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Los nuevos PDC (brocas de diamante policristalino compacto)
PDC clásico
Las brocas tradicionales de PDC tienen una fina capa de partículas de diamante, cada una de las cuales es policristalina, fijada por una matriz compuesta, lo que permite que la broca corte eficazmente el suelo o la roca. La fortaleza de las brocas PDC es su alta eficiencia de perforación y su baja abrasión. Son adecuadas para su uso en la industria del petróleo y el gas, así como en otras industrias. Sin embargo, su resistencia a altas temperaturas y fuertes presiones puede ser baja.
PDC de matriz
Los diamantes en las brocas PDC de matriz también son policristalinos, pero el método de fijación utiliza una matriz de aleación de titanio en lugar de la matriz compuesta de las brocas PDC tradicionales. Esto les confiere una mejor resistencia al desgaste, lo que permite prolongar su vida útil. Además de perforar pozos de petróleo y gas, las brocas PDC de matriz también son adecuadas para pozos de agua subterráneos y exploración geológica.
PDC interfacial
Las brocas PDC de interfaz combinan una interfaz de diamante policristalino y un sustrato de carburo de tungsteno, lo que mejora la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto de las brocas. Esta característica hace que las brocas PDC de interfaz sean adecuadas para entornos de trabajo de alta tensión y alta velocidad de rotación. Se pueden utilizar en formaciones de roca dura, formaciones de pozo completo y formaciones de erupción de gas-carbón de mina, etc.
PDC de cuchilla desmontable
Las brocas de perforación PDC con cuchillas desmontables adoptan un diseño modular, por lo que las cuchillas con diferentes estructuras y materiales se pueden reemplazar de acuerdo con las diversas condiciones geológicas y las demandas operativas. Esto no solo mejora la versatilidad de la broca, sino que también la hace conveniente para mantener y reparar, lo que reduce el costo operativo general.
Exploración geológica PDC
Este tipo de broca PDC está especialmente diseñada para la exploración geológica y tiene las características de un diámetro más pequeño, mayor precisión y mayor tasa de muestreo. Por lo general, las brocas adoptan una estructura con múltiples cuchillas y una mayor concentración de partículas de diamante, lo que garantiza una extracción de muestras más confiable y precisa para la investigación geológica.
Rango de diámetro de la broca
Las nuevas brocas PDC de revestimiento suelen venir en rangos medidos de aproximadamente 8 a 17.5 pulgadas. La selección de las dimensiones apropiadas para su uso está principalmente relacionada con la magnitud de la tarea y la profundidad a la que se aventura.
Capacidad de profundidad
La capacidad de penetrar diversas estructuras geológicas depende en gran medida del diseño y la composición de estas brocas. En general, la mayoría tienen el potencial de llegar hasta 20,000 pies, dentro de numerosos campos petroleros, sin encontrar limitaciones significativas que impidan su funcionamiento.
Capacidad de peso sobre la broca (WOB)
Las nuevas brocas PDC poseen la capacidad de hacer frente a niveles de peso sobre la broca (WOB), que van de tres mil a diez mil libras. Esta naturaleza robusta les permite soportar alta presión durante los procedimientos de perforación en diversos entornos geológicos en varias industrias.
Velocidad de rotación
La capacidad de las nuevas brocas PDC para hacer frente a las velocidades de rotación varía de ciento cincuenta a dos mil revoluciones por minuto. Este amplio rango de adaptabilidad permite el ajuste de la velocidad de perforación de acuerdo con las distintas condiciones geológicas y las necesidades de la tarea.
Diseño de sellado
Las nuevas brocas de perforación PDC suelen tener un sistema hidráulico de varias etapas. Esta configuración ayuda a eliminar los desechos producidos durante el proceso de perforación, al mismo tiempo que controla la temperatura hidráulica de la broca.
Limpieza
Es importante mantener una broca limpia. Una vez que se complete el trabajo, retire cuidadosamente cualquier material, lodo o escombros restantes.
En el caso de escombros rebeldes, se debe utilizar un cepillo suave y agua tibia para evitar dañar la broca.
Además, asegúrese de que el aire de la broca y el espacio de almacenamiento estén bien ventilados y secos para evitar el riesgo de corrosión y desarrollo de moho.
Inspección regular
Examine con frecuencia el estado de la broca. Preste especial atención a las áreas de las cuchillas, los dientes y los cortadores de PDC. Verifique si hay signos de daño, reparación o ajuste inmediato y reemplace los componentes cruciales si es necesario.
Además, asegúrese de que todas las conexiones y los sellos estén seguros y libres de fugas, y verifique la integridad y la limpieza del sistema hidráulico. Se deben tomar medidas rápidas para abordar cualquier problema que se pueda descubrir durante la inspección.
Lubricación
Las partes móviles de la broca deben estar bien lubricadas para garantizar un funcionamiento suave y minimizar la fricción.
Además, evite el uso excesivo de lubricantes, ya que esto puede provocar la acumulación de residuos y daños al equipo.
Almacenamiento
Al almacenar nuevas brocas PDC, utilice estantes o cajas de almacenamiento que protejan los bordes y los cortadores para evitar daños. Asegúrese de que el entorno de almacenamiento esté limpio y libre de polvo, y mantenga las brocas alejadas de sustancias corrosivas o dañinas para mantener su integridad y rendimiento.
Las aplicaciones de las nuevas brocas PDC se pueden clasificar ampliamente en tres categorías según el tipo de pozos para los que se utilizan.
Pozos de superficie/ruta crítica
Los pozos iniciales que se excavan en un sitio de múltiples pozos se conocen como pozos de superficie o de ruta crítica. Normalmente incluyen perforación estratificada de nivel superficial a través de roca dura superficial. La calidad de las brocas de perforación es especialmente crucial en esta área, ya que tienen que crear pozos estables que respalden la perforación adicional.
Pozos de producción
Las brocas PDC ordinarias con superficies de corte más grandes pueden ser adecuadas al perforar para un recurso como el petróleo o el gas. En los pozos de producción regulares, el objetivo principal es batir grandes volúmenes de tierra. Por lo tanto, las brocas de perforación con mayores superficies de corte se emplean con frecuencia.
Pozos complejos
Algunas brocas PDC están hechas específicamente para lidiar con pozos complejos. Estos podrían incluir pozos verticales que tienen un curso completamente lineal, pozos inclinados que están en ángulo y pozos horizontales que son casi paralelos a la superficie de la tierra. En todos estos escenarios desafiantes, las brocas de perforación PDC deben hacer frente a diversas densidades corticales y, a veces, incluso enfrentarse a obstáculos geológicos como cantos rodados. También deben navegar por los pozos con precisión y exactitud, mejorando la calidad de los enlaces de los pozos, reduciendo inversamente la cantidad de pozos que deben ser encuestados.
En algunas circunstancias, es necesario perforar en una dirección particular. En pozos horizontales o laterales, se utilizan brocas de perforación con un espaciamiento cercano de los elementos de corte para lograr una mejor resolución, mientras que la circulación inversa se adopta en algunas perforaciones costa afuera. Además, cuando hay una necesidad repentina de cambiar de dirección durante la perforación, las brocas PDC tendrán que adaptarse a los nuevos motores de desplazamiento positivo y la necesidad inmediata de pozos para crear curvas.
Además de estos tres tipos de escenarios de pozos, otras áreas también utilizan las brocas PDC. A continuación, se destacan otras aplicaciones de las brocas PDC para una mejor comprensión.
Geología general
Las brocas PDC con grandes circunferencias de corte se utilizan más comúnmente al perforar en áreas geológicamente desiguales. El enfoque está en cubrir más terreno que en la vida útil de cada elemento de corte.
La industria agrícola
Incluso en la agricultura, las brocas PDC se han vuelto instrumentales en la adopción de la agricultura de precisión y la optimización de los sistemas de riego por pozos para mejorar la eficiencia del rendimiento y la sostenibilidad. Los surcos centrados con patrones de rotación de derecha a izquierda en pozos de suelo verticales permiten una distribución uniforme de la humedad y la infiltración de nutrientes, mientras que los pozos horizontales facilitan la aplicación directa de los insumos en la zona radicular, minimizando así la exposición de la superficie del terreno y mejorando la productividad del campo.
Yacimientos petroleros costa afuera y en tierra
Algunas de las aplicaciones más cruciales de las brocas PDC se dan en las brocas PDC para uso en alta mar y en yacimientos petroleros en tierra.
Los diseños de brocas para perforar en yacimientos petroleros en alta mar suelen tener espacios cerrados y mayor eficiencia de corte, con un enfoque en reservar los recursos oceánicos. En contraste, las brocas terrestres tienen principalmente un diseño de espacio abierto y un enfoque en proteger la tierra.
HVAC y plomería
La perforación de pozos centrífugos difiere de los métodos de perforación convencionales, ya que emplea la fuerza centrífuga para crear pozos. En esta técnica, se perforan una serie de agujeros verticales u horizontales llamados pozos centrífugos en la formación objetivo de manera concéntrica, generalmente utilizando el proceso de circulación inversa. Luego se prepara un eje vertical u horizontal para hacer la conexión requerida. La perforación de pozos centrífugos es un método eficiente y rentable para acceder a recursos o formaciones difíciles de alcanzar, y se utiliza comúnmente en la industria del petróleo y el gas para crear pozos de alta densidad para la extracción.
Análisis del programa de brocas:
Examine el programa de pozos del cliente a los que se va a dirigir, incluidos su profundidad deseada, geología y otros requisitos específicos. Analice los tipos de brocas que han tenido un buen desempeño en pozos similares anteriores e identifique cualquier oportunidad de mejora u optimización.
Calidad de la broca PDC:
Al seleccionar un proveedor o fabricante, concéntrese en su reputación, experiencia y trayectoria en el diseño y la producción de brocas PDC de alto rendimiento.
Un fabricante con conocimiento y experiencia en el campo estará mejor equipado para satisfacer las necesidades únicas de brocas del cliente.
Características de diseño personalizado:
Considere las posibles características de diseño personalizado que podrían mejorar el rendimiento de una broca PDC particular para una aplicación específica del cliente.
Por ejemplo, las formas únicas de las brocas PDC podrían mejorar la calidad del pozo o reducir el par y la resistencia en una configuración de pozo particular del cliente.
Permisos y papeleo:
Asegúrese de que todos los permisos y papeleo pertinentes estén en su lugar antes de transportar las nuevas brocas PDC al lugar de perforación.
Coordinar con los proveedores de logística y los contratistas de perforación sobre los horarios de entrega de las brocas puede ayudar a garantizar una transición fluida de la fabricación de la broca a las operaciones de perforación.
P1: ¿Cómo se compara una nueva broca PDC con otras brocas de perforación?
A1: Las brocas PDC superan a las brocas convencionales, como las brocas de rodillo cónico, en varios factores como la velocidad de perforación, la profundidad y la vida útil de la broca. No obstante, la selección de una broca de perforación adecuada para un proyecto de perforación específico depende de la formación rocosa y las condiciones geológicas.
P2: ¿Cuál es la tendencia del nuevo mercado de PDC?
A2: Se espera que el mercado global de brocas PDC experimente un crecimiento constante en los próximos años, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6.84% entre 2023 y 2030. Este crecimiento puede atribuirse a la expansión de las actividades de exploración y extracción de petróleo y gas en tierra y en alta mar en todo el mundo. La demanda del sector minero también es un factor clave que impulsa el crecimiento del mercado.
P3: ¿Cuánto puede durar una nueva broca PDC?
A3: En las condiciones de perforación adecuadas, las brocas PDC pueden perforar hasta dos o cuatro veces más que las brocas convencionales. Sin embargo, es esencial tener en cuenta que la vida útil de la nueva broca PDC puede variar en función de factores como la formación rocosa que se está perforando, el diseño de la broca y los parámetros de perforación utilizados.
