La conception actuelle des forets PDC, en tant que matrice, diffère considérablement de celle d'il y a quelques années seulement. La résistance à la traction et aux chocs a augmenté d'au moins 33 %, et la résistance des brasures de coupe d'environ 80 %. Parallèlement, les géométries et la technologie des structures de support ont été améliorées, ce qui permet d'obtenir des produits matriciels robustes et performants.
Matériel de coupe
Les fraises PDC sont fabriquées à partir d'un substrat en carbure et de grains de diamant. La haute température (environ 2 800 °C) et la haute pression (environ 1 000 000 psi) permettent la formation du matériau compact. Un alliage de cobalt sert également de catalyseur pour le processus de frittage. Le cobalt contribue à lier le carbure et le diamant.
Nombre de coupeurs
On utilise généralement moins de fraises sur les trépans PDC tendres, car chaque fraise enlève une plus grande profondeur de coupe. Pour les formations plus dures, il est essentiel d'utiliser davantage de fraises afin de compenser la moindre profondeur de coupe.
Forets PDC – Taille des fraises
Pour les formations plus tendres, on utilise généralement des fraises de plus grand diamètre que pour les formations plus dures. La gamme standard de diamètres se situe généralement entre 8 et 19 mm, quel que soit le type de trépan.
On décrit généralement l'orientation de la conception du porte-outils de coupe par les angles de dépouille arrière et latérale.
L'angle de dépouille est l'angle formé par la face de l'outil de coupe par rapport à la formation rocheuse et se mesure par rapport à la verticale. Cet angle varie généralement entre 15° et 45°. Il n'est pas constant sur toute la longueur du trépan, ni d'un trépan à l'autre. L'amplitude de l'angle de dépouille des trépans PDC influe sur la vitesse de pénétration (ROP) et la résistance à l'usure de l'outil. Plus l'angle de dépouille est important, plus la ROP diminue, mais plus la résistance à l'usure augmente, car la charge appliquée est répartie sur une surface beaucoup plus grande. Les outils de coupe PDC à faible angle de dépouille permettent d'atteindre des profondeurs de coupe importantes et sont donc plus agressifs, génèrent un couple élevé et sont sujets à une usure accélérée et à un risque accru de dommages par impact.
● L'angle de dépouille latéral correspond à l'orientation de l'outil de coupe de gauche à droite. Cet angle est généralement faible. Il facilite le nettoyage du trou en dirigeant mécaniquement les déblais vers l'espace annulaire.
Date de publication : 10 août 2023