Ao realizar perfurações exploratórias de petróleo, gás e outros recursos naturais, muitas vezes é necessário penetrar em formações rochosas subterrâneas resistentes usando brocas feitas de materiais ultraduros. As brocas feitas de diamante industrial ou natural, projetadas para tais trabalhos, são fabricadas sob condições extremas de temperatura e pressão para obter máxima dureza e durabilidade. Ambos os recursos são medidas importantes de desempenho neste ambiente abrasivo e de alta velocidade.
Para permanecerem competitivas, as empresas de perfuração se esforçam para maximizar a taxa de penetração da cabeça de perfuração na rocha. Brocas prematuramente desgastadas ou danificadas podem retardar esse processo. Para reduzir a manutenção dispendiosa e melhorar a eficiência da perfuração, os fabricantes investem pesadamente em materiais, equipamentos e laboratórios de P&D. Os testadores de impacto estão entre as ferramentas encontradas nesses laboratórios para comparar a composição do material da broca, a estrutura de corte e os processos de fabricação.
Configuração e procedimento de teste
As brocas foram fixadas em aproximadamente 45° em um acessório customizado desenvolvido de acordo com a indústria. Uma torre suspensa, instrumentada com um tup de 222 kN, (Sistema de Aquisição de Dados), software Impact e um inserto de tup personalizado foram usados para realizar os testes. Devido à tenacidade dos corpos de prova, o inserto tup foi projetado para permitir a inserção e remoção de um penetrador de metal duro, que precisava ser substituído após cada impacto.
Cada broca foi impactada até exibir sinais visíveis de falha – rachaduras ou descoloração na face da broca ou material caindo da face. A energia de impacto foi o fator controlador nos métodos de teste utilizados, pois os clientes estavam interessados em descobrir o nível de energia acumulada em que os bits falharam.