PDC-Werkzeuge (Polykristalline Diamant-Verbundwerkzeuge) bieten hocheffiziente Schneid- und Gesteinsbrechfähigkeiten bei Ölbohrungen, geologischen Erkundungen und der Bearbeitung hochverschleißfester Materialien aufgrund der Kombination aus der hohen Härte der äußeren Diamantschicht und der guten Zähigkeit der darunter liegenden Hartmetallschicht. Um ihre Leistungsvorteile voll auszuschöpfen, ist es jedoch unerlässlich, wissenschaftliche und standardisierte Betriebsmethoden zu befolgen, die Aspekte wie Installationsvorbereitung, Parametereinstellung, Prozessüberwachung und Wartung abdecken, um das Risiko von ungewöhnlichem Verschleiß und plötzlichem Ausfall zu reduzieren und so Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten.
Die Vorbereitung vor dem Betrieb ist von grundlegender Bedeutung, um den normalen Betrieb von PDC-Werkzeugen sicherzustellen. Überprüfen Sie zunächst das Aussehen des Werkzeugs, um sicherzustellen, dass die Diamantschicht keine offensichtlichen Risse, Späne oder Ablösungen an der Grenzfläche aufweist und dass die Hartmetallmatrix frei von Verformungen oder Beschädigungen ist. Stellen Sie bei der Installation sicher, dass die Koaxialität und die Anzugskraft von Werkzeug und Bohrer oder Werkzeughalter den Spezifikationen entsprechen, und vermeiden Sie lokale Lastkonzentrationen durch Wackeln oder Lockern, die zu einem vorzeitigen Ablösen der Diamantschicht führen können. Überprüfen Sie bei mehrzahnigen Werkzeugen den Installationswinkel und die Höhenkonsistenz jedes Schneidzahns, um eine gleichmäßige Kraftverteilung sicherzustellen.
Die Parametereinstellungen müssen angemessen auf die Merkmale der Arbeitsbedingungen abgestimmt sein. Während der Bohrarbeiten sollten der geeignete Bohrdruck, die Rotationsgeschwindigkeit und die Pumpenverdrängung entsprechend der Härte, der Abrasivität und dem Bohrbarkeitsindex des Formationsgesteins bestimmt werden. Im Allgemeinen können in mittel-weichen bis mittel{3}}harten Formationen der Bohrdruck und die Rotationsgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden, um eine höhere mechanische Bohrgeschwindigkeit zu erzielen; Bei Formationen mit Kies oder starkem Aufprall durch Zwischenschichten sollte der Bohrdruck reduziert und die Drehzahl kontrolliert werden, um Schäden an den Schneidzähnen durch die Aufprallbelastung abzumildern. Bei Bearbeitungsanwendungen sollten Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe in Kombination mit der Wärmeleitfähigkeit des Materials, der Tendenz zur Kaltverfestigung und der Steifigkeit der Maschine ausgewählt werden, um thermische Schäden an der Diamantschicht oder Matrixbrüche aufgrund von Wärmestau oder mechanischer Überlastung zu vermeiden.
Um einen kontinuierlichen und sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist die Prozessüberwachung von entscheidender Bedeutung. Während des Bohrens können Drehmoment-, Bohrdruck-, Drehzahl- und Vibrationsdaten mithilfe eines Messsystems -während des Bohrens- in Echtzeit erfasst werden. Eventuelle abnormale Schwankungen sollten umgehend analysiert und die Parameter entsprechend angepasst werden. Gegebenenfalls sollte der Bohrvorgang angehalten werden, um den Zustand des Werkzeugs zu überprüfen. Bei der Bearbeitung sollte darauf geachtet werden, Veränderungen der Schnittzonentemperatur und der Oberflächenqualität zu überwachen. Wenn ungewöhnlicher Verschleiß, Festklemmen des Werkzeugs oder erhöhte Vibrationen festgestellt werden, sollte die Maschine zur Untersuchung sofort angehalten werden. Für einen langfristigen Dauerbetrieb sollten regelmäßige Stichprobenkontrollen eingerichtet werden. Mit einer Lupe oder einem bildgebenden Gerät sollte das Abnutzungsmuster der Schneidzähne untersucht werden, um die verbleibende Lebensdauer zu beurteilen und einen Ersatzplan zu entwickeln.
Kühlung und Schmierung sind im Betrieb gleichermaßen wichtig. Während der Bohrarbeiten sollte die Zirkulation der Bohrflüssigkeit gewährleistet sein und auf der Grundlage der Formationseigenschaften eine geeignete Dichte und Viskosität ausgewählt werden, um Gesteinsabfälle effektiv abzutransportieren, die Temperatur der Schneidzone zu senken und die chemische Erosion der Diamantschicht und des Gesteins zu minimieren. Für Bearbeitungsanwendungen sollten rückstandsarme, chemisch inerte und mit Diamanten-verträgliche Kühlmittel verwendet werden. Auf die Sprührichtung und -abdeckung sollte geachtet werden, um eine Zersetzung des Kühlmittels bei hohen Temperaturen zu verhindern, wodurch schädliche Substanzen entstehen oder die Grenzflächenkorrosion verschlimmert werden könnte. Beim Betrieb unter trockenen oder halbtrockenen Bedingungen sollten die Schnittparameter entsprechend reduziert werden, um eine unzureichende Wärmeableitung auszugleichen.
Die Wartung und Lagerung nach-dem Betrieb wirkt sich direkt auf die Wiederverwendbarkeit der Schneidwerkzeuge aus. An der Werkzeugoberfläche anhaftende Gesteinssplitter, Öl oder Späne sollten entfernt werden. Um ein Zerkratzen der Diamantschicht zu vermeiden, sollten weiche Werkzeuge und neutrale Reinigungsmittel verwendet werden. Der Zustand der Kontaktflächen und des Untergrundes sollte überprüft werden; Etwaige Schäden sollten umgehend zur Reparatur beurteilt oder das Werkzeug verschrottet werden. Die Lagerumgebung muss trocken, vor Licht geschützt und auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, wobei das Eindringen von feuchter Luft oder korrosiven Gasen zu vermeiden ist. PDC-Werkzeuge sollten gemäß den Spezifikationen klassifiziert und isoliert werden, um Kollisionen und Stürze zu verhindern.
Zusammenfassend ist die Betriebsmethode für PDC-Tools während des gesamten Betriebszyklus von entscheidender Bedeutung, von der Installation und Vorbereitung über die Parametereinstellung bis hin zur Prozessüberwachung und Nachwartung. Bei jedem Schritt müssen die technischen Spezifikationen strikt eingehalten werden. Nur durch die Festlegung standardisierter Betriebsabläufe und eine verstärkte Überwachung können die Schneid- und Steinbrechvorteile von PDC-Werkzeugen maximiert, effiziente, stabile und sichere Betriebsziele erreicht und zuverlässige Unterstützung bei der Ressourcenexploration und -entwicklung sowie eine hoch{4}verschleißfeste-Bearbeitung bereitgestellt werden.
