Les outils PDC (outils composites en diamant polycristallin) offrent des capacités de coupe et de-brisement de roche très efficaces dans le forage pétrolier, l'exploration géologique et l'usinage de matériaux à haute-usure-résistants grâce à la combinaison de la dureté élevée de la couche externe de diamant et de la bonne ténacité de la couche sous-jacente en carbure cémenté. Cependant, pour tirer pleinement parti de leurs avantages en termes de performances, il est essentiel de suivre des méthodes d'exploitation scientifiques et standardisées, couvrant des aspects tels que la préparation de l'installation, le paramétrage, la surveillance des processus et la maintenance, afin de réduire le risque d'usure anormale et de panne soudaine, garantissant ainsi la sécurité opérationnelle et l'efficacité économique.
La préparation avant utilisation est fondamentale pour garantir le fonctionnement normal des outils PDC. Tout d'abord, inspectez l'apparence de l'outil pour confirmer que la couche de diamant ne présente pas de fissures, d'éclats ou de séparation évidents à l'interface et que la matrice en carbure cémenté est exempte de déformation ou de dommages. Lors de l'installation, assurez-vous que la coaxialité et la force de serrage de l'outil et du foret ou du porte-outil répondent aux spécifications, en évitant la concentration de charge localisée causée par l'oscillation ou le desserrage, qui peut conduire à un pelage prématuré de la couche de diamant. Pour les outils multi-dents, vérifiez l'angle d'installation et la cohérence de la hauteur de chaque dent de coupe pour garantir une répartition uniforme de la force.
Les réglages des paramètres doivent être raisonnablement adaptés en fonction des caractéristiques des conditions de travail. Pendant les opérations de forage, la pression de forage, la vitesse de rotation et le déplacement de la pompe appropriés doivent être déterminés en fonction de la dureté, de l'abrasivité et de l'indice de forabilité de la roche de formation. Généralement, dans les formations moyennes-tendres à moyennement-dures, la pression de forage et la vitesse de rotation peuvent être augmentées de manière appropriée pour obtenir une vitesse de forage mécanique plus élevée ; Lorsque vous rencontrez des formations contenant du gravier ou un fort impact des couches intermédiaires, la pression du foret doit être réduite et la vitesse de rotation contrôlée pour atténuer les dommages causés par la charge d'impact aux dents de coupe. Dans les applications d'usinage, la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe doivent être sélectionnées en combinaison avec la conductivité thermique du matériau, sa tendance à l'écrouissage et la rigidité de la machine-outil pour éviter les dommages thermiques à la couche de diamant ou la fracture de la matrice dus à une accumulation de chaleur ou à une surcharge mécanique.
La surveillance des processus est cruciale pour garantir un fonctionnement continu et sûr. Pendant le forage, le couple, la pression de forage, la vitesse de rotation et les données de vibration peuvent être collectées en temps réel à l'aide d'un système de mesure-pendant-le forage. Toute fluctuation anormale doit être analysée rapidement et les paramètres ajustés en conséquence. Si nécessaire, le perçage doit être arrêté pour vérifier l'état de l'outil. Pendant l'usinage, il convient de surveiller les changements de température de la zone de coupe et de qualité de surface. Si une usure anormale, un coincement de l'outil ou une augmentation des vibrations est détecté, la machine doit être arrêtée immédiatement pour enquête. Pour les opérations continues à long-terme, des inspections régulières par échantillonnage doivent être établies. À l’aide de loupes ou d’un équipement d’imagerie, l’usure des dents coupantes doit être examinée pour évaluer la durée de vie restante et élaborer un plan de remplacement.
Le refroidissement et la lubrification sont également essentiels pendant le fonctionnement. Pendant les opérations de forage, la circulation du fluide de forage doit être assurée et une densité et une viscosité appropriées doivent être sélectionnées en fonction des caractéristiques de la formation pour évacuer efficacement les déblais de roche, réduire la température de la zone de coupe et minimiser l'érosion chimique de la couche de diamant et de la roche. Pour les applications d'usinage, des liquides de refroidissement à faible-résidus, chimiquement inertes et compatibles avec le diamant-doivent être utilisés. Il convient de prêter attention à la direction et à la couverture de pulvérisation afin d'éviter la décomposition du liquide de refroidissement à des températures élevées, ce qui pourrait produire des substances nocives ou exacerber la corrosion interfaciale. Lors d'un fonctionnement dans des conditions sèches ou semi-sèches, les paramètres de coupe doivent être réduits de manière appropriée pour compenser une dissipation thermique insuffisante.
La maintenance et le stockage après-exploitation affectent directement la réutilisation des outils de coupe. Les débris de roche, l'huile ou les copeaux adhérant à la surface de l'outil doivent être retirés. Des outils souples et des produits de nettoyage neutres doivent être utilisés pour éviter de rayer la couche de diamant. L'état des surfaces de contact et du substrat doit être inspecté ; tout dommage doit être rapidement évalué pour réparation ou l'outil doit être mis au rebut. L'environnement de stockage doit être sec, protégé de la lumière et maintenu à une température constante, évitant l'intrusion d'air humide ou de gaz corrosifs. Les outils PDC doivent être classés et isolés selon les spécifications pour éviter les collisions et les chutes.
En résumé, la méthode de fonctionnement des outils PDC est cruciale tout au long du cycle opérationnel, depuis l'installation et la préparation, le paramétrage jusqu'à la surveillance des processus et la post-maintenance. Chaque étape doit respecter strictement les spécifications techniques. Ce n'est qu'en établissant des procédures d'exploitation standardisées et en renforçant la supervision que les avantages des outils PDC en matière de coupe et de-cavage de roches peuvent être maximisés, en atteignant des objectifs opérationnels efficaces, stables et sûrs, et en fournissant un support fiable pour l'exploration et le développement des ressources ainsi qu'un usinage hautement-résistant à l'usure-.
