Mlaznica od volfram karbida za PDC svrdlo

    PDC svrdla su vrlo učinkoviti alati za razbijanje stijena koji se široko koriste u bušenju nafte i plina, geološkim istraživanjima i drugim poljima. Mlaznica od volfram karbida jedna je od njegovih ključnih komponenti. Obično se postavlja na otvor za vodu PDC svrdla, ubrizgava tekućinu za bušenje pod visokim pritiskom kako bi omogućilo hlađenje, čišćenje  i pomoglo pri razbijanju stijena. Njegova izvedba izravno utječe na bušilicu, ali je

radni vijek i učinkovitost bušenja.

I.  Metoda spajanja mlaznice:

    Mora odgovarati otvoru za vodu PDC svrdla. Uobičajeni spoj je navojni spoj (vanjski ili unutarnji, s preciznošću od 3A do

    osigurati da nema curenja pod visokim tlakom). Neke manje mlaznice koriste interferentni spoj (press-fit), koji sprječava labavljenje nakon postavljanja.

II. Karakteristike materijala mlaznice: volframov karbid (WC)

    1. Visoka tvrdoća i otpornost na trošenje: Tvrdoća volframovog karbida je druga iza dijamanta, što ga čini otpornim na eroziju od abrazivnih čestica u tekućini za bušenje (kao što su pješčenjak i metalni ostaci), produžujući vijek trajanja mlaznice.

    2. Otpornost na koroziju: Otporan je na koroziju uzrokovanu kemijskim dodacima u tekućini za bušenje (kao što su soli i kiseline).

    3. Otpornost na udarce: volframov karbid obično koristi kobalt (Co) kao

vezivo, osiguravajući određeni stupanj žilavosti i sprječavajući krti lom.

III. Strukturalne značajke dizajna mlaznice od tvrdog metala

    1. Aerodinamični unutarnji otvor: Smanjuje turbulenciju i poboljšava učinkovitost tekućine. Uobičajene vrste uključuju:

    2. Ravni otvor: Jednostavan i izdržljiv, pogodan za konvencionalno bušenje.

    3. Venturi: konvergentno-divergentna struktura povećava protok i poboljšava uklanjanje strugotine.

    4. Razne veličine: Unutarnji promjer mlaznice (obično 6-16 mm) odabire se na temelju brzine protoka tekućine za bušenje i potrebne brzine ubrizgavanja.

    Zamjenjivi dizajn: Nema potrebe za zamjenom cijelog svrdla nakon istrošenosti, smanjujući troškove održavanja.

IV. Osnovne funkcije mlaznica od volfram-karbida su sljedeće:

    1. Hlađenje rezača

Rezači PDC svrdla stvaraju značajnu količinu topline dok se okreću velikom brzinom za rezanje stijene.  Previsoke temperature mogu uzrokovati karbonizaciju i otkazivanje dijamantnog sloja. Visokotlačna tekućina za bušenje koja se izbacuje iz mlaznice od volfram karbida izravno uklanja ovu toplinu, održavajući temperaturu rezača unutar sigurnog raspona   (obično ispod  700°C)  i sprječavajući toplinsko oštećenje.

    2. Čišćenje isječaka stijene

Osipci kamenja koji nastaju tijekom procesa rezanja mogu se nakupljati oko glodala, uzrokujući "kuglanje blata" (mješavina osipa i tekućine za bušenje koja se lijepi na svrdlo), smanjujući učinkovitost razbijanja stijena. Mlaz tekućine velike brzine iz mlaznice odmah raspršuje i pomiče krhotine, održavajući učinkovit kontakt između rezača i stijene.

    3. Hidraulički potpomognuto razbijanje stijena

Mlaz iz mlaznice (brzinama do 100-200 m/s) udara u površinu stijene stvarajući hidrauličke pukotine. Ovaj sinergijski učinak, u kombinaciji s mehaničkim reznim djelovanjem rezača, smanjuje otpornost na lomljenje stijene, značajno povećavajući brzinu prodiranja, posebno u tvrdim formacijama.

V. Prijave

Karbidne mlaznice prvenstveno se koriste u sljedećim scenarijima:

    1. Meke do srednje tvrde formacije, kao što su škriljevac i vapnenac, gdje nadopunjuju učinkovito djelovanje smicanja PDC svrdla.

    2. Duboke/horizontalne bušotine zahtijevaju visoke pritiske pumpanja i preciznu hidrauličku kontrolu, gdje je pouzdanost mlaznica od volfram karbida ključna.

    3. Visoko abrazivne formacije, kao što je kvarcni pješčenjak, nude superiornu otpornost na trošenje u usporedbi sa standardnim mlaznicama od legiranog čelika.