精于“钻”研 | 3D扫描仪助力石油钻井金刚石钻头质量检测！

石油是国民经济的命脉，钻井技术作为主要的石油开采手段，对石油的获取、供应和经济发展意义重大。借助3D扫描技术不断改进和创新钻井技术、提升钻井水平，对于能源行业发展有着关键性的促进作用。

01 项目背景

客户是成都迪普金刚石钻头有限责任公司，这是一家专门从事各类金刚石钻头设计、制造、销售和技术服务的公司。生产各种型号规格的金刚石全面钻井、取芯及特殊应用的钻头，并广泛应用于各油田的全面钻井、定向钻井、水平钻井、取芯、随钻扩眼和特殊应用等石油钻井工程。

石油钻井所用的金刚石钻头结构复杂，案例中的钻头重量约35kg，主要由三个部分组成：1. 钻头胎体部分一般为强韧度很高的钢铁或合金材质，沿胎体表面呈连串的沟槽状。2. 钻头底部有水口，用于喷射洗井液以冷却和清洁切削位置。3. 钻头最重要的刃部，通常采用金刚石作为切削元素，金刚石镶嵌在钻头的表面，呈螺旋状或辐射状排列，形成切削结构，用于切削地层岩石。

02 客户需求

金刚石钻头是石油钻井中关键的工具之一，其性能和质量直接影响到钻井的效率和安全性，客户需要检测金刚石钻头胎体表面几何数据和金刚石镶嵌的位置信息，获取钻头胎体形面偏差及金刚石位置偏差值，以全面评估和控制钻头生产质量。

客户以往使用的测量设备效率低，且由于测量设备较重且需要平台固定机器，不便于携带至钻井作业现场。

03 项目难点

石油钻井金刚石钻头在测量过程往往面临诸多挑战：

01 钻头形状结构复杂多样，尤其是刃部设计，包括凹槽、齿形、切削面等，普通设备难以完整测量。

02 刃部尺寸通常在亚毫米甚至更小的范围内变化，包括刃高、刃宽、刃角等，对测量精度要求很高。

03 表面镶嵌的金刚石会对激光扫描的反射产生干扰，普通扫描仪扫描会影响数据的精准性。

04 钻头表面材质特殊，金色表面反光、黑色表面吸光，需要同时扫描两种颜色表面，对扫描仪性能要求较高。此外，客户需要满足在户外阳光直射场景下扫描。

04 解决方案及优势

使用设备：SIMSCAN便携式三维扫描仪

01 校准标定板，用于进行扫描数据偏差校准，使用SIMSCAN三维扫描仪对钻头表面进行扫描，SIMSCAN轻巧灵活，便于携带至任意场所，无需移动钻头。

02 SIMSCAN以高达0.02mm的精度和强大的细节获取能力，完整采集钻头胎体、刃部切削处、水口及连接处等各部位特征数据，准确呈现钻头几何尺寸及金刚石位置信息和凹凸、边缘处的细微特征。

面对反光、金色钻头表面及金刚石高亮面，SIMSCAN以其强大的材质适应能力，保障测量精度，可以做到无需喷粉扫描。

03 凭借280万次测量/秒的点云采集速率，仅2分钟即可完整捕捉单个钻头表面的几何信息，电脑端实时显示扫描结果。

04 将点云数据导入专业软件进行分析、处理，实时生成三维数据模型。

05 同步出具色谱偏差报告图，依据检测报告指导后续工作，相较于同类产品，工作效率大大提升。

05 客户评价

思看科技三维扫描仪在我们的金刚石钻头检测工作中发挥着相当重要的作用，其快速而精准的数据获取能力，为我们提供了全面、准确的钻头形面及金刚石镶嵌位置偏差值，很好地支撑了我们的产品品质管控和改进工作。

整个检测过程高效而流畅，直观的数据报告也为后续工作提供了极大的便利，感谢思看科技可靠的技术支持为我们的生产质量提供了重要的保障。

思看科技SIMSCAN激光三维扫描仪还可以应用于金刚石钻头的设计和维护等方面，如通过逆向设计辅助设计师分析和优化钻头结构，提高性能和效率。定期对钻头进行维护和故障分析，通过扫描钻头，及时发现磨损、变形、损坏等问题，并进行相应的维护或修复。此外，借助三维扫描仪还可以对钻头产品全生命周期进行追踪和记录，为产品质量和安全提供有力支持。

审核编辑 黄宇