В связи с растущим мировым спросом на энергоносители, нефтедобывающая отрасль требует всё более эффективного и долговечного бурового инструмента. В связи с этим появилась технология плазменной наплавки PDC (поликристаллического кубического нитрида бора) для нефтяных буровых долот.

PDC — это сверхтвёрдый материал, состоящий из частиц карбида кремния в сочетании с металлом. Он обладает чрезвычайно высокой твёрдостью и износостойкостью, что делает его идеальным материалом для бурения. Однако в процессе эксплуатации буровые долота PDC подвержены повреждению поверхности, вызванному сильными ударами и трением, что может привести к сокращению срока службы. Для решения этой проблемы учёные разработали технологию плазменного напыления.

Плазменное напыление — это метод получения высокотемпературной плазмы из металлического или керамического порошка посредством дугового разряда и её ускорения к поверхности подложки для формирования покрытия. Эта технология позволяет формировать на буровых долотах PDC прочное, коррозионно-стойкое покрытие с превосходными антифрикционными свойствами, что повышает срок службы и эффективность работы долот.

Технология плазменной наплавки играет важнейшую роль в производстве буровых долот PDC. Во-первых, выбор подходящих напыляемых материалов позволяет регулировать твёрдость, износостойкость и коррозионную стойкость покрытия в соответствии с конкретными требованиями. Во-вторых, в процессе напыления плазма разгоняет металлический или керамический порошок до сверхзвуковой скорости, быстро охлаждает и затвердевает, образуя твёрдую и плотную структуру. Эта структура не только эффективно защищает основание PDC от повреждений, но и повышает его механическую прочность и долговечность.

Кроме того, технология плазменной наплавки позволяет улучшить коэффициент трения между поверхностью бурового долота PDC и щебнем. Благодаря низкому коэффициенту трения и улучшенным самосмазывающимся свойствам покрытие снижает трение, возникающее при бурении, и повышает его эффективность. Кроме того, данная технология эффективно предотвращает эрозию материала основания при контакте с кислотосодержащими и другими коррозионными средами.

В заключение следует отметить, что применение технологии плазменной наплавки PDC-коронок для нефтяных скважин приносит огромную пользу нефтедобывающей отрасли. Напыление прочного и долговечного покрытия позволяет увеличить срок службы коронки, снизить затраты на техническое обслуживание и ускорить процесс бурения. В будущем, благодаря непрерывному развитию науки и техники, ожидается, что эта технология получит более широкое применение и будет играть всё более важную роль в энергетике.