זרבובית טונגסטן קרביד עבור מקדח PDC

    מקדחי PDC הם כלי פריצת סלעים יעילים ביותר בשימוש נרחב בקידוחי נפט וגז, חיפושים גיאולוגיים ותחומים אחרים. פיית טונגסטן קרביד היא אחד ממרכיבי הליבה שלה. הוא מותקן בדרך כלל בפתח המים של מקדח PDC, ומחדיר נוזל קידוח בלחץ גבוה כדי לספק קירור, ניקוי   וסיוע בשבירת סלעים. הביצועים שלו משפיעים ישירות על המקדחה אבל זה כן

חיי שירות ויעילות קידוח.

I.  שיטת חיבור זרבובית:

    זה חייב להתאים לחור המים של מקדח PDC. חיבור נפוץ הוא חיבור הברגה (חיצוני או פנימי, עם דיוק בדרגה 3A ל

    להבטיח שאין דליפה בלחץ גבוה). חלק מהחרירים הקטנים יותר משתמשים בהתאמה של הפרעות (לחץ-פיט), המונעת התרופפות לאחר ההתקנה.

II. מאפייני חומר הזרבובית: טונגסטן קרביד (WC)

    1. קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה: הקשיות של טונגסטן קרביד היא שנייה רק ליהלום, מה שהופך אותו לעמיד בפני שחיקה על ידי חלקיקים שוחקים בנוזל הקידוח (כגון אבן חול ופסולת מתכת), ומאריך את חיי הזרבובית.

    2. עמידות בפני קורוזיה: הוא עומד בפני קורוזיה מתוספים כימיים בנוזל הקידוח (כגון מלחים וחומצות).

    3. עמידות בפני פגיעה: טונגסטן קרביד משתמש בדרך כלל בקובלט (Co) בתור א

קלסר, המספק רמה מסוימת של קשיחות ומונע שבר שביר.

III. תכונות עיצוב מבניות של זרבובית קרביד

    1. קדח פנימי יעיל: מפחית מערבולות ומשפר את יעילות הנוזלים. הסוגים הנפוצים כוללים:

    2. קדח ישר: פשוט ועמיד, מתאים לקידוח קונבנציונלי.

    3. ונטורי: מבנה מתכנס-מתפצל מגביר את קצב הזרימה ומשפר את הסרת השבבים.

    4. גדלים שונים: הקוטר הפנימי של הזרבובית (בדרך כלל 6-16 מ"מ) נבחר על סמך קצב זרימת נוזל הקידוח ומהירות ההזרקה הנדרשת.

    עיצוב ניתן להחלפה: אין צורך להחליף את המקדחה כולה לאחר בלאי, מה שמפחית את עלויות התחזוקה.

IV. תפקידי הליבה של חרירי טונגסטן קרביד הם כדלקמן:

    1. קירור החותכים

החותכים של מקדח PDC מייצרים כמות משמעותית של חום כשהם מסתובבים במהירויות גבוהות כדי לחתוך סלע.  טמפרטורות מוגזמות עלולות לגרום לפחמיזה ולכשל בשכבת היהלום. נוזל הקידוח בלחץ גבוה שנפלט מחריר טונגסטן קרביד מסיר ישירות את החום הזה, שומר על טמפרטורת החותך בטווח בטוח   (בדרך כלל מתחת ל  700°C)  ומונע נזק תרמי.

    2. ניקוי חציבות

חיתוכי סלע הנוצרים במהלך תהליך החיתוך עלולים להצטבר סביב החותכים, ולגרום ל"בליט בוץ" (תערובת של ייחורים ונוזל קידוח הנצמד למקדחה), להפחית את יעילות שבירת הסלעים. סילון הנוזל המהיר מהזרבובית מפזר ומעקר מיד את הייחורים, תוך שמירה על מגע יעיל בין החותך לסלע.

    3. שבירת סלעים בסיוע הידראולי

הסילון מהזרבובית (במהירויות של עד 100-200 מ"ש) פוגע במשטח הסלע ויוצר סדקים הידראוליים. אפקט סינרגטי זה, בשילוב פעולת החיתוך המכנית של החותכים, מפחית את ההתנגדות לשבירת סלעים, ומגביר משמעותית את מהירות החדירה, במיוחד בתצורות קשות.

V. יישומים

חרירי קרביד משמשים בעיקר בתרחישים הבאים:

    1. תצורות רכות עד בינוניות-קשות, כגון פצלים ואבן גיר, שבהן הן משלימות את פעולת הגזירה היעילה של מקדחי PDC.

    2.  בארות עמוקות/אופקיות דורשות לחצי שאיבה גבוהים ובקרה הידראולית מדויקת, כאשר האמינות של חרירי טונגסטן קרביד היא קריטית.

    3.  תצורות שוחקות מאוד, כגון אבן חול קוורץ, מציעות עמידות בפני שחיקה מעולה בהשוואה לחירי פלדה סטנדרטיים מסגסוגת.