Cómo utilizar un escáner 3D portátil para la inspección de brocas de perforación de petróleo

La perforación petrolera es un proceso complejo y desafiante que requiere brocas a medida y de alta calidad. Las brocas compactas de diamante policristalino (PDC) son ampliamente utilizadas en los campos petroleros. Características como los tipos de cortador, el diseño del cortador y la geometría de la hoja se optimizan y mejoran constantemente para ofrecer un mayor valor y reducir los costos de perforación.

Las brocas PDC utilizadas en la perforación petrolera generalmente se componen de incrustaciones de diamante natural, con partículas de diamante dispuestas en forma espiral o radial en la superficie de la broca. También se disponen una serie de líneas de fluido en la superficie de la broca, que sirven para enfriar el diamante rociándolos con fluido que fluye desde la boquilla. Para garantizar que la broca funcione de manera eficiente, la forma de la broca, la posición de la incrustación de diamante y la posición de las boquillas deben inspeccionarse con precisión.

La distribución crítica de las líneas de la broca varía según el tipo de roca que se perfora. La dimensión y geometría de las brocas existentes pueden servir de guía para diseñar correctamente nuevos productos.

En este blog, presentaremos cómo utilizar un escáner 3D portátil SIMSCAN para la inspección de brocas de perforación petrolera y el desarrollo de productos, y cómo se puede mejorar la eficiencia y la precisión del proceso.

Sobre el cliente

DEEP BIT tiene más de diecisiete años de experiencia en el suministro de productos y servicios de calidad a clientes de todo el mundo. En China, DEEP BIT posee una cuota de mercado líder y la posición de mayor rendimiento para casi todas las aplicaciones terrestres y marinas.

El desafío de inspección de brocas de perforación de petróleo

La broca en este caso tiene unas dimensiones de 55 × 30 × 30 mm y pesa aproximadamente 35 kg. Está hecha de acero de aleación y materiales de diamante utilizando sofisticadas técnicas de mecanizado e incrustación. La broca posee un diseño único, con una superficie dorada que refleja la luz y una superficie negra que absorbe la luz.

Anteriormente, la empresa utilizaba métodos de medición tradicionales para medir los bits PDC, que mostraron ser ineficientes. Por ejemplo, esas máquinas eran voluminosas e incómodas de transportar al sitio de perforación. Además, encontrar una plataforma de hierro fundido adecuada para sostener la máquina planteaba más inconvenientes.

La empresa buscaba un nuevo método de medición para acelerar el flujo de trabajo de inspección. El escaneo 3D de alta tecnología viene a la mente. El escáner 3D que necesitan tiene que ser portátil, eficiente y preciso. Además de eso, debe ser altamente eficiente para escanear superficies oscuras y reflectantes y funcionar en exteriores bajo la luz solar directa.

El escáner 3D portátil SIMSCAN 30 ofrece una velocidad de escaneo rápida, y también es capaz de escanear superficies brillantes y oscuras, eliminando la necesidad de aplicar polvo. Cuenta con un diseño compacto y ligero, ofrece una precisión notable y facilita el escaneo in situ con datos de escaneo completos.

Cómo inspeccionar brocas mediante escaneo 3D

El cliente necesitaba inspeccionar la forma del cuerpo de la broca y la posición de la incrustación de diamante para garantizar su calidad.

Al utilizar el escáner 3D portátil SIMSCAN 30, el ingeniero avanzó por el proceso de escaneo 3D con facilidad. El ingeniero tardó 2 minutos en fijar los objetivos, 30 segundos en calibrar, 2 minutos en escanear en 3D y 5 minutos en generar el informe.  

El escáner 3D escaneó la broca desde múltiples ángulos y distancias, y unió automáticamente los datos de escaneo. El escáner 3D examinó tanto las superficies doradas como negras de la broca sin ninguna dificultad. También puede escanear al aire libre bajo la luz solar directa sin ninguna interferencia.

A continuación, los datos de escaneo se compararon con el modelo digital original dentro del software 3D, permitiendo identificar cualquier desviación con respecto al diseño previsto. A través de un análisis adicional utilizando un mapa de colores, se identificaron visualmente los defectos en la broca y la posición del diamante.

Ventajas de la solución 3D provista por SIMSCAN

Adecuado para la medición de perforaciones y líneas

SIMSCAN es un escáner 3D portátil que puede medir zonas de difícil acceso. Tiene una corta distancia de cámara de aproximadamente 130 mm, proporcionándole un ángulo de visión pronunciado. Esto significa que puede escanear espacios estrechos como perforaciones y ranuras con mayor facilidad.

Alta adaptabilidad a superficies negras y reflectantes

SIMSCAN puede adaptarse a superficies negras y reflectantes. Debido a su láser azul con alta capacidad anti-interferencia y su algoritmo sofisticado, puede capturar cada detalle de los objetos y crear modelos 3D rápidamente sin aplicar polvo sobre la pieza.

Medición eficiente y precisa

SIMSCAN es pequeño y fácil de usar, pero potente. Puede medir e inspeccionar objetos 3D con facilidad. Tiene una alta tasa de medición de hasta 2,8 millones de mediciones por segundo, haciendo que la digitalización 3D sea fluida. También puede alcanzar una alta precisión de medición de hasta 0,020 mm.

Análisis de datos intuitivo

El escáner 3D SIMSCAN funciona con el software ScanViewer 3D. Puede alinear datos de diferentes maneras, como la alineación de mejor ajuste, basada en datum y basada en características. El software también muestra los resultados de la inspección en un mapa de colores que facilita la visualización de las desviaciones de la superficie y los puntos.

Escaneo 3D para el desarrollo de productos de broca

La perforación petrolera requiere una amplia variedad de brocas, cada una con diferentes especificaciones, para adaptarse a las formaciones únicas que se encuentren. El escáner 3D portátil SIMSCAN puede escanear de forma rápida y precisa muestras de estas brocas y generar modelos 3D que pueden modificarse y analizarse en el software CAD. Esto permite a los clientes mejorar el diseño, el rendimiento y la durabilidad de sus brocas existentes. El escaneo 3D también ayuda a acelerar y reducir el costo de prototipado al permitir el uso de impresión 3D o mecanizado CNC para producir las brocas.

Conclusión

El escáner 3D portátil es una herramienta potente y conveniente para la inspección de brocas de perforación petrolera y el desarrollo de productos. Puede escanear la geometría de la broca y la posición de los diamantes con alta precisión y velocidad, y proporcionar datos completos y visuales para el control de calidad y el desarrollo de productos. El escáner 3D portátil también puede escanear en exteriores bajo la luz solar directa y abordar superficies brillantes y oscuras sin ningún problema. El escáner 3D portátil puede mejorar la eficiencia y la precisión del proceso de perforación petrolera y ayudar a los clientes a lograr mejores resultados.