หัวฉีดทังสเตนคาร์ไบด์สำหรับดอกสว่าน PDC

    ดอกสว่าน PDC เป็นเครื่องมือทำลายหินที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ การสำรวจทางธรณีวิทยา และสาขาอื่นๆ หัวฉีดทังสเตนคาร์ไบด์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลัก โดยทั่วไปจะติดตั้งที่รูน้ำของดอกสว่าน PDC โดยจะฉีดของเหลวเจาะแรงดันสูงเพื่อให้ความเย็น ทำความสะอาด และช่วยในการทำลายหิน ประสิทธิภาพส่งผลกระทบโดยตรงต่อสว่านแต่กลับเป็นเช่นนั้น

อายุการใช้งานและประสิทธิภาพการขุดเจาะ

I.  วิธีการเชื่อมต่อหัวฉีด:

    ต้องตรงกับรูน้ำของดอกสว่าน PDC การเชื่อมต่อทั่วไปคือการเชื่อมต่อแบบเกลียว (ภายนอกหรือภายใน โดยมีความแม่นยำระดับ 3A

    รับรองว่าไม่มีการรั่วไหลภายใต้แรงดันสูง) หัวฉีดขนาดเล็กบางรุ่นใช้การสวมแบบพอดี (แบบสวมอัด) ซึ่งป้องกันการคลายหลังการติดตั้ง

ครั้งที่สอง ลักษณะของวัสดุหัวฉีด: ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC)

    1. ความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอ: ความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์เป็นอันดับสองรองจากเพชร ทำให้ทนทานต่อการกัดเซาะโดยอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในของเหลวที่เจาะ (เช่น หินทรายและเศษโลหะ) ช่วยยืดอายุหัวฉีด

    2. ความต้านทานการกัดกร่อน: ทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารเคมีในของเหลวที่ขุดเจาะ (เช่น เกลือและกรด)

    3. ความต้านทานแรงกระแทก: ทังสเตนคาร์ไบด์มักใช้โคบอลต์ (Co) เป็น

สารยึดเกาะให้ความเหนียวในระดับหนึ่งและป้องกันการแตกหักง่าย

ที่สาม คุณสมบัติการออกแบบโครงสร้างหัวฉีดคาร์ไบด์

    1. การเจาะภายในที่คล่องตัว: ลดความปั่นป่วนและปรับปรุงประสิทธิภาพของของเหลว ประเภททั่วไป ได้แก่:

    2. เจาะตรง: เรียบง่ายและทนทาน เหมาะสำหรับการเจาะทั่วไป

    3. Venturi: โครงสร้างแบบบรรจบกันจะเพิ่มอัตราการไหลและเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดเศษ

    4. ขนาดต่างๆ: เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของหัวฉีด (โดยทั่วไปคือ 6-16 มม.) จะถูกเลือกตามอัตราการไหลของของเหลวที่เจาะและความเร็วการฉีดที่ต้องการ

    การออกแบบที่ถอดเปลี่ยนได้: ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนดอกสว่านทั้งหมดหลังการสึกหรอ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษา

IV. หน้าที่หลักของหัวฉีดทังสเตนคาร์ไบด์มีดังนี้:

    1. ทำให้เครื่องตัดเย็นลง

หัวกัดของดอกสว่าน PDC จะสร้างความร้อนจำนวนมากขณะหมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อตัดหิน  อุณหภูมิที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดคาร์บอไนซ์และความล้มเหลวของชั้นเพชรได้ น้ำมันเจาะแรงดันสูงที่ปล่อยออกมาจากหัวฉีดทังสเตนคาร์ไบด์จะขจัดความร้อนนี้โดยตรง โดยรักษาอุณหภูมิของเครื่องตัดให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย   (โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 700°C)  และป้องกันความเสียหายจากความร้อน

    2. การทำความสะอาดการตัดหิน

การตัดหินที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการตัดสามารถสะสมรอบๆ เครื่องตัด ทำให้เกิด "ก้อนโคลน" (ส่วนผสมของการตัดและของเหลวเจาะที่เกาะติดกับดอกสว่าน) ทำให้ประสิทธิภาพในการทำลายหินลดลง การฉีดของเหลวความเร็วสูงจากหัวฉีดจะกระจายและแทนที่การตัดทันที โดยคงไว้ซึ่งการสัมผัสระหว่างเครื่องตัดกับหินอย่างมีประสิทธิภาพ

    3. การทำลายหินโดยใช้ระบบไฮดรอลิกช่วย

กระแสน้ำจากหัวฉีด (ที่ความเร็วสูงสุด 100-200 ม./วินาที) กระทบกับพื้นผิวหิน ทำให้เกิดรอยแตกร้าวแบบไฮดรอลิก ผลการทำงานร่วมกันนี้เมื่อรวมกับการตัดเฉือนเชิงกลของหัวกัด จะช่วยลดความต้านทานการแตกหักของหิน และเพิ่มความเร็วในการเจาะได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบแข็ง

V. การใช้งาน

หัวฉีดคาร์ไบด์ใช้ในสถานการณ์ต่อไปนี้เป็นหลัก:

    1. การก่อตัวอ่อนถึงแข็งปานกลาง เช่น หินดินดานและหินปูน ซึ่งช่วยเสริมประสิทธิภาพการตัดเฉือนของดอกสว่าน PDC

    2.  หลุมลึก/แนวนอนต้องการแรงดันในการสูบสูงและการควบคุมไฮดรอลิกที่แม่นยำ ซึ่งความน่าเชื่อถือของหัวฉีดทังสเตนคาร์ไบด์เป็นสิ่งสำคัญ

    3.  รูปแบบที่มีการเสียดสีสูง เช่น หินทรายควอตซ์ มีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับหัวฉีดเหล็กโลหะผสมมาตรฐาน