你对PDC刀具了解多少？

关于 PDC（多晶金刚石复合片）刀具

PDC（聚晶金刚石复合片）刀具是一种超硬在超高温高压下将多晶金刚石与碳化钨基体压实的材料。

PDC刀具的发明推动了固定刀头在钻井行业中脱颖而出，这个想法立即流行起来。由于剪切PDC 刀具的作用比按钮或齿形钻头、固定刀具的破碎作用更有效- 少量需求量很大。

1982 年，PDC 钻头仅占总钻尺的 2%。 2010年，总钻井面积的65%由PDC生产。

PDC 刀具是如何制造的? 

PDC 刀具由碳化钨基材和合成金刚石磨粒制成。它是利用高温和高压结合钴合金催化剂制成的，有助于在烧结过程中结合金刚石和碳化物。在冷却过程中，碳化钨以比金刚石快 2.5 倍的速度收缩，将金刚石和碳化钨结合在一起，然后形成 PDC 刀具。

特点与应用

由于 PDC 刀具由金刚石磨粒和碳化钨基体组成，它结合了金刚石和碳化钨的优点： 

1. H高耐磨

2. H高抗冲击

3. H高热稳定性

现在 PDC 刀具广泛应用于油田钻井、天然气和地质勘探、煤炭开采和许多其他钻铣应用，作为 PDC 钻头的工具，例如用于石油钻井的钢 PDC 钻头和矩阵 PDC 钻头和 用于煤矿开采的三锥 PDC 钻头。

限制

冲击损伤、热损伤和磨粒磨损都会抑制钻头的性能，即使在最软的地质构造中也可能发生。然而，PDC 钻头最难钻的地层是磨蚀性极强的地层。

大刀VS小刀

作为一般规则，大型刀具（19 毫米至 25 毫米）比小型刀具更具侵略性。但是，它们可能会增加扭矩波动。此外，如果 BHA 没有被设计为处理增加的攻击性，可能会导致不稳定。

在某些应用中，与大型刀具相比，较小的刀具（8mm、10mm、13mm 和 16mm）已被证明以更高的 ROP 钻孔。一种这样的应用是石灰石。
此外，钻头设计有更小的刀具，但更多的刀具可以承受更高的冲击力 加载。 

此外，小刀具产生较小的切屑，而大刀具产生较大的切屑。如果钻井液不能将岩屑带上环空，大的岩屑可能会导致孔清理问题。

刀具形状

最常见的 PDC 形状是圆柱，部分原因是圆柱刀具可以很容易地布置在给定钻头轮廓的约束内，以实现大的刀具密度。电子线放电机可以精确切割和成型 PDC 金刚石台面。金刚石台面和基底之间的非平面界面减少了残余应力。这些特性提高了抗碎裂、剥落和金刚石台面分层的能力。其他接口设计通过最小化残余应力水平来最大化抗冲击性。