Anwendungseinführung des 8 1/2-Zoll PDC-Bohrers

1. Produktübersicht

Der 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrer (Polykristalliner Diamant-Verbundwerkstoff) ist ein Kernbohrwerkzeug, das häufig in den Bereichen Öl- und Gasexploration, geologische Prospektion und Bergbau eingesetzt wird. Mit einem Durchmesser von 215,9 mm eignet er sich gut für die meisten mittel- bis tiefen Bohroperationen (im Bereich von 2000 m bis 6000 m). Durch die Nutzung der extrem hohen Härte von polykristallinen Diamant-Verbundwerkstoffen und das optimierte Bohrerstrukturdesign ist er zu einer effizienten Bohrlösung geworden, die herkömmliche Rollenmeißel ersetzt, die Bohreffizienz erheblich verbessert und die Betriebskosten senkt.

2. Kernmaterialzusammensetzung

Die Leistung des 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrers wird weitgehend durch seine hochwertige Materialzusammensetzung bestimmt, die hauptsächlich aus drei Schlüsselkomponenten besteht:

2.1 PDC-Schneidkörper

Die Schneidzähne des Bohrers bestehen aus hochwertigen polykristallinen Diamant-Verbundwerkstoffen. Diese Verbundwerkstoffe werden aus künstlichem Diamant-Mikropulver unter hoher Temperatur und hohem Druck gesintert. Die Diamantschicht der PDC-Schneidkörper hat eine Härte von über HV10000, und ihre Verschleißfestigkeit ist 50 bis 100 Mal höher als die von Hartmetall. Dies ermöglicht es dem Bohrer, auch in abrasiven Formationen eine hervorragende Schneidleistung zu erhalten.

2.2 Wolframkarbid-Matrix

Die Matrix, die die PDC-Schneidkörper unterstützt, besteht aus hochfestem Wolframkarbid-basiertem Hartmetall. Dieses Material kombiniert hervorragende Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit, wodurch die PDC-Schneidkörper effektiv unterstützt werden können, um in komplexen Formationen stabil zu arbeiten. Es vermeidet Rissbildung in der Matrix, die durch Stoßbelastungen während des Bohrvorgangs verursacht wird, und gewährleistet die Integrität und Zuverlässigkeit der Bohrerstruktur.

2.3 Bohrkörper

Der Hauptkörper des Bohrers wird aus 42CrMo-Legierungsstahl geschmiedet. Nach dem Abschrecken und Anlassen erreicht seine Zugfestigkeit mehr als 1000 MPa. Dieser hochfeste Bohrkörper kann dem hohen Bohrdruck (bis zu 350 kN) und der hohen Drehzahl (bis zu 200 U/min) während der Bohroperationen standhalten und so die strukturelle Stabilität und die lange Lebensdauer des Bohrers gewährleisten.

3. Leistungsvorteile

Abgeleitet von seiner fortschrittlichen Materialzusammensetzung weist der 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrer erhebliche Leistungsvorteile gegenüber herkömmlichen Bohrwerkzeugen auf:

• Ultrahohe Bohreffizienz: Die hohe Härte der PDC-Schneidkörper ermöglicht es dem Bohrer, in konventionellen Formationen wie Sandstein und Kalkstein eine Bohrgeschwindigkeit (ROP) zu erreichen, die 30 % bis 100 % höher ist als die von Rollenmeißeln. Dies verkürzt den Bohrzyklus erheblich.
• Lange Lebensdauer: Die verschleißfesten Materialien reduzieren den Verlust der Schneidzähne. Die Bohrleistung eines einzelnen 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrers kann das 2- bis 5-fache eines Rollenmeißels erreichen, wodurch die Anzahl der Ausfahrvorgänge erheblich reduziert und die Gesamtbohrkosten gesenkt werden.
• Stabile Bohrweg: Die Synergie zwischen dem starren Material und der optimierten Struktur verleiht dem Bohrer hervorragende Richtbohrfähigkeiten. Er eignet sich für Vertikalbohrungen, Horizontalbohrungen und Bohrungen mit großer Reichweite und gewährleistet eine präzise Steuerung des Bohrwegs.

4. Hauptanwendungsszenarien

Aufgrund seiner hervorragenden Leistung wird der 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrer in verschiedenen Bereichen eingesetzt:

4.1 Öl- und Gasbohrungen

Als Hauptbohrer für mittel-tiefe Formationen wird er ausgiebig beim Bohren von abgelenkten Abschnitten, horizontalen Abschnitten und Tangentenabschnitten in Verbundformationen wie Sandstein, Schlammstein und Kalkstein eingesetzt. Er eignet sich besonders für die effiziente Erschließung unkonventioneller Öl- und Gasressourcen wie Schiefergas und Tight Oil. Beim Bohren von horizontalen Schiefergasbohrungen kann er über einen langen Zeitraum eine hohe Bohreffizienz aufrechterhalten und so die Kosten für die Schiefergasförderung effektiv senken.

4.2 Geologische Erkundungsbohrungen

Im Bereich der geologischen Erkundung wird dieser Bohrer für Kernbohrungen bei der Erkundung von Bodenschätzen und hydrogeologischen Untersuchungen eingesetzt. Seine hochpräzisen Schneideigenschaften können die Integrität des Gesteinskerns effektiv schützen und die Genauigkeit der Erkundungsdaten gewährleisten. Dies ist entscheidend für die Bestimmung der Verteilung und der Reserven von Bodenschätzen.

4.3 Bergbaubohrungen

Bei Bergbauarbeiten eignet sich der 8 1/2-Zoll-PDC-Bohrer zum Bohren von Lüftungsbohrungen, Entwässerungsbohrungen und Sprenglöchern in Kohlebergwerken, Metallbergwerken und anderen Bergbaugebieten. In Hartgesteinsformationen zeigt er eine hervorragende Gesteinsaufschlussleistung und erfüllt die Anforderungen an einen hocheffizienten Betrieb im groß angelegten Bergbau. Er kann sich an die raue Arbeitsumgebung von Bergwerken anpassen und eine stabile Leistung aufrechterhalten.

4.4 Andere Spezialgebiete

Er findet auch Anwendung in Spezialgebieten wie Geothermiebohrungen und der Entwicklung von Kohleflözmethan. Mit seiner Temperaturbeständigkeit (fähig, Temperaturen über 200 °C standzuhalten) und Korrosionsbeständigkeit kann er sich an die rauen Arbeitsbedingungen spezieller Formationen anpassen. Beispielsweise kann er bei Geothermiebohrungen der Hochtemperaturumgebung unter der Erde widerstehen und den reibungslosen Fortschritt der Geothermieressourcenentwicklung gewährleisten.