Le trépan PDC est principalement composé de plaquettes PDC et d'acier. L'association de la haute résistance aux chocs de l'acier et de la résistance à l'usure du diamant polycristallin compact lui confère une vitesse de forage élevée. Le trépan PDC à corps en acier est plus rapide dans les formations tendres, tandis que le trépan PDC à corps en matrice offre une meilleure résistance à l'usure. Grâce à sa matrice en carbure de tungstène, il peut forer dans les formations dures, mais sa vitesse de forage est inférieure. Pour toute information concernant les trépans PDC, veuillez contacter Far Eastern Drilling.
Forets PDC à corps en matrice vs. forets PDC à corps en acier
Si vous avez déjà travaillé dans le forage, vous avez probablement entendu parler des forets PDC. PDC signifie « diamant polycristallin compact », un terme qui désigne le matériau composite de la surface de coupe de ces forets. Les forets PDC à corps matriciel et les forets PDC à corps en acier sont tous deux fabriqués avec ce matériau.
Ces éléments portent différents noms. On les appelle généralement :
- Bits PDC
- forets compacts en diamant polycristallin
- embouts de dents composites
- blocs de coupe en diamant polycristallin
Les trépans PDC sont souvent utilisés pour le forage pétrolier, mais ils sont également populaires dans d'autres secteurs. Créés en 1976, ils sont aujourd'hui tout aussi populaires que les trépans PDC.embouts de cônes de rouleau(Ce type de trépan comporte des pièces rotatives). Bien que les trépans PDC aient fait leurs preuves depuis longtemps, ils continuent d'évoluer et de s'améliorer constamment grâce à des angles de coupe, des configurations et des matériaux innovants. Ces trépans sont très efficaces car ils excavent les formations rocheuses par cisaillement plutôt que par concassage. Chaque année, de nouvelles avancées technologiques améliorent l'efficacité des trépans PDC et augmentent la vitesse de forage.
Ces trépans sont connus comme les trépans « à la chaîne » de l'industrie du forage – ils font le travail et peuvent être très efficaces pour une large gamme de services et de types de formations – pas de pièces mobiles susceptibles de se bloquer, pas de complications, juste un forage efficace pour tous vos besoins.
Que sont les bits PDC ?
Il existe deux styles principaux deforets PDCIl existe deux types de fraises PDC : les fraises à corps en matrice et les fraises à corps en acier. Ce sont des fraises rondes de forme similaire, dotées de quatre à huit lames de coupe disposées en éventail depuis le centre. Chaque lame est surmontée de dix à trente gouges. Des canaux d'eau assurent le refroidissement, et une buse est située à l'extrémité de la fraise. Pour se la représenter, on pourrait la comparer à une couronne royale.
Les trépans PDC sont utilisés pour le forage pétrolier et gazier, le forage géothermique, le forage de puits d'eau, le forage de construction, l'exploitation minière et le forage directionnel horizontal.
La science derrière les bits PDC
Vous avez peut-être appris à l'école que le diamant est le matériau le plus dur connu de l'homme. Et c'est vrai ! Il est idéal pour percer d'autres matériaux, comme les formations rocheuses, lors du forage.
Les forets PDC utilisent de minuscules diamants synthétiques peu coûteux dans leur structure de coupe. Le processus de fabrication de ces diamants est complexe. Voici, en résumé, le processus de fabrication des forets diamantés :
- Les minuscules diamants synthétiques sont fabriqués
- Les diamants sont ensuite agrégés en grandes masses de cristaux.
- Les cristaux sont ensuite taillés en tables de diamants
- Les plateaux en diamant sont ensuite collés sur du métal, généralement du carbure de tungstène, à l'aide d'un liant métallique.
- Cela constitue la partie coupante de la mèche – chaque lame de la mèche comporte de nombreuses lames.
- Les fraises sont ensuite fixées aux lames, elles-mêmes fixées au corps de la mèche.
L'ensemble des lames et des outils de coupe situés à l'extrémité du trépan PDC permet de découper des formations rocheuses de toutes sortes.
Diamants synthétiques dans les forets
Comme vous pouvez le constater, les diamants synthétiques sont le matériau principal des forets PDC. Lors de leur fabrication, des grains de diamant ultrafins (également appelés particules de diamant) sont produits. Ces particules sont très résistantes, mais leur stabilité moléculaire diminue lorsqu'elles chauffent. Par conséquent, votre foret PDC risque davantage de se rompre s'il n'est pas correctement refroidi pendant son utilisation.
Quoi qu'il en soit, les diamants synthétiques sont incroyablement résistants à l'usure ; ils constituent le matériau idéal pour une longue durée de vie. Le type de métal varie selon que vous optiez pour une matrice ou un corps en acier, mais le diamant reste primordial. Les forets PDC peuvent avoir une longue durée de vie à condition d'être correctement refroidis.
Bits PDC du corps de la matrice
Les forets à corps en matrice sont parmi les plus répandus. Fabriqués dans un matériau composite à la fois dur et cassant, ils sont composés de grains de carbure de tungstène liés métalliquement par un liant métallique plus tendre et plus résistant. Bien que moins résistants aux chocs, les forets à corps en matrice offrent une bien meilleure résistance à l'abrasion que les forets à corps en acier.
Les pièces de carrosserie Matrix sont fabriquées à l'aide d'un moule chauffé dans un four. Le moule est rempli de composite métallique à l'état solide, chauffé jusqu'à fusion, refroidi, puis assemblé avec les outils de coupe.
Utilisations des bits PDC à corps matriciel
Les bits PDC à matrice sont principalement utilisés pour les applications suivantes :
- formations tendres à moyennement dures
- Volume élevé
- Sable haut
- Applications où le même bit doit être utilisé pour plusieurs séquences de bits
Embouts PDC à corps en acier
Les forets PDC à corps en acier sont parmi les plus courants. Leur composition est différente de celle des forets à matrice : ils sont fabriqués en acier, contrairement aux forets à matrice qui utilisent un matériau composite métallique. Ils offrent une excellente résistance aux chocs, mais sont plus sensibles à l’érosion.
Les trépans PDC en acier utilisent l'action de coupe du trépan pour fragmenter la roche qu'il fore. Ils sont généralement très stables et peuvent forer à grande vitesse.
Ces trépans sont fabriqués à partir de barres d'acier. Ces barres sont usinées à l'aide de fraiseuses et de tours pour former le corps du trépan, auquel sont ensuite soudées les dents de coupe et le support. Les trépans PDC en acier se prêtent plus facilement à la réalisation de formes et de conceptions complexes. La création de conceptions élaborées permet une plus grande variété de faces et de caractéristiques de coupe. Ces variations peuvent s'avérer utiles lors du forage dans des formations rocheuses particulières.
Utilisations des forets PDC à corps en acier
Les forets PDC à corps en acier sont utiles dans des applications telles que :
- Forage dans les formations de schiste
- sites calcaires tendres
- Forage rapide dans la strate
- forage de gaz naturel
- Puits profonds
- Formations abrasives
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Date de publication : 28 mars 2023


