עם הביקוש הגובר לאנרגיה בעולם, תעשיית חיפושי והפקת הנפט דורשת יותר ויותר כלי קידוח יעילים ועמידים. על רקע זה, צמחה טכנולוגיית חיפוי פלזמה PDC (polycrystalline cubic boron nitride) לקידוחי נפט.

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

התזת פלזמה היא שיטה להפקת פלזמה בטמפרטורה גבוהה של מתכת או אבקת קרמיקה באמצעות פריקת קשת והאצתה אל פני המצע ליצירת ציפוי. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן ליצור ציפוי חזק ועמיד בפני קורוזיה עם תכונות אנטי-חיכוך מצוינות על מקדחי PDC, ובכך להגדיל את חיי השירות והיעילות של המקדחים.

טכנולוגיית חיפוי פלזמה ממלאת תפקיד חיוני בייצור מקדחי שמן PDC. ראשית, על ידי בחירת חומרי ריסוס מתאימים, ניתן להתאים את הקשיות, עמידות הבלאי ועמידות הציפוי בפני קורוזיה בהתאם לצרכים הספציפיים. שנית, במהלך תהליך ההתזה, הפלזמה מאיצה את המתכת או האבקה הקרמית למהירות על-קולית ומצננת וממצקת אותה במהירות למבנה קשה וצפוף. מבנה זה לא רק מגן ביעילות על מצע ה-PDC מפני נזק, אלא גם משפר את החוזק המכני והעמידות שלו.

בנוסף, טכנולוגיית חיפוי פלזמה יכולה לשפר את מקדם החיכוך בין פני השטח של מקדח PDC לבין שבבי הסלע. מכיוון שלציפוי מקדם חיכוך נמוך יותר ותכונות סיכה עצמיות טובות יותר, הוא מפחית את החיכוך שנוצר במהלך הקידוח ומשפר את יעילות הקידוח. יחד עם זאת, הטכנולוגיה יעילה גם במניעת שחיקת חומר המצע בעת מפגש עם חומרים המכילים חומצה או חומר קורוזיבי אחר.

לסיכום, היישום של טכנולוגיית חיפוי פלזמה למקדחי שמן PDC מביא יתרונות גדולים לתעשיית חיפושי ושאיבת הנפט. באמצעות התזת ציפוי חזק ועמיד ניתן להגדיל את חיי השירות של המקדחה, להפחית את עלויות התחזוקה ולהאיץ את תהליך הקידוח. בעתיד, עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, מאמינים שטכנולוגיה זו תהיה בשימוש נרחב יותר ותמלא תפקיד חשוב יותר בתחום האנרגיה.