So verwenden Sie einen tragbaren 3D-Scanner zur Inspektion von Ölbohrkronen

Die Ölförderung ist ein komplexer und herausfordernder Prozess, der hochwertige und individuell angepasste Bohrköpfe erfordert. Polycrystalline Diamond Compact (PDC)-Bohrer werden in Ölfeldern häufig eingesetzt. Merkmale wie Schneidertypen, Schneideranordnung und Klingenform werden kontinuierlich optimiert und verbessert, um Mehrwert zu schaffen und die Bohrkosten zu senken.

Die in der Ölbohrung verwendeten PDC-Bohrer bestehen typischerweise aus natürlichen Diamanteinlagen, bei denen Diamantpartikel spiralförmig oder radial auf der Oberfläche des Bohrkopfes angeordnet sind. Eine Reihe von Fluidkanälen ist ebenfalls auf der Oberfläche des Bohrers angebracht, die dazu dienen, den Diamanten durch das Ausspülen mit Flüssigkeit aus der Düse zu kühlen. Um einen effizienten Betrieb des Bohrkopfes zu gewährleisten, müssen die Form des Bohrers, die Position der Diamanteinlagen und die Position der Düsen präzise überprüft werden.

Die kritische Verteilung der Kanäle auf dem Bohrer variiert je nach Art des zu bohrenden Gesteins. Die Dimensionen und Geometrien bestehender Bohrer dienen als Orientierungshilfe für die korrekte Auslegung neuer Produkte.

In diesem Blog stellen wir vor, wie ein tragbarer 3D-Scanner SIMSCAN zur Inspektion von Ölbohrköpfen und zur Produktentwicklung eingesetzt werden kann und wie er die Effizienz und Genauigkeit des Prozesses verbessert.

 Über den Kunden

DEEP BIT verfügt über mehr als siebzehn Jahre Erfahrung in der Bereitstellung hochwertiger Produkte und Dienstleistungen für Kunden weltweit. In China hält DEEP BIT den größten Marktanteil und die höchste Leistungsposition für nahezu alle Onshore- und Offshore-Anwendungen.

Die Herausforderung der Inspektion von Ölbohrkronen

Der Bohrer in diesem Fall hat die Maße 55 × 30 × 30 mm und wiegt etwa 35 kg. Er besteht aus Legierungsstahl und Diamantmaterialien, gefertigt mittels anspruchsvoller Bearbeitungs- und Einbettungstechniken. Der Bohrer besitzt ein einzigartiges Design mit einer goldfarbenen Oberfläche, die Licht reflektiert, und einer schwarzen Oberfläche, die Licht absorbiert.

Bisher verwendete das Unternehmen traditionelle Messmethoden zur Vermessung der PDC-Bohrer, die ineffizient sind. So waren die Geräte beispielsweise sperrig und unpraktisch für den Transport zur Bohrstelle. Zudem stellte die Suche nach einer geeigneten Gusseisenplattform zur Fixierung der Maschine eine weitere Schwierigkeit dar.

Das Unternehmen suchte nach einer neuen Messmethode, um den Inspektionsablauf zu beschleunigen. Hochmoderne 3D-Scanner kamen dabei in Betracht. Der benötigte 3D-Scanner muss tragbar, effizient und präzise sein. Außerdem muss er sowohl dunkle als auch reflektierende Oberflächen schnell erfassen können und im Freien unter direktem Sonnenlicht einsetzbar sein.

Der tragbare 3D-Scanner SIMSCAN 30 bietet eine schnelle Scangeschwindigkeit, kann sowohl helle als auch dunkle Oberflächen scannen und benötigt kein Auftragen von Pulvern. Er besticht durch ein kompaktes und leichtes Design, liefert beeindruckende Genauigkeit und ermöglicht die Erfassung umfassender Scandaten direkt vor Ort.

Wie man den Bohrer mittels 3D-Scan inspiziert
Der Kunde musste die Form des Bohrerkörpers und die Position der Diamanteinlage überprüfen, um die Qualität sicherzustellen.

Mit dem tragbaren 3D-Scanner SIMSCAN 30 führte der Ingenieur den 3D-Scanvorgang mühelos durch. Es dauerte 2 Minuten, um die Targets anzubringen, 30 Sekunden für die Kalibrierung, 2 Minuten für den 3D-Scan und 5 Minuten, um den Bericht zu erstellen.

Der 3D-Scanner erfasste den Bohrer aus verschiedenen Winkeln und Entfernungen und fügte die Scandaten automatisch zu einem Gesamtbild zusammen. Dabei konnten sowohl die goldene als auch die schwarze Oberfläche des Bohrers problemlos gescannt werden. Der Scanner ist zudem in der Lage, im Freien unter direkter Sonneneinstrahlung ohne Störungen zu arbeiten.

Die erfassten Scandaten wurden anschließend in der 3D-Software mit dem ursprünglichen digitalen Modell verglichen, um Abweichungen vom geplanten Design zu erkennen. Durch eine weitere Analyse mittels Farbkarte konnten visuell Defekte am Bohrer sowie an der Position der Diamanteinlage identifiziert werden.

Vorteile der 3D-Lösung von SIMSCAN 

Geeignet zum Messen von Löchern und Rillen

SIMSCAN ist ein tragbarer 3D-Scanner, der schwer zugängliche Bereiche messen kann. Der kurze Kameraabstand von ca. 130 mm sorgt für einen scharfen Blickwinkel. Dadurch lassen sich enge Bereiche wie Löcher und Rillen leichter scannen.

Hohe Anpassungsfähigkeit an schwarze und reflektierende Oberflächen

SIMSCAN passt sich an schwarze und reflektierende Oberflächen an. Dank seines blauen Lasers mit hoher Entstörungsfähigkeit und einem ausgeklügelten Algorithmus erfasst er jedes Objektdetail und erstellt schnell 3D-Modelle, ohne dass Pulver auf das Werkstück gesprüht werden muss.

Effiziente und präzise Messung
Der SIMSCAN ist klein, einfach zu bedienen und dennoch leistungsstark. Er kann 3D-Objekte mühelos messen und inspizieren. Mit einer hohen Messrate von bis zu 2,8 Millionen Punkten pro Sekunde sorgt er für eine reibungslose 3D-Digitalisierung. Gleichzeitig erreicht er eine hohe Messgenauigkeit von bis zu 0,020 mm.

Intuitive Datenanalyse
Der SIMSCAN 3D-Scanner arbeitet mit der ScanViewer 3D-Software zusammen. Diese ermöglicht verschiedene Ausrichtungsarten der Daten, wie Best-Fit, Bezugspunkt- und Feature-basierte Ausrichtung. Die Software zeigt die Inspektionsergebnisse außerdem in einer Farbkarte an, die Abweichungen an Oberflächen und Punkten leicht erkennbar macht.

3D-Scannen für die Produktentwicklung von Bohrkronen
Die Ölbohrung erfordert eine Vielzahl von Bohrkronen mit unterschiedlichen Spezifikationen, um den jeweiligen geologischen Formationen gerecht zu werden. Der tragbare 3D-Scanner SIMSCAN kann diese Bohrkronenproben schnell und präzise scannen und daraus 3D-Modelle erstellen, die in CAD-Software bearbeitet und analysiert werden können. Dies ermöglicht es den Kunden, das Design, die Leistung und die Haltbarkeit ihrer bestehenden Bohrkronen zu verbessern. Darüber hinaus beschleunigt das 3D-Scannen die Prototypenerstellung und senkt deren Kosten, da die Modelle anschließend per 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung gefertigt werden können.

Fazit
Der tragbare 3D-Scanner ist ein leistungsstarkes und praktisches Werkzeug für die Inspektion und Produktentwicklung von Bohrkronen in der Ölindustrie. Er kann die Geometrie der Bohrkrone und die Position der Diamanten mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit erfassen und liefert umfassende und anschauliche Daten für die Qualitätskontrolle und Produktentwicklung. Der tragbare 3D-Scanner kann auch im Freien bei direkter Sonneneinstrahlung scannen und helle sowie dunkle Oberflächen problemlos erfassen. Der tragbare 3D-Scanner verbessert die Effizienz und Genauigkeit des Bohrprozesses und hilft den Kunden, bessere Ergebnisse zu erzielen.