Tipos de Cortadores PDC 1310
O cortador PDC (compacto de diamante policristalino) é um componente-chave na construção de brocas PDC. As brocas PDC têm taxas de penetração mais altas do que as brocas de rocha tradicionais de aço e tungstênio-carboneto. Para entender os tipos de cortadores PDC, é essencial saber como eles são feitos e por que são úteis.
O principal recurso de um cortador PDC é seu compacto, que consiste em camadas de finos cristais de diamante. Esse agrupamento forma uma massa forte e densa. A base colada fornece estabilidade térmica e durabilidade.
Um cortador PDC começa como uma forma esférica exposta. Na primeira etapa do processo de fabricação, essas formas esféricas são moídas em formas planas que se assemelham a fatias de pizza ou discos. Essas formas são chamadas de cortadores de topo de cúpula, topo plano ou topo deslocado. Outros estilos incluem os cortadores de cisalhamento e calibre.
Os cortadores de topo plano e de cúpula podem ter diferentes configurações. Os cortadores de cúpula plana e deslocados são geralmente os elementos de corte primários localizados no centro da broca.
Os cortadores de cisalhamento são angulados em uma formação lateral que permite que eles facilitem a ação de cisalhamento conforme se movem. Os de calibre são posicionados ao redor da borda e ajudam a manter o diâmetro do furo que está sendo perfurado.
Os cortadores de calibre também atuam como componentes de estabilização. Por outro lado, um cortador de banda interna ou de guarda ajudará a evitar que detritos indesejáveis entrem na área central do furo de perfuração.
A segunda etapa do processo de fabricação envolve dar um polimento final e colocar uma cúpula adicional nos cortadores. Os cortadores com cúpula superior e inferior são geralmente preferidos, pois fornecem suporte e resistência adicionais à broca PDC.
Dependendo da formação rochosa que requer perfuração, algumas configurações podem se beneficiar de uma configuração de cortador plano ou deslocado. Arranjos personalizados também podem ser feitos dependendo da necessidade específica.
Por exemplo, em áreas com geologia calcária, uma combinação de cortadores de calibre e cisalhamento funciona melhor. Da mesma forma, arranjos com uma mistura de cortadores planos e de cúpula podem ser criados dependendo das necessidades específicas de perfuração.
Especificações e Manutenção
As especificações das brocas PDC carregam alguns aspectos técnicos essenciais para entender seu desempenho. Eles incluem o seguinte:
- Faixa de tamanho: A faixa de tamanho das brocas de núcleo PDC varia, mas elas geralmente têm um diâmetro de cerca de 1 a 36 polegadas ou mais. O tamanho preciso pode depender da aplicação de perfuração e dos requisitos da indústria.
- Material da matriz: As brocas de núcleo PDC têm uma estrutura de suporte feita de material de matriz, que afeta fortemente sua resistência e resiliência. Vários tipos de materiais de matriz, como aço, fibra de vidro e resinas epóxi, podem ser usados dependendo do propósito e das condições de perfuração.
- Tamanho do grão: O tamanho do grão de diamante nos segmentos de broca de núcleo PDC pode afetar o desempenho de corte e o acabamento superficial. Os tamanhos típicos de grão de diamante incluem fino (para acabamentos lisos), médio (para uso geral) e grosso (para corte mais rápido).
- Altura do segmento: A altura dos segmentos de diamante nas brocas de núcleo PDC determina a quantidade de material de diamante disponível para corte. As alturas dos segmentos podem variar com base no uso pretendido da broca de núcleo. Por exemplo, uma altura de segmento padrão para uma broca de núcleo PDC pode ser de 10 mm para perfuração geral, mas pode ser maior para materiais abrasivos.
- Tipo de conexão: Dependendo do equipamento de perfuração específico e da aplicação, as brocas de núcleo PDC podem empregar vários tipos de conexão, como soldada, rosqueada ou não rotativa.
Manutenção
A manutenção adequada dos cortadores de brocas PDC é necessária para garantir sua vida útil e eficácia de perfuração. Aqui estão algumas dicas de manutenção:
- Inspeção regular: Mensalmente, ou trimestralmente, inspecione as brocas para verificar sinais de desgaste, danos ou bloqueio. Procure desgaste do segmento, embotamento do cortador, condição do rolamento, integridade da vedação e muito mais.
- Limpe as brocas: Limpe as brocas completamente após o uso para se livrar de qualquer material perfurado, lama e detritos. Use água de alta pressão ou um compressor de ar para soprar o lixo, tomando cuidado para não danificar os componentes sensíveis.
- Lubrificação: Lubrifique os rolamentos e as vedações das brocas PDC com graxa ou lubrificante apropriado. Isso ajuda a manter a suavidade dos rolamentos e a eficácia da vedação, evitando que sujeira e água entrem.
- Armazenamento: Armazene as brocas usadas em um local seco e limpo onde a temperatura não seja muito alta nem muito baixa. Evite a exposição à luz solar e guarde-as longe de substâncias que possam causar reações químicas para protegê-las.
- Manuseio adequado: Manuseie as brocas adequadamente durante o carregamento, descarregamento e transporte. Evite quedas ou impactos para reduzir o risco de danos à broca. Use ferramentas adequadas e equipamentos de proteção para evitar acidentes de segurança.
- Parâmetros de operação: Mantenha os parâmetros de operação adequados durante o uso da broca. Escolha o RPM adequado, o peso na broca (WOB) e as propriedades do fluido de perfuração de acordo com a formação e as condições de perfuração para evitar desgaste e danos excessivos às brocas.
- Recapitulação da broca: Se as partes da broca PDC estiverem desgastadas, considere a recapitulação em vez de substituir toda a broca. A recapitulação pode substituir as partes danificadas por novas, estendendo a vida útil das brocas.
Cenários de uso dos cortadores PDC 1310
As brocas PDC são ideais para poços de alto desempenho devido à sua estrutura de corte eficiente. Eles são normalmente usados para as seguintes aplicações:
- Perfuração direcional/horizontal de petróleo/gás: Na perfuração horizontal/direcional de petróleo e gás, a escolha da broca certa é crucial para atingir o objetivo do poço e, ao mesmo tempo, manter os custos de perfuração baixos. Usar tipos de brocas que tenham um bom equilíbrio entre sua capacidade de cortar rocha, como elas funcionam e quanto tempo duram é importante. Nesse tipo de perfuração, é muito importante encontrar uma broca que possa perfurar lateralmente de forma eficaz. Brocas que envolvem arruelas PDC são frequentemente usadas para este tipo de perfuração de petróleo e gás.
- Poços de gás profundos: Ao perfurar poços de gás profundos, é importante escolher brocas que possam atingir grandes profundidades sem se desgastar rapidamente. As brocas PDC são populares para a perfuração de poços de gás profundos porque seu design ajuda a garantir uma longa vida útil, mesmo ao perfurar em altas velocidades.
- Poços de gás de xisto ou carvão: Ao perfurar em áreas com xisto ou carvão, a escolha da broca é muito importante. A rocha nesses lugares pode ser irregular e difícil de penetrar. As brocas PDC são frequentemente usadas para perfurar essas rochas resistentes. Sua capacidade de cortar vários tipos de rocha as torna uma escolha adequada para este tipo de perfuração.
Como escolher cortadores PDC 1310
Ao comprar brocas PDC para uma operação de perfuração específica, é essencial escolher os cortadores PDC adequados para serem usados no projeto da broca. Considere o seguinte:
- Fatores geológicos: Os fatores geológicos a serem considerados incluem as características da formação rochosa, o requisito de resfriamento a água, o peso na broca, a velocidade de perfuração e o diâmetro do furo de perfuração. As características da formação rochosa também incluem sua dureza, abrasividade, compacidade e presença de fraturas naturais. As formações rochosas compactas e homogêneas permitem velocidades de perfuração mais altas. Se houver fragmentos de rocha ou fraturas naturais, a velocidade de perfuração pode ser aumentada.
- Projeto do cortador: Depois que os fatores geológicos forem considerados, é essencial determinar a forma e o tamanho adequados dos cortadores. Os cortadores preferidos em formações rochosas macias a duras são geralmente em forma de cúpula, enquanto os cortadores em forma de brinco são preferidos para formações duras e abrasivas. Além disso, os cortadores de maior tamanho proporcionam maior resistência ao impacto e taxas de penetração mais rápidas.
- Colocação do cortador: Ao comprar brocas PDC, é essencial prestar atenção à colocação do cortador. Geralmente, mais cortadores são colocados na face da broca, enquanto menos são colocados em sua coroa. O posicionamento também depende do tamanho da broca e da formação que está sendo perfurada.
- Material da matriz: Escolha o material da matriz com base na formação que está sendo perfurada. Geralmente, a matriz é feita de pó metálico embutido em um material polimérico. A matriz metálica fornece melhor resistência e resistência ao desgaste, enquanto a matriz polimérica sintética oferece melhor resistência ao impacto. Para perfuração de impacto em formações duras e abrasivas, é preferível uma matriz metálica. Em contraste, uma matriz polimérica é melhor para dureza média a macia em formação não abrasiva
Cortadores PDC 1310 Q&A
P1: O que significa PDC em ferramentas de corte?
R1: PDC significa diamante policristalino compacto. É um tipo de ferramenta de corte offshore usada em brocas para extração de petróleo e gás natural.
P2: Qual é a função de um cortador PDC?
R2: Os cortadores PDC são os principais componentes de corte nas brocas PDC. Eles aplicam pressão às formações rochosas para fraturar e deslocar o material, gerando o processo de perfuração.
P3: Do que são feitos os cortadores PDC?
R3: Os cortadores PDC combinam dois elementos principais: uma mesa de diamante e um substrato. A mesa de diamante consiste em diamantes sintéticos arranjados em uma estrutura policristalina. O diamante policristalino fornece dureza e resistência à abrasão superiores. O substrato é tipicamente composto de carboneto ou material composto que fornece resistência e estabilidade térmica.
P4: As brocas PDC têm nervuras?
R4: As brocas PDC podem ter nervuras dependendo do design específico e do uso pretendido da broca. As nervuras são características típicas em alguns projetos de brocas PDC que ajudam a estabilizar a broca durante a perfuração, aumentar a taxa de penetração (ROP) e melhorar a eficiência da broca.
