در مورد کاتر PDC چقدر می دانید؟

درباره برش PDC (پلی کریستالی الماس فشرده).

برش PDC (پلی کریستالی الماس فشرده) نوعی فوق سخت استماده ای که الماس پلی کریستالی را با بستر کاربید تنگستن در دما و فشار فوق العاده بالا فشرده می کند.

اختراع کاتر PDC باعث شدبیت کاتر ثابتدر صنعت حفاری مطرح شد و این ایده فوراً محبوب شد. از آنجا کهبرش دادنعملکرد کاترهای PDC موثرتر از عمل خرد کردن یک دکمه یا کات دندانه دار و برش ثابت است.- بیتتقاضای زیادی دارند.

در سال 1982، مته های PDC تنها 2 درصد از کل فوت حفاری شده را تشکیل می دادند. در سال 2010، 65 درصد از کل مساحت حفاری شده توسط PDC تولید شد.

کاترهای PDC چگونه ساخته می شوند? 

کاترهای PDC از بستر کاربید تنگستن و سنگ ریزه الماس مصنوعی ساخته شده اند. این با استفاده از ترکیبی از دمای بالا و فشار بالا با کاتالیزور آلیاژ کبالت برای کمک به پیوند الماس و کاربید در طول فرآیند تف جوشی ساخته شده است. در طی فرآیند خنک‌سازی، کاربید تنگستن با سرعت 2.5 برابر سریع‌تر از الماس منقبض می‌شود، که الماس و کاربید تنگستن را با هم ترکیب می‌کند و پس از آن یک برش PDC را تشکیل می‌دهد.

ویژگی ها و کاربردها

از آنجایی که کاترهای PDC از سنگ ریزه الماس و بستر کاربید تنگستن تشکیل شده است، مزایای هر دو الماس و کاربید تنگستن را با هم ترکیب می کند.： 

1. Hمقاوم در برابر سایش بالا

2. Hمقاوم در برابر ضربه بالا

3. Hپایدار حرارتی بالا

در حال حاضر کاترهای PDC به طور گسترده در حفاری میدان نفتی، گاز و اکتشافات زمین شناسی، استخراج زغال سنگ، و بسیاری از کاربردهای دیگر حفاری و آسیاب، ابزارسازی به عنوان بیت مته PDC، مانند بیت مته فولادی PDC و حفاری ماتریس PDC برای حفاری نفت و مته های PDC سه مخروطی برای استخراج زغال سنگ.

محدودیت ها

آسیب ناشی از ضربه، آسیب حرارتی، و سایش ناشی از ساییدگی، همگی عملکرد مته را مهار می کنند و می توانند حتی در نرم ترین سازندهای زمین شناسی رخ دهند. با این حال، سخت ترین سازند برای حفاری یک بیت PDC، سازه های بسیار ساینده هستند.

برش بزرگ VS کوچک

به عنوان یک قاعده کلی، برش های بزرگ (19 تا 25 میلی متر) نسبت به برش های کوچک تهاجمی تر هستند. با این حال، ممکن است نوسانات گشتاور را افزایش دهند. علاوه بر این، اگر BHA برای مقابله با افزایش تهاجمی طراحی نشده باشد، ممکن است بی ثباتی ایجاد شود.

نشان داده شده است که برش‌های کوچک‌تر (8 میلی‌متر، 10 میلی‌متر، 13 میلی‌متر و 16 میلی‌متر) با ROP بالاتر نسبت به برش‌های بزرگ در کاربردهای خاص سوراخ می‌کنند. یکی از این کاربردها سنگ آهک است.
همچنین، بیت‌ها با برش‌های کوچک‌تر طراحی شده‌اند، اما تعداد بیشتری از آنها می‌توانند ضربه‌های بیشتری را تحمل کنند بارگذاری. 

علاوه بر این، برش‌های کوچک قلمه‌های کوچک‌تری تولید می‌کنند در حالی که برش‌های بزرگ قلمه‌های بزرگ‌تری تولید می‌کنند. اگر سیال حفاری نتواند قلمه ها را به داخل حلق حمل کند، ممکن است قلمه های بزرگ در تمیز کردن سوراخ ها مشکل ایجاد کند.

شکل کاتر

رایج ترین شکل PDC استوانه است، تا حدی به این دلیل که برش های استوانه ای را می توان به راحتی در محدوده یک پروفیل بیت معین برای دستیابی به تراکم های بزرگ برش قرار داد. دستگاه های تخلیه سیم الکترون می توانند جداول الماس PDC را دقیقا برش داده و شکل دهند. رابط غیر مسطح بین میز الماس و زیرلایه، تنش های پسماند را کاهش می دهد. این ویژگی‌ها مقاومت در برابر خرد شدن، پوسته شدن و لایه‌پوشی میز الماسی را بهبود می‌بخشد. طرح های رابط دیگر با به حداقل رساندن سطوح تنش پسماند، مقاومت در برابر ضربه را به حداکثر می رساند.