12-1/4 Zoll PDC-Bohrer-Bit aus Diamantbohrwerkzeug für Geothermie

Einführung von Stahlkörper:

Stahl ist metallurgisch das Gegenteil von Matrix.

Er ist in der Lage, hohen Stoßbelastungen standzuhalten, ist aber relativ weich und würde ohne Schutzmerkmale durch Abrieb und Erosion schnell versagen.

Qualitätsstähle sind im Wesentlichen homogen mit strukturellen Grenzen, die ihre Benutzer selten überraschen.

Stahlkörper-Bits werden durch maschinelle Bearbeitung der Stahlstangen gemäß Design hergestellt.

Vorteil von PDC-Bits mit Stahlkörper:

Die Festigkeit und Duktilität von Stahl verleihen Stahl-Bit-Körpern eine hohe Beständigkeit gegen Stoßbelastungen.

Stahlkörper sind deutlich stärker als Matrixkörper.

Aufgrund der Materialeigenschaften von Stahl sind komplexe Bitprofile und hydraulische Konstruktionen möglich und relativ einfach auf einer computergesteuerten Mehrachsen-Fräsmaschine herzustellen.

Ein vorteilhaftes Merkmal von Stahl-Bits ist, dass sie leicht mehrfach wiederaufgebaut werden können, da abgenutzte oder beschädigte Schneiden relativ einfach ausgetauscht werden können.

Dies ist ein besonderer Vorteil für Betreiber in kostengünstigen Bohrumgebungen.

Entwicklung von PDC-Bits: 

Glücklicherweise entwickeln sich sowohl Stähle als auch die Matrix rasch weiter, und ihre Einschränkungen nehmen ab.

Mit der Verbesserung der Hartauftragungsmaterialien werden Stahl-Bits mit Materialien, die hochbeständig gegen Abrieb und Erosion sind, extrem gut geschützt.

Gleichzeitig verbessern sich auch die strukturellen und verschleißfesten Eigenschaften von Matrixmaterialien rasch, und die Bandbreite der wirtschaftlichen Anwendungen, die für beide Typen geeignet sind, wächst.

Die heutige Matrix hat wenig Ähnlichkeit mit der von vor ein paar Jahren. Zugfestigkeiten und Schlagzähigkeit haben sich um mindestens 33 % erhöht, und die Festigkeit der Schneidenverlötung hat sich um ≈80 % erhöht.

Gleichzeitig haben sich die Geometrien und die Technologie der Tragstrukturen verbessert, was zu starken, produktiven Matrixprodukten führt.

Anwendungen:

Wasserbohrungen

Mit höherer ROP werden Diamant-PDC-Bohrer auch häufig als Wasserbohrer für Geothermiebohrungen verwendet.

Öl- und Gasbohrungen

- Es ist das am häufigsten verwendete Bit in der Öl- und Gasbohrung. Hydraulische Faktoren sind während des Bohrens sehr wichtig.

- PDC-Bits wurden in Bereichen eingesetzt, die zuvor nicht verfügbar waren, wie z. B. härtere, abrasivere und variablere Formationen.

- Das Diamant-PDC-Bit besteht hauptsächlich aus dem Bitkörper, den Schneidzähnen, der Düse, dem Messschutz und dem API-Gewindeanschluss.

Schneide
 
Der primäre Kontaktpunkt eines Bohrers sind seine PDC-Schneiden, die aus polykristallinem Diamantverbund (PDC) bestehen.
PDC-Bits zeichnen sich dadurch aus, dass sie Gestein effizient entfernen, indem sie es durchhacken.
In einer herausfordernden Umgebung erfahren PDC-Schneiden häufiges Erhitzen und Abkühlen innerhalb des Bohrlochs.
Um die Leistung zu maximieren, werden PDC-Schneiden mit überlegener thermischer Stabilität und minimaler thermischer Verschlechterung bevorzugt.
Diese optimierten Schneiden weisen eine höhere Eindringrate (ROP) und eine verbesserte Verschleißfestigkeit auf.
 
Düse
Bohrer-Düsen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Temperatur der PDC-Schneiden und der Reinigung der Schneidzone.
Indem sie die PDC-Schneiden kühl halten, tragen die Düsen zu ihrer Langlebigkeit und Leistung bei.
Die Positionierung und der Winkel dieser Düsen beeinflussen die Effektivität des Bohrers erheblich. Richtig platzierte Düsen gewährleisten eine effiziente Kühlung und helfen, hitzebedingte Probleme zu vermeiden.
Darüber hinaus erleichtert die strategische Anordnung von Fluidkanälen in Verbindung mit der Düsenposition die verbesserte Entfernung von Bohrklein während der Bohrvorgänge.
 
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