Punte da trapano PDC: caratteristiche e utilizzo corretto
PDC è l'acronimo di "policristallino diamante compatto" e si riferisce alle punte da trapano dotate di taglienti PDC. Chiamate anche punte da taglio PDC o punte da taglio compatte, questi utensili furono introdotti dopo che GE sviluppò il primo elemento da taglio PDC nel 1973. Grazie all'elevata velocità di penetrazione, alla lunga durata e alle buone prestazioni in termini di metratura, le punte PDC si diffusero rapidamente nelle trivellazioni petrolifere e del gas e sono ora prodotte da praticamente tutti i produttori di punte.
Caratteristiche strutturali Una punta PDC è composta da un corpo punta, frese PDC, ugelli e componenti correlati. In base alla struttura e al metodo di fabbricazione, le punte PDC sono comunemente suddivise in due tipologie principali: con corpo in acciaio e con corpo a matrice.
Le punte PDC con corpo in acciaio sono ricavate da un unico pezzo di acciaio a medio tenore di carbonio. Le sedi vengono forate o lavorate meccanicamente sulla superficie di lavoro e le frese PDC vengono inserite a pressione in queste sedi. La superficie della corona della punta è spesso temprata superficialmente (ad esempio mediante rivestimenti a spruzzo in carburo di tungsteno o cementazione) per migliorare la resistenza all'erosione. Vantaggi: produzione più semplice e costi inferiori. Svantaggi: il corpo in acciaio è meno resistente all'erosione e il mantenimento della fresa può essere più difficile; queste punte sono oggi meno comuni.
Le punte PDC con corpo a matrice presentano in genere una sezione superiore in acciaio e una sezione inferiore formata da una matrice in carburo di tungsteno resistente all'usura, realizzata mediante sinterizzazione mediante metallurgia delle polveri. Le frese PDC vengono brasate in tasche preformate nella matrice mediante brasatura a bassa temperatura. La matrice dura e resistente all'erosione garantisce una maggiore durata e una maggiore lunghezza, rendendo le punte a matrice l'opzione più ampiamente utilizzata nella perforazione moderna.
Principio di funzionamento: le punte PDC rompono la roccia per taglio anziché per frantumazione. Le frese PDC sono autoaffilanti e, sotto carico, penetrano facilmente nella formazione. La rotazione e la coppia fanno avanzare le frese e tagliano la roccia. Poiché molte frese si innestano simultaneamente e producono più facce libere sul fondo del foro, la roccia viene frantumata più facilmente per azione di taglio. Questo meccanismo garantisce un'elevata efficienza di frantumazione della roccia e una rapida penetrazione.
Raccomandazioni per l'uso corretto e il funzionamento
Applicazioni migliori: formazioni lunghe e omogenee da morbide a medio-dure, dove è possibile un'azione di taglio uniforme. Le punte PDC non sono generalmente adatte a formazioni ghiaiose o zone con frequenti alternanze di materiali morbidi e duri.
Stile operativo consigliato: peso ridotto sulla punta, elevata velocità di rotazione (RPM) ed elevato volume di flusso circolante producono i risultati migliori.
Procedure di perforazione: assicurarsi che la superficie del pozzo/punta sia pulita prima di procedere all'esecuzione per evitare contaminazioni da metallo o detriti. Quando la punta viene inserita per la prima volta nel foro, utilizzare un peso inferiore e un numero di giri inferiore per "rivestire" la punta e consentire la formazione di un fondo stabile; una volta stabilite le condizioni del fondo, riprendere i normali parametri di perforazione.
Caratteristiche della punta: le punte PDC sono costruite integralmente senza parti mobili, il che le rende adatte alla perforazione di turbine ad alta velocità e ad altre applicazioni ad alto numero di giri.
Seguendo queste linee guida è possibile massimizzare la durata della punta PDC, mantenere elevati tassi di penetrazione e ridurre i tempi improduttivi.
