Wraz ze wzrostem globalnego zapotrzebowania na energię, przemysł poszukiwań i wydobycia ropy naftowej wymaga coraz bardziej wydajnych i trwałych narzędzi wiertniczych. Na tym tle pojawiła się technologia powlekania plazmowego PDC (polikrystaliczny sześcienny azotek boru) dla wierteł wiertniczych do ropy naftowej.

PDC to supertwardy materiał wykonany z cząstek węglika krzemu połączonych z metalem. Ma niezwykle wysoką twardość i odporność na zużycie, co czyni go idealnym materiałem do wiercenia. Jednak podczas użytkowania wiertła PDC są podatne na uszkodzenia powierzchni spowodowane gwałtownymi uderzeniami i tarciem, co może skutkować skróceniem żywotności. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali technologię natryskiwania plazmowego.

Natryskiwanie plazmowe to metoda generowania wysokotemperaturowej plazmy z proszku metalu lub ceramiki poprzez wyładowanie łukowe i przyspieszanie jej do powierzchni podłoża w celu utworzenia powłoki. Dzięki tej technologii można utworzyć mocną, odporną na korozję powłokę o doskonałych właściwościach przeciwciernych na wiertłach PDC, zwiększając w ten sposób żywotność i wydajność wierteł.

Technologia natryskiwania plazmowego odgrywa kluczową rolę w produkcji wierteł olejowych PDC. Po pierwsze, poprzez dobór odpowiednich materiałów natryskowych, twardość, odporność na zużycie i korozję powłoki można dostosować do konkretnych potrzeb. Po drugie, podczas procesu natryskiwania plazma przyspiesza metal lub proszek ceramiczny do prędkości naddźwiękowej i szybko go chłodzi i zestala, tworząc twardą i gęstą strukturę. Taka struktura nie tylko skutecznie chroni podłoże PDC przed uszkodzeniem, ale także zwiększa jego wytrzymałość mechaniczną i trwałość.

Ponadto technologia plazmowego powlekania może poprawić współczynnik tarcia między powierzchnią wiertła PDC a wiórami skalnymi. Ponieważ powłoka ma niższy współczynnik tarcia i lepsze właściwości samosmarujące, zmniejsza tarcie generowane podczas wiercenia i poprawia wydajność wiercenia. Jednocześnie technologia ta jest również skuteczna w zapobieganiu erozji materiału podłoża w przypadku napotkania mediów zawierających kwasy lub innych mediów korozyjnych.

Podsumowując, zastosowanie technologii powlekania plazmowego wiertła wiertniczego PDC przynosi ogromne korzyści branży poszukiwań i wydobycia ropy naftowej. Natryskiwanie mocnej i trwałej powłoki wydłuża żywotność wiertła, zmniejsza koszty konserwacji i przyspiesza proces wiercenia. Uważa się, że w przyszłości, wraz z ciągłym postępem nauki i technologii, technologia ta będzie szerzej stosowana i będzie odgrywać ważniejszą rolę w sektorze energetycznym.