Comment utiliser un scanner 3D portable pour l'inspection des têtes de forage

Le forage pétrolier est un processus complexe et difficile qui nécessite des têtes de forage de haute qualité et sur mesure. Les têtes de forage à diamant polycristallin compact (PDC) sont largement utilisées dans les champs pétrolifères. Des caractéristiques telles que les types de coupe, la disposition des coupeurs et la géométrie des pales sont constamment optimisées et améliorées pour offrir une meilleure performance et réduire les coûts de forage.

Les têtes de forage PDC utilisées dans le forage pétrolier sont généralement composées d'incrustations de diamants naturels, avec des particules de diamant disposées en spirale ou de manière radiale sur la surface de la tête de forage. Une série de canaux de fluides est également disposée sur la surface de la tête, servant à refroidir le diamant en le rendant immergé dans un fluide qui s'écoule à travers les buses. Afin de garantir une efficacité maximale, la forme de la tête, la position de l’incrustation de diamant et la position des buses doivent être inspectées avec précision.

La distribution des canaux sur la tête varie en fonction du type de roche forée. Les dimensions et la géométrie des têtes existantes peuvent servir de guide pour concevoir correctement de nouveaux produits.

Dans ce blog, nous vous présenterons comment utiliser le scanner 3D portable SIMSCAN pour l'inspection des têtes de forage et le développement de produits, et comment il peut améliorer l'efficacité et la précision du processus.

À propos du client

DEEP BIT possède plus de dix-sept ans d'expérience dans la fourniture de produits et services de qualité à des clients du monde entier. En Chine, DEEP BIT détient la part de marché dominante et la position de leader en termes de performance pour presque toutes les applications terrestres et offshore.

Le défi de l'inspection des têtes de forage

La tête de forage dans ce cas a des dimensions de 55 × 30 × 30 mm et pèse environ 35 kg. Elle est fabriquée en acier allié et en matériaux diamantés à l’aide de techniques de fabrication et d’incrustation sophistiquées. La tête de forage présente un design unique, avec une surface dorée qui reflète la lumière et une surface noire qui absorbe la lumière.

Auparavant, l’entreprise utilisait des méthodes de mesure traditionnelles pour mesurer les têtes de forage PDC, mais celles-ci étaient inefficaces. Par exemple, ces machines étaient encombrantes et peu pratiques à transporter jusqu’au site de forage. De plus, trouver une plateforme en fonte adaptée pour sécuriser la machine ajoutait des contraintes supplémentaires.

L’entreprise recherchait une nouvelle méthode de mesure pour accélérer le flux de travail de l’inspection. La numérisation 3D de haute technologie est rapidement devenue une solution envisageable. Le scanner 3D nécessaire doit être portable, efficace et précis. De plus, il doit être capable de numériser efficacement les surfaces sombres et réfléchissantes tout en fonctionnant à l’extérieur sous la lumière directe du soleil.

Le scanner 3D portable SIMSCAN 30 offre une vitesse de numérisation rapide, capable de numériser aussi bien les surfaces claires que sombres, éliminant ainsi la nécessité de pulvériser de la poudre. Il se distingue par son design compact et léger, offre une précision remarquable et facilite la numérisation sur site avec des données de numérisation complètes.

Comment inspecter la tête de forage par numérisation 3D

Le client devait inspecter la forme du corps de la tête de forage et la position de l'incrustation de diamant pour garantir sa qualité.

En utilisant le scanner 3D portable SIMSCAN 30, l’ingénieur a facilement navigué dans le processus de numérisation 3D. Il lui a fallu 2 minutes pour fixer les cibles, 30 secondes pour calibrer, 2 minutes pour numériser en 3D, et 5 minutes pour générer le rapport.

Le scanner 3D a numérisé la tête de forage sous plusieurs angles et à différentes distances, puis a automatiquement assemblé les données de numérisation. Il a numérisé sans difficulté à la fois les surfaces dorées et noires de la tête de forage. De plus, il a pu scanner en extérieur sous la lumière directe du soleil sans aucune interférence.

Les données de numérisation ont ensuite été comparées au modèle numérique d'origine dans le logiciel 3D, permettant d'identifier toute déviation par rapport au design prévu. Grâce à une analyse supplémentaire avec une carte de couleurs, les défauts de la tête de forage et la position du diamant ont été identifiés visuellement.

Avantages de la solution 3D alimentée par SIMSCAN

Adapté à la mesure des trous et des rainures

SIMSCAN est un scanner 3D portable capable de mesurer les zones difficiles d’accès. Avec une courte distance entre les caméras d’environ 130 mm, il offre un angle de vue précis. Cela lui permet de scanner plus facilement des espaces étroits tels que des trous et des rainures.

Haute adaptabilité aux surfaces noires et réfléchissantes

SIMSCAN s’adapte aux surfaces noires et réfléchissantes. Grâce à son laser bleu doté d’une forte capacité anti-interférences et à son algorithme sophistiqué, il capture chaque détail des objets et crée rapidement des modèles 3D sans nécessiter l’application de poudre sur la pièce.

SIMSCAN est compact, simple à utiliser, mais puissant. Il peut mesurer et inspecter des objets 3D avec facilité. Grâce à son taux de mesure élevé pouvant atteindre 2,8 millions de MPS, il assure une numérisation 3D fluide. Il peut également atteindre une précision de mesure allant jusqu’à 0,020 mm.

Analyse de données intuitive

Le scanner 3D SIMSCAN fonctionne avec le logiciel ScanViewer 3D. Il peut aligner les données de différentes manières, notamment par ajustement optimal, par référence ou par caractéristiques. Le logiciel affiche également les résultats d’inspection sous forme de carte colorée, ce qui permet de visualiser facilement les écarts de surface et de points.

Numérisation 3D pour le développement de forets de forage

Le forage pétrolier nécessite une grande variété de forets, chacun ayant des spécifications différentes pour s’adapter aux formations uniques rencontrées. Le scanner 3D portable SIMSCAN peut rapidement et précisément numériser des échantillons de ces forets et générer des modèles 3D modifiables et analysables dans un logiciel de CAO. Cela permet aux clients d’améliorer la conception, les performances et la durabilité de leurs forets existants. La numérisation 3D contribue également à accélérer et à réduire le coût du prototypage en facilitant l’utilisation de l’impression 3D ou de l’usinage CNC pour produire les forets.

Conclusion

Le scanner 3D portable est un outil puissant et pratique pour l’inspection et le développement de forets de forage pétrolier. Il peut numériser avec une grande précision et rapidité la géométrie des forets ainsi que la position des diamants, fournissant ainsi des données complètes et visuelles pour le contrôle qualité et le développement des produits. De plus, il peut être utilisé en extérieur sous la lumière directe du soleil et scanner sans difficulté des surfaces claires ou sombres. Le scanner 3D portable permet d’améliorer l’efficacité et la précision du processus de forage pétrolier, aidant ainsi les clients à obtenir de meilleurs résultats.