Brocas PDC: Características y uso adecuado
PDC significa diamante policristalino compacto, y se refiere a las brocas con cortadores de PDC. También llamadas brocas de corte PDC o brocas de corte compacto, estas herramientas se introdujeron después de que GE desarrollara el primer elemento de corte de PDC en 1973. Gracias a su alta velocidad de penetración, larga vida útil y buen rendimiento de metraje, las brocas de PDC se popularizaron rápidamente en la perforación de petróleo y gas y ahora son producidas por prácticamente todos los fabricantes de brocas.
Características estructurales: Una broca PDC consta de un cuerpo, cuchillas de corte PDC, boquillas y componentes relacionados. Por su estructura y método de fabricación, las brocas PDC se dividen comúnmente en dos tipos principales: con cuerpo de acero y con cuerpo de matriz.
Las brocas PDC con cuerpo de acero se mecanizan a partir de acero de medio carbono como una sola pieza. Se perforan o mecanizan cavidades en la cara de trabajo y las fresas PDC se encajan a presión en ellas. La corona de la broca suele estar endurecida superficialmente (por ejemplo, mediante recubrimientos de carburo de tungsteno por pulverización o carburización) para mejorar la resistencia a la erosión. Ventajas: fabricación más sencilla y menor coste. Desventajas: el cuerpo de acero es menos resistente a la erosión y la retención de las fresas puede ser más difícil; estas brocas son menos comunes hoy en día.
Las brocas PDC con cuerpo de matriz suelen tener una sección superior de acero y una sección inferior formadas por una matriz de carburo de tungsteno resistente al desgaste, obtenida mediante sinterización pulvimetalúrgica. Los cortadores de PDC se sueldan en cavidades preformadas de la matriz mediante soldadura fuerte de baja temperatura. La matriz, dura y resistente a la erosión, ofrece una mayor vida útil y un mayor metraje, lo que convierte a las brocas de matriz en la opción más utilizada en la perforación actual.
Principio de funcionamiento: Las brocas PDC rompen la roca por cizallamiento en lugar de trituración. Los cortadores de PDC son autoafilables y, al aplicar peso sobre la broca, penetran fácilmente en la formación. La rotación y el torque hacen que los cortadores avancen y corten la roca. Dado que muchos cortadores actúan simultáneamente y producen múltiples caras libres en el fondo del pozo, la roca se rompe más fácilmente por cizallamiento. Este mecanismo proporciona una alta eficiencia de rotura de roca y una rápida penetración.
Recomendaciones de uso y funcionamiento adecuados
Aplicaciones óptimas: formaciones largas y homogéneas, de blandas a semiduras, donde se permite un corte consistente. Las brocas PDC generalmente no son adecuadas para formaciones con grava ni zonas con alternancias frecuentes de blandas y duras.
Estilo operativo recomendado: bajo peso sobre la broca, alta velocidad rotatoria (RPM) y alto volumen de flujo circulante producen los mejores resultados.
Procedimientos de perforación: Asegúrese de que la cara del pozo/broca esté limpia antes de la perforación para evitar la contaminación por metal o escombros. Al introducir la broca por primera vez en el pozo, utilice menos peso y reduzca las RPM para "revestirla" y permitir la formación de un fondo estable. Una vez establecida la condición del fondo, reanude los parámetros de perforación normales.
Características de la broca: Las brocas PDC están construidas integralmente sin partes móviles, lo que las hace ideales para la perforación con turbinas de alta velocidad y otras aplicaciones de altas RPM.
Seguir estas pautas ayuda a maximizar la vida útil de la broca PDC, mantener altas tasas de penetración y reducir el tiempo improductivo.
