Introducción de la aplicación de la broca PDC de 8 1/2 pulgadas

1. Descripción general del producto

La broca PDC (Compacto de Diamante Policristalino) de 8 1/2 pulgadas es una herramienta de perforación de núcleo ampliamente utilizada en los campos de exploración de petróleo y gas, prospección geológica y minería. Con un diámetro de 215,9 mm, es adecuada para la mayoría de las operaciones de perforación de media profundidad (que van de 2000 m a 6000 m). Aprovechando la ultra alta dureza de los compactos de diamante policristalino y el diseño optimizado de la estructura de la broca, se ha convertido en una solución de perforación eficiente que reemplaza a las brocas de cono de rodillos tradicionales, mejorando significativamente la eficiencia de perforación y reduciendo los costos operativos.

2. Composición del material del núcleo

El rendimiento de la broca PDC de 8 1/2 pulgadas está determinado en gran medida por su composición de material de alta calidad, que incluye principalmente tres partes clave:

2.1 Cortadores PDC

Los dientes de corte de la broca están hechos de compactos de diamante policristalino de alta calidad. Estos compactos se sinterizan a partir de micro-polvo de diamante artificial a alta temperatura y alta presión. La capa de diamante de los cortadores PDC tiene una dureza superior a HV10000, y su resistencia al desgaste es de 50 a 100 veces mayor que la del carburo cementado. Esto permite que la broca mantenga un excelente rendimiento de corte incluso en formaciones abrasivas.

2.2 Matriz de carburo de tungsteno

La matriz que soporta los cortadores PDC está hecha de carburo cementado a base de carburo de tungsteno de alta resistencia. Este material combina una excelente resistencia al impacto y al desgaste, lo que puede soportar eficazmente los cortadores PDC para que funcionen de forma estable en formaciones complejas. Evita el agrietamiento de la matriz causado por el impacto del estrato durante el proceso de perforación, lo que garantiza la integridad y fiabilidad de la estructura de la broca.

2.3 Cuerpo de la broca

El cuerpo principal de la broca está forjado con acero de aleación 42CrMo. Después del tratamiento térmico de templado y revenido, su resistencia a la tracción alcanza más de 1000 MPa. Este cuerpo de broca de alta resistencia puede soportar la alta presión de perforación (hasta 350 kN) y la alta velocidad de rotación (hasta 200 rpm) durante las operaciones de perforación, lo que garantiza la estabilidad estructural y la larga vida útil de la broca.

3. Ventajas de rendimiento

Derivada de su avanzada composición de materiales, la broca PDC de 8 1/2 pulgadas exhibe importantes ventajas de rendimiento en comparación con las herramientas de perforación tradicionales:

• Ultra alta eficiencia de perforación: La alta dureza de los cortadores PDC permite que la broca logre una velocidad de perforación (ROP) que es de un 30% a un 100% más alta que la de las brocas de cono de rodillos en formaciones convencionales como arenisca y piedra caliza. Esto acorta en gran medida el ciclo de perforación.
• Larga vida útil: Los materiales resistentes al desgaste reducen la pérdida de dientes de corte. El metraje de una sola broca PDC de 8 1/2 pulgadas puede alcanzar de 2 a 5 veces el de una broca de cono de rodillos, lo que reduce significativamente el número de operaciones de viaje y disminuye el costo general de perforación.
• Trayectoria de perforación estable: La sinergia entre el material rígido y la estructura optimizada dota a la broca de excelentes capacidades de perforación direccional. Es adecuada para pozos verticales, pozos horizontales y pozos de alcance extendido, lo que garantiza un control preciso de la trayectoria de perforación.

4. Principales escenarios de aplicación

Debido a su excelente rendimiento, la broca PDC de 8 1/2 pulgadas se aplica ampliamente en varios campos:

4.1 Perforación de petróleo y gas

Como la broca principal para formaciones de media profundidad, se utiliza ampliamente en la perforación de secciones desviadas, secciones horizontales y secciones tangentes en formaciones compuestas como arenisca, lutita y piedra caliza. Es particularmente adecuada para el desarrollo eficiente de recursos de petróleo y gas no convencionales como el gas de esquisto y el petróleo apretado. En la perforación de pozos horizontales de gas de esquisto, puede mantener una alta eficiencia de perforación durante mucho tiempo, reduciendo eficazmente el costo del desarrollo de gas de esquisto.

4.2 Perforación de exploración geológica

En el campo de la exploración geológica, esta broca se utiliza para la perforación de núcleos en la exploración de recursos minerales y los estudios hidrogeológicos. Sus características de corte de alta precisión pueden proteger eficazmente la integridad del núcleo de roca, lo que garantiza la precisión de los datos de exploración. Esto es crucial para determinar la distribución y las reservas de recursos minerales.

4.3 Perforación minera

En las operaciones mineras, la broca PDC de 8 1/2 pulgadas es adecuada para perforar pozos de ventilación, pozos de drenaje y barrenos en minas de carbón, minas de metales y otras áreas mineras. En formaciones de roca dura, muestra una excelente eficiencia de rotura de roca, satisfaciendo las necesidades de operación de alta eficiencia de la minería a gran escala. Puede adaptarse al duro entorno de trabajo de las minas y mantener un rendimiento estable.

4.4 Otros campos especiales

También tiene aplicaciones en campos especiales como la perforación de pozos geotérmicos y el desarrollo de metano de lecho de carbón. Con su resistencia a la temperatura (capaz de soportar temperaturas superiores a 200℃) y resistencia a la corrosión, puede adaptarse a las duras condiciones de trabajo de formaciones especiales. Por ejemplo, en la perforación de pozos geotérmicos, puede resistir el ambiente de alta temperatura subterráneo y asegurar el progreso sin problemas del desarrollo de recursos geotérmicos.