Бурильная головка с вооружением PDC
Заметным преимуществом PDC долота перед шарошечными заключается в его износостойкости. Даже при деформации такие долота можно ремонтировать и вновь запускать в работу. Механизм разрушения горной породы срезом в два раза эффективнее сжатия, и, соответственно, механическая скорость проходки (МСП) для долот PDC должна быть выше. Разработка новых форм и профелей лопастей ведёт к улучшению управляемости долотами при наклонно-направленном бурении. А разработки в области резцов PDC позволяют бурить все более твердые породы, интервалы с переслаиванием крепких горных пород.
Основной причиной износа буровых долот при эксплуатации в Китае является значительное повреждение долота при ударной нагрузке. Буровой организацией, должны приниматься меры для оптимизации КНБК и улучшения режима бурения, чтобы уменьшить степень повреждения долот под воздействием ударной нагрузки. Главную сложность представляют не литологические условия. Основная проблема заключается в недостаточных мощностях буровых станков, некачественном контроле параметров бурения и недостаточной информации об условиях бурения в тех регионах, где применяются долота.
Конструкция долота выбирается только после подробного изучения литологии, мощности станка, проекта по буровым работам и детального анализа отработки долота на соседних скважинах.
Порода разрушается более эффективно при срезающем действии. Долота PDC разрушают породу в основном за счет именно этого свойства. Поэтому очевидно, что бурение может осуществляться значительно быстрее при использовании долот PDC. Негативным эффектом является то, что чем больше породы удаляется за один оборот долота, тем больше требуется энергии. Избыточный крутящий момент на долоте и нестабильное направленное бурение – это основные причины порой неудовлетворительной работы долот PDС.
Шарошечное долото разрушает породу в основном за счет дробления (хотя в его действии присутствует и срезающий компонент: в большей степени в конструкциях долот для мягких пород), а вращательное движение зубьев производит энергию в форме тепла. Действие шарошечных долот более благоприятно по отношению к изношенным забойным гидравлическим двигателям и старому буровому оборудованию. Алмаз – это наиболее твердый из известных материалов, поэтому резцы PDC обладают высочайшей прочностью при разрезании породы. Однако, алмазы в той форме, которая используется в PDC, характеризуются высокой хрупкостью и могут сломаться при колебаниях нагрузки на долото и под воздействием ударной нагрузки на забое.
Здесь следует отдать должное шарошечным долотам, так как твердосплавные карбид-вольфрамовые вставки намного устойчивее к ударной нагрузке, чем алмазы, поэтому в некоторых случаях это будет лучший выбор.
К основным достоинствам PDC долот относится целый ряд параметров: отсутствие в их конструкции движущихся частей (что значительно снижает риски оставления частей долота в забое скважины при бурении), высокая износостойкость, позволяющая обеспечивать высокие показатели проходки, низкая требуемая осевая нагрузка при высоких скоростях бурения.
Развитие долот PDC, привело к качественному скачку показателей, как по механической скорости, так и по длине рейсов и соответственно сокращению количества СПО (спуско-подъемных операций). Так же снизилась аварийность, связанная с оставлением частей долота на забое.
