowe z polikrystalicznego diamentu) wymagają zwiększonej odporności na zużycie i erozję skrzydełek skrawających, gniazd zębów i kanałów przepływowych.
Spawanie łukiem plazmowym (PTAW), charakteryzująca się niskim stopniem rozcieńczenia, wiązaniem metalurgicznym i minimalnymi strefami wpływu ciepła, stała się wiodącym rozwiązaniem w zakresie wzmacniania powierzchni w produkcji i naprawie wierteł PDC. Technologia ta umożliwia firmom naftowym i gazowym osiągnięcie wyższych współczynników penetracji, zmniejszenie częstotliwości wymiany wierteł i optymalizację kosztów ogólnych.
Czym jest wiertło PDC? Dlaczego konieczne jest wzmocnienie powierzchni?
Wiertła PDC to wiertła ze stałym ostrzem, które wykorzystują ciągłe skrobanie przez ostrza PDC do kruszenia skał. Ich konstrukcja obejmuje kluczowe elementy, takie jak skrzydła tnące, ostrza PDC, dysze i kanały odprowadzające zwierciny. Sprawdzają się wyjątkowo dobrze w formacjach takich jak łupki. Jednak w przypadku płynów wiertniczych o wysokiej zawartości części stałych i intensywnej erozji ściernej, gniazdo rowka/zęba jest podatne na zużycie i uszkodzenia erozyjne, co z kolei wpływa na szybkość penetracji (ROP) i żywotność.
Zalety PTAW
-Niski stopień rozcieńczenia (zwykle 2%–5%):Wysoka retencja składu stopu gwarantuje większą stabilność twardości i odporności na zużycie.
-Wiązanie metalurgiczne z minimalną strefą wpływu ciepła:Wysoka wytrzymałość wiązania i doskonała odporność na łuszczenie przy minimalnym wpływie na mikrostrukturę podłoża, co czyni go idealnym rozwiązaniem w przypadku precyzyjnych obszarów nośnych.
-Kompatybilność z automatyzacją i CNC:Łatwa integracja z systemami robotycznymi/CNC w celu uzyskania spójnego formowania i umożliwienia produkcji masowej.
Typowe zastosowania wierteł PDC
1. Warstwa okładziny odpornej na zużycie na skrzydłach tnących
Wykonaj powłokę PTAW na skrzydłach tnących i górnej powierzchni kanałów przepływowych, aby zwiększyć odporność na erozję ścierną i erozję spowodowaną przepływem piasku, opóźniając w ten sposób degradację powierzchni i krawędzi skrzydeł.
2. Uchwyt zęba/ostrze PDC Wzmocnienie obwodowe
Obudowa z twardego metalu wokół krawędzi uchwytu zęba zmniejsza ryzyko poluzowania się ostrza lub jego oderwania spowodowanego odkształceniem podłoża, zwiększając stabilność utrzymywania krawędzi ostrza.
3. Naprawa i regeneracja
Naprawa spawów i rekonstrukcja powłok są stosowane w przypadku zużytych lub miejscowo uszkodzonych skrzydełek łopatek i kanałów przepływowych, przywracając geometrię i odporność na zużycie, co pozwala na osiągnięcie opłacalnego procesu regeneracji.
Technologia PTAW jest również powszechnie stosowana w przemyśle do napawania stabilizatorów i narzędzi wiertniczych, co dowodzi jej dojrzałości i powtarzalności.
Często zadawane pytania (FAQ)
P1 Czym jest technologia PTAW?
A: PTAW (spawanie łukiem plazmowym) to technologia napawania i wzmacniania powierzchni. Wykorzystuje ona łuk plazmowy jako źródło ciepła do osadzania proszku stopowego na powierzchni podłoża, tworząc gęstą, metalurgiczną warstwę o wysokiej twardości. Jej zalety to niski stopień rozrzedzenia (2–5%), wysoka wytrzymałość wiązania oraz kontrolowana grubość warstwy napawania (1,5–5 mm).
P2. Dlaczego PTAW nadaje się do wierteł PDC?
A: Powierzchnie boczne i gniazda wierteł PDC są przez długi czas poddawane działaniu silnie ściernych środowisk i są podatne na łuszczenie się lub uszkodzenia z powodu konwencjonalnego spawania lub natryskiwania. Metalurgiczna warstwa wiążąca PTAW jest odporna na ścieranie i uderzenia, co znacznie wydłuża żywotność wiertła i zmniejsza częstotliwość jego wymiany.
P3. Jak długo mogą wytrzymać wiertła PDC wzmocnione technologią PTAW?
A: Zgodnie z praktyką branżową, żywotność wzmocnionego wiertła może zostać zwiększona 2-5 razy; koszt naprawy wynosi zwykle 20-40% kosztu nowego wiertła, co znacząco obniża całkowity koszt wiercenia przy jednoczesnym zachowaniu wydajności.
P4 Czy metoda PTAW będzie miała wpływ na właściwości lutowania lub matrycy wierteł PDC?
A: Rozsądna kontrola parametrów procesu i ciepła dopływowego, wraz z chłodzeniem i środkami izolacji termicznej, pozwala uniknąć negatywnego wpływu na organizację podłoża i jakość lutowania łopatki. Zasadniczo zaleca się wykonanie dużej powierzchni powłoki zgrzewanej przed montażem łopatki i wykonanie jedynie niezbędnego wzmocnienia po obciążeniu łopatki.
Aby dowiedzieć się więcej o zastosowaniu technologii spawania PTAW w wiertłach PDC lub omówić swoje konkretne potrzeby w zakresie napraw,Skontaktuj się z nami! Nasz zespół ekspertów jest gotowy dostarczyć rozwiązania dostosowane do Twoich konkretnych potrzeb.
Czas publikacji: 04.09.2025