Angesichts des weltweit steigenden Energiebedarfs benötigt die Erdölförderindustrie immer effizientere und langlebigere Bohrwerkzeuge. Vor diesem Hintergrund hat sich die PDC-Plasmabeschichtungstechnologie (polykristallines kubisches Bornitrid) für Erdölbohrkronen etabliert.

PDC ist ein extrem harter Werkstoff aus Siliziumkarbidpartikeln und Metall. Dank seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit eignet er sich ideal zum Bohren. Allerdings können PDC-Bohrer im Gebrauch durch starke Stöße und Reibung Oberflächenbeschädigungen erleiden, was ihre Lebensdauer verkürzt. Um dieses Problem zu lösen, haben Wissenschaftler die Plasmaspritztechnologie entwickelt.

Beim Plasmaspritzen wird durch eine Lichtbogenentladung ein Hochtemperaturplasma aus Metall- oder Keramikpulver erzeugt und auf die Oberfläche eines Substrats beschleunigt, um eine Beschichtung zu bilden. Mit dieser Technologie lässt sich auf PDC-Bohrmeißeln eine robuste, korrosionsbeständige Beschichtung mit hervorragenden Gleiteigenschaften erzeugen, wodurch die Standzeit und Effizienz der Bohrmeißel erhöht werden.

Die Plasmaauftragschweißtechnologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von PDC-Ölbohrmeißeln. Erstens lassen sich durch die Auswahl geeigneter Sprühmaterialien Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Zweitens beschleunigt das Plasma während des Sprühprozesses das Metall- oder Keramikpulver auf Überschallgeschwindigkeit und kühlt es rasch ab, wodurch es zu einer harten und dichten Struktur erstarrt. Diese Struktur schützt das PDC-Substrat nicht nur wirksam vor Beschädigungen, sondern erhöht auch dessen mechanische Festigkeit und Lebensdauer.

Darüber hinaus kann die Plasmabeschichtungstechnologie den Reibungskoeffizienten zwischen der Oberfläche des PDC-Bohrers und den Gesteinsspänen verbessern. Da die Beschichtung einen niedrigeren Reibungskoeffizienten und bessere Selbstschmiereigenschaften aufweist, reduziert sie die beim Bohren entstehende Reibung und erhöht die Bohreffizienz. Gleichzeitig schützt die Technologie wirksam vor der Erosion des Untergrundmaterials beim Kontakt mit säurehaltigen oder anderen korrosiven Medien.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anwendung der PDC-Plasmabeschichtungstechnologie für Ölbohrmeißel der Ölförderindustrie große Vorteile bietet. Durch das Aufsprühen einer robusten und langlebigen Beschichtung kann die Standzeit des Bohrmeißels verlängert, die Wartungskosten gesenkt und der Bohrprozess beschleunigt werden. Es ist zu erwarten, dass diese Technologie mit dem fortschreitenden wissenschaftlichen und technischen Fortschritt zukünftig noch breitere Anwendung finden und eine wichtigere Rolle im Energiesektor spielen wird.