עם הביקוש האנרגטי הגלובלי ההולך וגובר, ענף חיפושי הנפט והמיצוי דורש כלי קידוח יעילים ועמידים יותר ויותר. על רקע זה צצה טכנולוגיית חיפוי פלזמה PDC (Polycrystalline Boron Nitride) עבור קטעי קידוח נפט.

PDC הוא חומר סופר קשה העשוי מחלקיקי קרביד סיליקון בשילוב מתכת. יש לו קשיות גבוהה במיוחד ועמידות בלאי, מה שהופך אותו לחומר קידוח אידיאלי. עם זאת, במהלך השימוש, ביסי קידוח PDC רגישים לנזק פני השטח הנגרם כתוצאה מהשפעות אלימות וחיכוך, וזה יכול לגרום לתוחלת חיים מופחתת. כדי לפתור בעיה זו, מדענים פיתחו טכנולוגיית ריסוס פלזמה.

ריסוס פלזמה הוא שיטה לייצור פלזמה בטמפרטורה גבוהה של אבקת מתכת או קרמיקה דרך פריקת קשת והאיץ אותה לפני השטח של מצע ליצירת ציפוי. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן ליצור ציפוי חזק ועמיד בפני קורוזיה עם תכונות אנטי חיכוך מצוינות על פיסות תרגיל PDC, ובכך להגדיל את חיי השירות ויעילותם של חתיכות המקדחה.

טכנולוגיית חיפוי פלזמה ממלאת תפקיד חיוני בייצור חתיכות מקדח שמן PDC. ראשית, על ידי בחירת חומרי ריסוס מתאימים, ניתן להתאים את הקשיות, עמידות בלאי ועמידות בפני קורוזיה של הציפוי בהתאם לצרכים ספציפיים. שנית, בתהליך הריסוס, הפלזמה מאיזה את מתכת או אבקת קרמיקה למהירות סופר -קולית ומתקררת במהירות וממצקת אותה למבנה קשה וצפוף. מבנה זה לא רק מגן ביעילות על מצע ה- PDC מפני נזק, אלא גם משפר את חוזקו ועמידותו המכנית.

בנוסף, טכנולוגיית חיפוי פלזמה יכולה לשפר את מקדם החיכוך בין פני המקדחה של ה- PDC לבין שבבי הסלע. מכיוון שלציפוי מקדם חיכוך נמוך יותר ותכונות סיכה עצמיות טובות יותר, הוא מצמצם את החיכוך שנוצר במהלך קידוח ומשפר את יעילות הקידוח. יחד עם זאת, הטכנולוגיה יעילה גם במניעת שחיקת חומר המצע בעת פגישה עם מדיה מכילה חומצה או מאכלת אחרת.

לסיכום, יישום טכנולוגיית חיפוי הפלזמה של מקדח שמן PDC מביא יתרונות גדולים לתעשיית חיפושי הנפט והמיצוי. על ידי ריסוס ציפוי חזק ועמיד, ניתן להגדיל את חיי השירות של סיביות המקדחה, ניתן להפחית את עלויות התחזוקה, וניתן להאיץ את תהליך הקידוח. בעתיד, עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, ההערכה היא כי טכנולוגיה זו תהיה בשימוש נרחב יותר ותמלא תפקיד חשוב יותר בתחום האנרגיה.