Diamant-PDC-Stahlbohrer für Wasserbrunnen-Ölfeld-Bohrer

Vorteil von PDC-Bohrern mit Stahlkörper:

Die Festigkeit und Duktilität von Stahl verleihen Stahlkörpern eine hohe Beständigkeit gegen Stoßbelastungen.

Stahlkörper sind deutlich stärker als Matrixkörper.

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

Ein Vorteil von Stahlbohrern ist, dass sie leicht mehrfach wiederaufbereitet 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-Bohrern: 

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

Mit der Verbesserung der Hartauftragungsmaterialien werden Stahlbohrer mit Materialien, die sehr widerstandsfähig 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 kaum noch Ähnlichkeit mit der von vor ein paar Jahren. Die Zugfestigkeit und die 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.

Schneiden
 
Der primäre Kontaktpunkt eines Bohrers sind seine PDC-Schneiden, die aus polykristallinem Diamantverbund (PDC) bestehen.
PDC-Bohrer zeichnen sich dadurch aus, dass sie Gestein effizient durch Zerkleinern entfernen.
In einer anspruchsvollen Umgebung erfahren PDC-Schneiden häufiges Erhitzen und Abkühlen innerhalb des Brunnens.
Um die Leistung zu maximieren, werden PDC-Schneiden mit überlegener thermischer Stabilität und minimaler thermischer Verschlechterung bevorzugt.
Diese optimierten Schneiden zeigen eine höhere Eindringrate (ROP) und eine verbesserte Verschleißfestigkeit.
 
Düsen
Bohrer-Düsen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Temperatur der PDC-Schneiden und der Reinigung der Schneidzone.
Durch das Kühlen der PDC-Schneiden 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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