Volframo karbido antgalis PDC grąžtui

    PDC grąžtai yra labai efektyvūs uolienų skaldymo įrankiai, plačiai naudojami naftos ir dujų gręžiniuose, geologiniuose tyrinėjimuose ir kitose srityse. Volframo karbido antgalis yra vienas iš pagrindinių jo komponentų. Paprastai įrengiamas PDC grąžto vandens angoje, jis įpurškia aukšto slėgio gręžimo skysčio, kad vėsintų, išvalytų ir padėtų skaldyti akmenis. Jo veikimas tiesiogiai veikia grąžtą, bet taip yra

tarnavimo laikas ir gręžimo efektyvumas.

I.  Purkštukų prijungimo būdas:

    Jis turi atitikti PDC grąžto vandens angą. Įprasta jungtis yra srieginė jungtis (išorinė arba vidinė, su 3A tikslumu

    užtikrinti, kad nebūtų nuotėkio esant aukštam slėgiui). Kai kuriuose mažesniuose purkštukuose naudojamas interferencinis tvirtinimas (prispaudimas), kuris neleidžia atsilaisvinti po montavimo.

II. Purkštuko medžiagos charakteristikos: volframo karbidas (WC)

    1. Didelis kietumas ir atsparumas dilimui: volframo karbido kietumas yra antras po deimantų, todėl jis yra atsparus abrazyvinių dalelių, esančių gręžimo skystyje, (pvz., smiltainio ir metalo šiukšlių) erozijai, prailgina purkštukų tarnavimo laiką.

    2. Atsparumas korozijai: atlaiko koroziją nuo cheminių priedų gręžimo skystyje (tokių kaip druskos ir rūgštys).

    3. Atsparumas smūgiams: volframo karbidas paprastai naudoja kobaltą (Co) kaip a

rišiklis, užtikrinantis tam tikrą kietumą ir užkertantis kelią trapiam lūžimui.

III. Karbido antgalio konstrukcijos ypatybės

    1. Supaprastinta vidinė anga: sumažina turbulenciją ir pagerina skysčių efektyvumą. Įprasti tipai apima:

    2. Tiesi anga: paprasta ir patvari, tinka įprastam gręžimui.

    3. Venturi: susiliejanti ir besiskirianti struktūra padidina srauto greitį ir pagerina drožlių pašalinimą.

    4. Įvairūs dydžiai: purkštuko vidinis skersmuo (paprastai 6-16 mm) parenkamas pagal gręžimo skysčio srautą ir reikiamą įpurškimo greitį.

    Keičiamas dizainas: po susidėvėjimo nereikia keisti viso grąžto, todėl sumažėja priežiūros išlaidos.

IV. Pagrindinės volframo karbido purkštukų funkcijos yra šios:

    1. Katerių aušinimas

PDC grąžto pjaustytuvai sukuria daug šilumos, kai sukasi dideliu greičiu, kad pjaustytų uolą.  Per didelė temperatūra gali sukelti karbonizaciją ir deimantinio sluoksnio gedimą. Aukšto slėgio gręžimo skystis, išstumiamas iš volframo karbido antgalio, tiesiogiai pašalina šią šilumą, palaiko pjoviklio temperatūrą saugiame diapazone  (paprastai žemesnėje nei 700 °C) ir apsaugo nuo terminės žalos.

    2. Akmenų valymas

Pjovimo proceso metu susidarę uolienų nuopjovos gali kauptis aplink pjaustytuvus, sukeldamos „purvo rutuliavimą“ (prie grąžto prilimpa nuopjovų ir gręžimo skysčio mišinys), sumažinant uolienų ardymo efektyvumą. Didelio greičio skysčio srove iš purkštuko greitai išsklaido ir išstumia nuopjovas, palaikydama efektyvų kontaktą tarp pjaustytuvo ir uolos.

    3. Hidraulinis uolienų laužymas

Purkštuko srovė (greičiai iki 100-200 m/s) atsitrenkia į uolienų paviršių, sukurdama hidraulinius plyšius. Šis sinergetinis efektas kartu su mechaniniu pjaustytuvų pjovimo poveikiu sumažina atsparumą uolienų lūžimui ir žymiai padidina įsiskverbimo greitį, ypač kietuose dariniuose.

V. Paraiškos

Karbido purkštukai pirmiausia naudojami šiais atvejais:

    1. Minkšti ir vidutinio kietumo dariniai, tokie kaip skalūnas ir kalkakmenis, kur jie papildo efektyvų PDC grąžtų kirpimą.

    2.  Giliems / horizontaliems šuliniams reikalingas didelis siurbimo slėgis ir tikslus hidraulinis valdymas, kai volframo karbido purkštukų patikimumas yra labai svarbus.

    3.  Labai abrazyvūs dariniai, tokie kaip kvarcinis smiltainis, pasižymi didesniu atsparumu dilimui, palyginti su standartiniais legiruotojo plieno purkštukais.