石油是國民經(jīng)濟的命脈，鉆井技術(shù)作為主要的石油開采手段，對石油的獲取、供應(yīng)和經(jīng)濟發(fā)展意義重大。借助3D掃描技術(shù)不斷改進和創(chuàng)新鉆井技術(shù)、提升鉆井水平，對于能源行業(yè)發(fā)展有著關(guān)鍵性的促進作用。

01 項目背景

客戶是成都迪普金剛石鉆頭有限責(zé)任公司，這是一家專門從事各類金剛石鉆頭設(shè)計、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)的公司。生產(chǎn)各種型號規(guī)格的金剛石全面鉆井、取芯及特殊應(yīng)用的鉆頭，并廣泛應(yīng)用于各油田的全面鉆井、定向鉆井、水平鉆井、取芯、隨鉆擴眼和特殊應(yīng)用等石油鉆井工程。

石油鉆井所用的金剛石鉆頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，案例中的鉆頭重量約35kg，主要由三個部分組成：1. 鉆頭胎體部分一般為強韌度很高的鋼鐵或合金材質(zhì)，沿胎體表面呈連串的溝槽狀。2. 鉆頭底部有水口，用于噴射洗井液以冷卻和清潔切削位置。3. 鉆頭最重要的刃部，通常采用金剛石作為切削元素，金剛石鑲嵌在鉆頭的表面，呈螺旋狀或輻射狀排列，形成切削結(jié)構(gòu)，用于切削地層巖石。

02 客戶需求

金剛石鉆頭是石油鉆井中關(guān)鍵的工具之一，其性能和質(zhì)量直接影響到鉆井的效率和安全性，客戶需要檢測金剛石鉆頭胎體表面幾何數(shù)據(jù)和金剛石鑲嵌的位置信息，獲取鉆頭胎體形面偏差及金剛石位置偏差值，以全面評估和控制鉆頭生產(chǎn)質(zhì)量。

客戶以往使用的測量設(shè)備效率低，且由于測量設(shè)備較重且需要平臺固定機器，不便于攜帶至鉆井作業(yè)現(xiàn)場。

03 項目難點

石油鉆井金剛石鉆頭在測量過程往往面臨諸多挑戰(zhàn)：

01 鉆頭形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，尤其是刃部設(shè)計，包括凹槽、齒形、切削面等，普通設(shè)備難以完整測量。

02 刃部尺寸通常在亞毫米甚至更小的范圍內(nèi)變化，包括刃高、刃寬、刃角等，對測量精度要求很高。

03 表面鑲嵌的金剛石會對激光掃描的反射產(chǎn)生干擾，普通掃描儀掃描會影響數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

04 鉆頭表面材質(zhì)特殊，金色表面反光、黑色表面吸光，需要同時掃描兩種顏色表面，對掃描儀性能要求較高。此外，客戶需要滿足在戶外陽光直射場景下掃描。

04 解決方案及優(yōu)勢

使用設(shè)備：SIMSCAN便攜式三維掃描儀

01 校準(zhǔn)標(biāo)定板，用于進行掃描數(shù)據(jù)偏差校準(zhǔn)，使用SIMSCAN三維掃描儀對鉆頭表面進行掃描，SIMSCAN輕巧靈活，便于攜帶至任意場所，無需移動鉆頭。

02 SIMSCAN以高達(dá)0.02mm的精度和強大的細(xì)節(jié)獲取能力，完整采集鉆頭胎體、刃部切削處、水口及連接處等各部位特征數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確呈現(xiàn)鉆頭幾何尺寸及金剛石位置信息和凹凸、邊緣處的細(xì)微特征。

面對反光、金色鉆頭表面及金剛石高亮面，SIMSCAN以其強大的材質(zhì)適應(yīng)能力，保障測量精度，可以做到無需噴粉掃描。

03 憑借280萬次測量/秒的點云采集速率，僅2分鐘即可完整捕捉單個鉆頭表面的幾何信息，電腦端實時顯示掃描結(jié)果。

04 將點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入專業(yè)軟件進行分析、處理，實時生成三維數(shù)據(jù)模型。

05 同步出具色譜偏差報告圖，依據(jù)檢測報告指導(dǎo)后續(xù)工作，相較于同類產(chǎn)品，工作效率大大提升。

05 客戶評價

思看科技三維掃描儀在我們的金剛石鉆頭檢測工作中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，其快速而精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)獲取能力，為我們提供了全面、準(zhǔn)確的鉆頭形面及金剛石鑲嵌位置偏差值，很好地支撐了我們的產(chǎn)品品質(zhì)管控和改進工作。

整個檢測過程高效而流暢，直觀的數(shù)據(jù)報告也為后續(xù)工作提供了極大的便利，感謝思看科技可靠的技術(shù)支持為我們的生產(chǎn)質(zhì)量提供了重要的保障。

思看科技SIMSCAN激光三維掃描儀還可以應(yīng)用于金剛石鉆頭的設(shè)計和維護等方面，如通過逆向設(shè)計輔助設(shè)計師分析和優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)，提高性能和效率。定期對鉆頭進行維護和故障分析，通過掃描鉆頭，及時發(fā)現(xiàn)磨損、變形、損壞等問題，并進行相應(yīng)的維護或修復(fù)。此外，借助三維掃描儀還可以對鉆頭產(chǎn)品全生命周期進行追蹤和記錄，為產(chǎn)品質(zhì)量和安全提供有力支持。

審核編輯 黃宇