Brocas PDC: Características e Uso Adequado
PDC significa diamante policristalino compacto, referindo-se a brocas de perfuração que utilizam cortadores de PDC. Também chamadas de brocas com cortadores de PDC ou brocas de corte compacto, essas ferramentas foram introduzidas após a GE desenvolver o primeiro elemento de corte de PDC em 1973. Graças às altas taxas de penetração, longa vida útil e bom desempenho em termos de metragem, as brocas de PDC rapidamente se tornaram comuns na perfuração de petróleo e gás e agora são produzidas por praticamente todos os fabricantes de brocas.
Características estruturais: Uma broca PDC consiste em um corpo de broca, lâminas de corte PDC, bicos e componentes relacionados. Devido à estrutura e ao método de fabricação, as brocas PDC são geralmente divididas em dois tipos principais: com corpo de aço e com corpo de matriz.
As brocas PDC com corpo de aço são usinadas a partir de aço de médio carbono como uma peça única. Cavidades são perfuradas ou usinadas na face de trabalho e as lâminas PDC são encaixadas sob pressão nessas cavidades. A superfície da coroa da broca é frequentemente endurecida superficialmente (por exemplo, por revestimentos de carboneto de tungstênio ou cementação) para melhorar a resistência à erosão. Vantagens: fabricação mais simples e menor custo. Desvantagens: o corpo de aço é menos resistente à erosão e a retenção da lâmina pode ser mais difícil; essas brocas são menos comuns atualmente.
As brocas PDC com corpo em matriz geralmente possuem uma seção superior de aço e uma seção inferior formada por uma matriz de carboneto de tungstênio resistente ao desgaste, produzida por sinterização de metalurgia do pó. As lâminas de corte PDC são brasadas em cavidades pré-formadas na matriz usando brasagem a baixa temperatura. A matriz dura e resistente à erosão proporciona maior vida útil e maior alcance de perfuração, tornando as brocas com corpo em matriz a opção mais utilizada na perfuração contemporânea.
Princípio de funcionamento: As brocas PDC quebram a rocha por cisalhamento, em vez de por esmagamento. As lâminas de corte PDC são autoafiáveis e, sob a ação do peso aplicado à broca, penetram facilmente na formação. A rotação e o torque fazem com que as lâminas avancem e cisalhem a rocha. Como várias lâminas se engatam simultaneamente e criam múltiplas faces livres no fundo do furo, a rocha é quebrada mais facilmente por ação de cisalhamento. Esse mecanismo proporciona alta eficiência na quebra de rochas e penetração rápida.
Recomendações de uso e operação adequados
Melhores aplicações: formações longas e homogêneas, de macias a semiduras, onde seja possível uma ação de corte consistente. As brocas PDC geralmente não são adequadas para formações com cascalho ou zonas com alternâncias frequentes entre materiais macios e duros.
Estilo de operação recomendado: baixo peso sobre a broca, alta velocidade de rotação (RPM) e alto volume de fluxo circulante produzem os melhores resultados.
Procedimentos de perfuração: certifique-se de que a face da broca/poço esteja limpa antes da perfuração para evitar contaminação por metal ou detritos. Ao inserir a broca pela primeira vez no poço, utilize menor peso e menor rotação para "preparar" a broca e permitir a formação de uma base estável; assim que a base estiver estabilizada, retome os parâmetros normais de perfuração.
Características da broca: As brocas PDC são construídas integralmente, sem partes móveis, o que as torna ideais para perfuração em turbinas de alta velocidade e outras aplicações de alta rotação.
Seguir essas diretrizes ajuda a maximizar a vida útil da broca PDC, manter altas taxas de penetração e reduzir o tempo improdutivo.
