Wraz z rosnącym światowym zapotrzebowaniem na energię, przemysł poszukiwania i wydobycia ropy naftowej wymaga coraz bardziej wydajnych i trwałych narzędzi wiertniczych. Na tym tle pojawiła się technologia napawania plazmowego PDC (polikrystaliczny sześcienny azotek boru) do wierteł naftowych.

PDC to supertwardy materiał składający się z cząstek węglika krzemu połączonych z metalem. Ma wyjątkowo wysoką twardość i odporność na zużycie, co czyni go idealnym materiałem do wiercenia. Jednak podczas użytkowania wiertła PDC są podatne na uszkodzenia powierzchni spowodowane gwałtownymi uderzeniami i tarciem, co może skutkować skróceniem żywotności. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali technologię natryskiwania plazmowego.

Natryskiwanie plazmowe to metoda wytwarzania wysokotemperaturowej plazmy proszku metalicznego lub ceramicznego poprzez wyładowanie łukowe i przyspieszanie jej do powierzchni podłoża w celu utworzenia powłoki. Dzięki tej technologii na wiertłach PDC można utworzyć mocną, odporną na korozję powłokę o doskonałych właściwościach przeciwciernych, zwiększając w ten sposób żywotność i wydajność wierteł.

Technologia napawania plazmowego odgrywa kluczową rolę w produkcji wierteł olejowych PDC. Po pierwsze, dobierając odpowiednie materiały natryskowe, można dostosować twardość, odporność na zużycie i korozję powłoki do konkretnych potrzeb. Po drugie, podczas procesu natryskiwania plazma przyspiesza proszek metalowy lub ceramiczny do prędkości naddźwiękowej oraz gwałtownie chłodzi i zestala go w twardą i gęstą strukturę. Taka struktura nie tylko skutecznie chroni podłoże PDC przed uszkodzeniami, ale także zwiększa jego wytrzymałość mechaniczną i trwałość.

Ponadto technologia napawania plazmowego może poprawić współczynnik tarcia pomiędzy powierzchnią wiertła PDC a wiórami skalnymi. Ponieważ powłoka ma niższy współczynnik tarcia i lepsze właściwości samosmarujące, zmniejsza tarcie powstające podczas wiercenia i poprawia wydajność wiercenia. Jednocześnie technologia ta skutecznie zapobiega erozji materiału podłoża w przypadku kontaktu z mediami zawierającymi kwas lub innymi substancjami korozyjnymi.

Podsumowując, zastosowanie technologii napawania plazmowego wierteł PDC przynosi ogromne korzyści przemysłowi poszukiwania i wydobycia ropy naftowej. Natryskiwanie mocnej i trwałej powłoki pozwala zwiększyć żywotność wiertła, obniżyć koszty konserwacji i przyspieszyć proces wiercenia. Uważa się, że w przyszłości, wraz z ciągłym postępem nauki i technologii, technologia ta będzie szerzej stosowana i będzie odgrywać coraz większą rolę w energetyce.