Em um contexto de desenvolvimento acelerado em formações profundas, ultraprofundas e altamente abrasivas, as brocas de perfuração PDC (Polycrystalline Diamond Compact) exigem maior resistência ao desgaste e à erosão em suas aletas de corte, assentos dos dentes e canais de fluxo.
Soldagem por arco de transferência de plasma (PTAW)A tecnologia PDC, caracterizada por baixas taxas de diluição, ligação metalúrgica e zonas afetadas pelo calor mínimas, emergiu como a principal solução de reforço superficial para a fabricação e reparo de brocas PDC. Essa tecnologia permite que as empresas de petróleo e gás alcancem maiores taxas de penetração, reduzam a frequência de substituição de brocas e otimizem os custos gerais.
O que é uma broca PDC? Por que o reforço superficial é necessário?
As brocas PDC são brocas de corte fixo que dependem da raspagem contínua por lâminas PDC para quebrar a rocha. Sua estrutura inclui componentes-chave como aletas de corte, lâminas PDC, bicos e canais de evacuação de detritos. Elas apresentam desempenho excepcional em formações como xisto. No entanto, sob fluidos de perfuração com alto teor de sólidos e intensa erosão abrasiva, o assento da ranhura/dente fica sujeito a desgaste e falha por erosão, o que, por sua vez, afeta a taxa de penetração (ROP) e a vida útil.
Vantagens do PTAW
-Baixa taxa de diluição (normalmente 2%–5%):A elevada retenção da composição da liga garante maior estabilidade em termos de dureza e resistência ao desgaste.
-União metalúrgica com zona afetada pelo calor mínima: Forte aderência e resistência superior ao lascamento, com impacto mínimo na microestrutura do substrato, tornando-o ideal para áreas de suporte de carga de precisão.
-Compatibilidade com automação e CNC:Facilmente integrado com sistemas robóticos/CNC para obter conformação consistente e viabilizar a produção em massa.
Aplicações típicas em brocas PDC
1. Revestimento de camada resistente ao desgaste em asas de corte
Realizar revestimento PTAW nas asas de corte e na superfície a montante dos canais de fluxo para aumentar a resistência à erosão abrasiva e à erosão por fluxo com transporte de areia, retardando assim a degradação das superfícies e bordas das asas.
2. Suporte de dentes/reforço periférico da lâmina PDC
O revestimento de metal duro ao redor da periferia do suporte do dente reduz o risco de afrouxamento ou desprendimento da lâmina causado pela deformação do substrato, aumentando a estabilidade da retenção da aresta da lâmina.
3. Reparo e Remanufatura
Os processos de reparo por solda e reconstrução do revestimento são aplicados em pás e canais de fluxo desgastados ou com lascas localizadas, restaurando a geometria e a resistência ao desgaste para alcançar um retorno ao trabalho de remanufatura com boa relação custo-benefício.
O processo PTAW também é amplamente adotado na indústria para estabilizadores e revestimento duro de ferramentas de perfuração, demonstrando sua maturidade e reprodutibilidade.
Perguntas frequentes (FAQ)
P1 O que é a tecnologia PTAW?
A: A soldagem por arco de plasma transferido (PTAW) é uma tecnologia de revestimento e reforço de superfícies. Ela utiliza um arco de plasma como fonte de calor para depositar pó de liga sobre a superfície do substrato, formando uma camada metalúrgica densa e de alta dureza. Suas vantagens incluem baixa taxa de diluição (2–5%), alta resistência de ligação e espessura controlável da camada de revestimento (1,5–5 mm).
Q2. Por que o PTAW é adequado para brocas PDC?
A: Os flancos e os assentos das brocas PDC são submetidos a ambientes altamente abrasivos por um longo período de tempo e são propensos a descascamento ou falha devido à soldagem ou pulverização convencionais; a camada de ligação metalúrgica PTAW é resistente à abrasão e ao impacto, o que prolonga significativamente a vida útil da broca e reduz a frequência de trocas.
Q3. Quanto tempo ainda dura uma broca PDC reforçada com PTAW?
A: De acordo com a prática da indústria, a vida útil de uma broca reforçada pode ser aumentada de 2 a 5 vezes; o custo do reparo geralmente é de 20 a 40% do custo de uma broca nova, o que reduz significativamente o custo total da perfuração, mantendo o desempenho.
Q4 O processo PTAW afetará as propriedades de brasagem ou da matriz das brocas PDC?
A: O controle adequado dos parâmetros do processo e da entrada de calor, juntamente com medidas de resfriamento e isolamento térmico, pode evitar efeitos adversos na organização do substrato e na qualidade da brasagem da pá. Geralmente, recomenda-se realizar uma grande área de revestimento por fusão antes da montagem da pá e fazer apenas o reforço necessário após a aplicação do revestimento.
Para saber mais sobre a aplicação da tecnologia de soldagem PTAW em brocas PDC ou para discutir suas necessidades específicas de reparo,Contate-nosNossa equipe de especialistas está pronta para fornecer soluções personalizadas para sua aplicação específica.
Data da publicação: 04/09/2025