مته‌های PDC که به عنوان مته‌های الماس چندبلوری (Polycrystalline Diamond Compacts) نیز شناخته می‌شوند، در حال تغییر بازی برای بسیاری از عملیات حفاری امروزی هستند. چیزی که این مته‌ها را از مته‌های معمولی متمایز می‌کند، ساختار متفاوت آنهاست. این مته‌ها دارای لایه‌های الماسی هستند که به پایه‌های کاربید تنگستن متصل شده‌اند و این امر باعث مقاومت بسیار بالای آنها در برابر سایش و توانایی تحمل ضربه می‌شود. کارگران میدانی از کار با مته‌های PDC لذت می‌برند، چرا که این مته‌ها فاصله بیشتری تا زمان تعویض دارند و می‌توانند در برابر سازندهای سخت‌تر مقاومت کنند و به کندی از کار نمی‌افتند. عامل دیگری که این مته‌ها را محبوب کرده است، چندکاره بودن آنهاست. چه در حال حفاری از طریق رسوبات نرم و چه در میان سنگ‌های سخت‌تر، مته‌های PDC عملکرد خوبی حفظ می‌کنند، که این امر به معنای سرعت بیشتر در اتمام کار و کاهش زمان توقف برای تعویض تجهیزات است.
مته‌های الماسی چندبلوری (PDC) به دلیل اینکه می‌توانند سنگ را به خوبی برش دهند، در صنعت حفاری موج‌هایی ایجاد کرده‌اند، در حالی که روش‌های قدیمی‌تر در واقع سنگ را خرد می‌کنند. مته‌های سنتی به سادگی سنگ را در حین حرکت له می‌کنند، اما مته‌های PDC به شیوه‌ای متفاوت عمل می‌کنند. این مته‌ها مانند یک چاقوی برش دهنده نان، لایه‌های سنگ را برش می‌دهند و این امر در مجموع انرژی کمتری مصرف می‌کند. آزمایش‌های میدانی انجام شده توسط چندین شرکت بهره‌بردار نشان می‌دهد که این مته‌های پیشرفته می‌توانند سرعت حفاری را در مقایسه با تجهیزات استاندارد تقریباً ۳۰ درصد افزایش دهند. چرا این عمل برش به این خوبی عمل می‌کند؟ می‌توانید این را به نحوه برش فلز در کارگاه‌های ماشین‌کاری تشبیه کنید. این روش به تیم‌های حفاری این امکان می‌دهد تا سریع‌تر حفاری کنند و همزمان کنترل خود را حفظ کنند، حتی در زمانی که لایه‌های مختلف زمین‌شناسی را طی می‌کنند.
فناوری مته در دهه‌های اخیر پیشرفت بسیاری کرده است، به‌ویژه در بخش نفت و گاز. در زمانی که ما هنوز از آن طراحی‌های اولیه استفاده می‌کردیم، با معرفی مته‌های PDC تغییرات چشمگیری رخ داد که واقعاً صنعت را دگرگون کرد. بسیاری از داده‌های صنعتی چیز جالبی نشان می‌دهند – حدود دو سوم از عملیات حفاری امروزی به فناوری PDC متکی هستند. چرا؟ به این دلیل که این مته‌ها عملکرد بهتری دارند. آنها می‌توانند سنگ را سریع‌تر ببرند، در بلندمدت هزینه کمتری دارند و به طور کلی فرآیند را روان‌تر می‌کنند. شرکت‌هایی که زودتر این تغییر فناوری را پذیرفتند، امروزه بهره‌های واقعی این انتقال را مشاهده می‌کنند.
در قلب مته‌های PDC، قطعات برشی الماس چندبلوری قرار دارند که در سراسر صنعت به دوام بسیار بالای خود در برابر سایش و فرسایش شدید معروف هستند. تولیدکنندگان این قطعات برشی را در حین تولید تحت فشار و گرمای شدیدی قرار می‌دهند که در واقع آنها را نسبت به مواد استاندارد مقاوم‌تر می‌کند. این موضوع در عمل به این معنی است که مته‌ها می‌توانند به طور مؤثری حتی پس از مدت‌ها کار در محیط‌های حفاری سخت، به برش ادامه دهند. برای افرادی که در مناطق دورافتاده یا چاه‌های عمیق کار می‌کنند و جایگزینی ابزارها همیشه امکان‌پذیر نیست، این نوع دوام به کارها اجازه می‌دهد بدون وقفه و به صورت یکنواخت ادامه یابند و مانع از بروز توقف‌های گرانقیمت می‌شود. بر اساس داده‌های میدانی از چندین سایت حفاری، مته‌های PDC معمولاً عمری دو تا سه برابر بیشتر از جایگزین‌های سنتی کاربید تنگستن دارند. چنین شکاف عملکردی به طور مستقیم به صرفه‌جویی در هزینه‌ها برای شرکت‌هایی که در فناوری‌های مدرن حفاری سرمایه‌گذاری می‌کنند، تبدیل می‌شود.
مته‌های دریل PDC با آرایش‌های تیغه‌ای به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که قدرت برشی خود را در انواع سنگ‌ها افزایش داده و در عین حال کشش ایجاد شده را به حداقل می‌رسانند. این طراحی‌های هوشمندانه به دستیابی به سرعت نفوذ بهتر کمک می‌کنند و عموماً عملیات حفاری را بدون وقفه‌های مکرر به‌صورت روان‌تری انجام می‌دهند. سیستم هیدرولیکی درون این مته‌ها نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. مهندسان این سیستم‌ها را به‌گونه‌ای تنظیم می‌کنند تا بتوانند ذرات برشی را در حین عملیات سریع‌تر از مسیر خارج کنند و کارایی عملیات در عمق چاه را حفظ کنند. آزمایش‌های میدانی نشان می‌دهند که با تنظیم مناسب سیستم هیدرولیک، نرخ جریان سیال می‌تواند تا حدود 25 درصد افزایش یابد. این موضوع اهمیت دارد، چرا که مانع تجمع ذرات زائد روی مته می‌شود که در غیر این صورت موجب کاهش سرعت عملیات یا آسیب‌های طولانی‌مدت می‌شد. مته‌های تمیز، عملکردی پایدار و نیاز کمتر به توقف‌های گرانقیمت برای تعمیر و نگهداری را به همراه دارند.
مته‌های PDC با قابلیت تیز شدن خودکار، یک متحول‌کننده واقعی برای صنعت به حساب می‌آیند و عملاً باعث می‌شوند تا عمر مته‌ها بسیار طولانی‌تر از مدل‌های سنتی باشد. آنچه این مته‌ها را متمایز می‌کند، توانایی آنها در برش کارآمد حتی پس از چندین ساعت کار در شرایط سخت است، بنابراین دیگر نیازی نیست عملیات کار را هر چند روز یکبار به خاطر تعویض مته‌های کند شده متوقف کرد. این موضوع که مته‌ها همواره تیز باقی می‌مانند، منجر به کاهش هزینه‌های کلی برای بهره‌برداران می‌شود، چرا که دیگر لازم نیست به طور مداوم تجهیزات جدید بخرند. بر اساس گزارش‌های میدانی از چندین سایت حفاری، شرکت‌هایی که به فناوری PDC خودتیزکننده روی آورده‌اند، معمولاً هزاران واحد پولی در بودجه نگهداری صرفه‌جویی می‌کنند، چون نیاز به تعویض مته‌ها بسیار کمتر است. این صرفه‌جویی‌ها همچنین به زمان کوتاه‌تر تکمیل پروژه‌ها نیز منجر می‌شود، چیزی که باعث می‌شود بسیاری از بهره‌برداران پیشرو این مته‌ها را نه تنها از نظر هزینه مقرون به صرفه، بلکه در واقع ضروری برای حفظ مزیت رقابتی در بازار امروزی بدانند.
مته‌های PDC در حفاری سنگ‌های سخت با سرعت بیشتری برجسته می‌شوند. نحوه ساخت آنها با لبه‌های تیز برشی، باعث می‌شود که بهتر از مته‌های دیگر از طریق سنگ ببرند. کارگران میدانی این موضوع را به طور مداوم در محل‌های حفاری واقعی می‌بینند. وقتی شرکت‌ها به جای مدل‌های قدیمی از مته‌های PDC استفاده می‌کنند، معمولاً در همان شرایط سنگی، سرعت حفاری به میزان 50 درصد افزایش پیدا می‌کند. بیشتر کارشناسان به نحوه مهندسی این مته‌ها اشاره می‌کنند که به طور موثری امکان برش مواد سخت را فراهم می‌آورد. این موضوع تنها یک نظریه نیست، بلکه عملیات نفت و گاز در سراسر آمریکای شمالی گزارش‌هایی از صرفه‌جویی قابل توجه در زمان را پس از تغییر به این مته‌ها ارائه داده‌اند که این امر مستقیماً منجر به کاهش هزینه‌های پروژه‌های اکتشافی می‌شود.
در مورد مته‌های PDC، بهره‌وری عملیاتی بهتر به معنای صرفه‌جویی واقعی در هزینه‌هاست، عمدتاً به این دلیل که زمان سفر (tripping time) در حین کارهای حفاری را کاهش می‌دهد. تریپینگ به این معناست که کارگران کل رشته حفاری را بیرون می‌کشند تا فقط مته در انتهای آن را تعویض کنند. این مته‌های PDC بسیار طولانی‌تر از مدل‌های قدیمی‌تر دوام می‌آورند، بخاطر مواد سازه‌ای مقاوم و نحوه طراحی‌شان که می‌توانند در برابر شرایط سخت در زیرزمین مقاومت کنند. در نتیجه، شرکت‌ها نیازی نیست به طور مکرر عملیات را متوقف کنند تا مته‌های فرسوده را تعویض کنند. داده‌های صنعتی نشان می‌دهند که استفاده از این مته‌های پیشرفته منجر به کاهش حدود ۲۰٪ای در زمان تریپینگ می‌شود. برای عملیات نفت و گاز، این نوع صرفه‌جویی در زمان به سرعت در چاه‌های متعدد تجمیع می‌شود و پروژه‌ها را در طول ماه‌ها و سال‌های کار مداوم بسیار سودآورتر می‌کند.
تحقیقات انجام شده در چندین میدان نفتی در خاورمیانه نشان داده است که چگونه مته‌های PDC دارد بازی را در عملیات چاه‌های گازی تغییر می‌دهد. یک مطالعه افزایش ۱۷۳ درصدی قابل توجهی در نرخ نفوذ (ROP) را هنگام انتقال از مته‌های معمولی به فناوری PDC گزارش کرده است. تیم تحقیق، مته‌های قدیمی دندانه‌ای فولادی را با مدل‌های جدید PDC در شرایط واقعی مقایسه کردند و نتایج به خوبی نشان داد که کدام گزینه سریع‌تر کار را انجام می‌دهد. این نوع بهبودهای ROP به این معنی است که اپراتورها می‌توانند پروژه‌ها را سریع‌تر به پایان برسانند و در عین حال هزینه‌های سوخت و کار را صرفه‌جویی کنند. چیزی که مته‌های PDC را ارزشمند می‌کند، توانایی آنها در حفظ کارایی برشی حتی در سازندهای سخت است که در آن شرایط تجهیزات سنتی دچار مشکل می‌شوند یا کاملاً از کار می‌افتند.
پروژه‌های حفاری شیل در مناطقی مانند ایگل فورد و وولفکمپ تغییرات اساسی دیده‌اند، بخاطر اینکه مته‌های حفاری PDC وارد عملیات شده‌اند. وقتی شرکت‌ها شروع به استفاده از این مته‌ها کردند، متوجه کاهش هزینه‌ها و عملکرد بهتر در محل کار شدند. بر اساس داده‌های اخیر انجمن‌های حفاری، استفاده از فناوری PDC به واقع تولید را افزایش داده است، چون تیم‌ها می‌توانستند سریع‌تر و یکنواخت‌تر حفاری کنند. چیزی که این مته‌های خاص را متمایز می‌کند، مقاومت بالای آنها در شرایط دشوار زیرزمینی در این مناطق است. اپراتورها گزارش داده‌اند که زمان کمتری صرف انتظار برای تعمیر مته‌ها می‌شود و همچنین مسافت بیشتری را بین هر تعمیر می‌توان پیش رفت. برخی از کارگران میدانی حتی ابراز اطمینان کرده‌اند که تجهیزاتشان می‌توانند با شرایطی که مته‌های سنتی با آن دچار مشکل می‌شدند، به خوبی کنار بیایند.
سنگ شیل ایگل فورد شاهد پیشرفت‌های واقعی بوده است، بخاطر طراحی‌های بهتر از مته‌های PDC، بهبود در نرخ نفوذ (ROP) در برخی موارد تا 40٪ افزایش یافته است. بهره‌برداران قطعاً در اینجا صرفه‌جویی مالی را شاهد هستند، چرا که این موضوع مستقیماً به معنای کاهش هزینه‌ها و انجام بهتر عملیات کلی است. بررسی فرماسیون وولفکمپ داستانی مشابه را روایت می‌کند. زمانی که شرکت‌ها در آن منطقه به مته‌های PDC روی آوردند، زمان حفاری حدوداً 36٪ کاهش یافت، در حالی که ROP حدود 25٪ افزایش داشت. این اعداد و ارقام تنها آمار جالب توجهی نیستند، بلکه نشان‌دهنده تغییرات واقعی در نحوه انجام عملیات حفاری سنگ‌های شیلی در دنیای امروز هستند. تأثیر فناوری PDC بر عملیات مدرن قابل بیان کردن نیست، به‌ویژه وقتی که هم مزایای اقتصادی و هم بهبود در عملکرد عملیاتی را در فرماسیون‌های مختلف در نظر بگیریم.
مته‌های PDC در زمینه کارهای اکتشافی ژئوترمالی به خوبی خود را اثبات کرده‌اند، به خصوص در مورد لایه‌های سخت و ساینده مانند ماسه‌سنگ که می‌توانند سایر ابزارها را بسیار سریع فرسوده کنند. آنچه این مته‌ها را متمایز می‌کند، ساختار خاص آنهاست که هم برای عملکرد برش مؤثر و هم دوام طولانی‌مدت طراحی شده است. این ویژگی باعث می‌شود آنها در برابر شرایط سختی که معمولاً در اعماق زمین در حین عملیات ژئوترمالی رخ می‌دهد، مقاومت بهتری از خود نشان دهند. مزیت واقعی زمانی مشهود می‌شود که به نتایج واقعی از میدان کاری نگاه می‌کنیم. این مته‌ها سنگ را سریع‌تر از گزینه‌های سنتی قطع می‌کنند و همچنین بین هر دو تعویض، دوام بیشتری دارند. همین موضوع است که باعث شده بسیاری از بهره‌برداران امروزی تکنولوژی PDC را به عنوان گزینهٔ اصلی خود برای استخراج انرژی ژئوترمالی از تشکیلات زیرسطحی چالش‌برانگیز معرفی کنند.
در عملیات حفاری ژئوترمال، مته‌های PDC تمایل دارند عمر بیشتری نسبت به سایر انواع داشته باشند، که این امر عملکرد بهتری را در تشکیلات سنگی سخت و ساینده فراهم می‌کند جایی که مته‌های سنتی به سرعت فرسوده می‌شوند. این مته‌ها به اندازه کافی محکم ساخته شده‌اند تا حتی پس از استفاده طولانی‌مدت به‌خوبی برش دهند، بنابراین حفاران نیازی ندارند کار را به دفعات متوقف کنند تا تجهیزات فرسوده را تعویض کنند. برای شرکت‌هایی که در حال کاوش در منابع گرمایی زیرزمینی هستند، این نوع قابلیت اطمینان تفاوت بزرگی در اقتصاد پروژه ایجاد می‌کند. بسیاری از بهره‌برداران اکنون ترجیح می‌دهند از فناوری PDC استفاده کنند چرا که به کاهش زمان توقف و هزینه‌های نگهداری کمک می‌کند و در عین حال کار را در چاه‌های عمیق ژئوترمال به‌صورت کارآمد انجام می‌دهد.
هنگام کار در آب‌های عمیق، مته‌های PDC واقعاً در حفظ ثبات و انجام کار به خوبی عمل می‌کنند، به خصوص در برابر سازندهای سنگی کربناتی سختی که سردرد بسیاری از نویسندگان را تشکیل می‌دهند. آنچه این مته‌ها را متمایز می‌کند، توانایی آنها در مقابله با انواع شرایط حفاری بدون از دست دادن کارایی است. ما این موضوع را دوباره و دوباره در چندین پروژه بزرگ دریایی مشاهده کرده‌ایم که در آنها مته‌های PDC به کار خود ادامه دادند، در حالی که مته‌های معمولی پس از چند دفعه استفاده دچار خرابی شدند. تفاوت در این محیط‌های زیر آبی سخت‌گیرانه که هر دقیقه از اهمیت بالایی برخوردار است و قابلیت اطمینان تجهیزات بیشترین اهمیت را دارد، خود را به خوبی نشان می‌دهد.
اغلب کارشناسان توصیه می‌کنند در محیط‌های آبی عمیق از مته‌های PDC استفاده شود، زیرا حتی در شرایط سخت نیز معمولاً قابل اعتماد و کارآمد هستند. این مته‌ها به خوبی با مشکلات پیچیده‌ای که در ارتباط با سازندهای کربناتی پیش می‌آید، کنار می‌آیند و همچنین سابقه خوبی از عملکرد خود در چنین شرایطی دارند. به همین دلیل، بسیاری از بهره‌برداران در پروژه‌های حفاری در آب‌های عمیق به این مته‌ها روی می‌آورند. مزیت واقعی این است که بتوان کارها را به گونه‌ای ایمن انجام داد بدون اینکه از کیفیت کاسته شود، که در شرایطی که میلیون‌ها دلار در معرض خطر باشد، امری بسیار مهم است.
مته‌های دریل PDC نحوه عبور از سازندهای سنگی سخت را در بخش‌های معادن، ساخت و ساز و اکتشاف نفت تغییر داده‌اند. این مته‌ها زمانی که بخواهند مواد سخت را سریع‌تر و با صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی عبور کنند، معیارهای بسیار قابل توجهی را تعیین می‌کنند. چه چیزی باعث اثربخشی بالای این مته‌ها می‌شود؟ ساختار برشی خاص آنها به اپراتورها اجازه می‌دهد تا نرخ نفوذ بسیار بهتری نسبت به روش‌های سنتی به دست آورند. برای شرکت‌هایی که روزانه با شرایط ژئولوژیکی سخت سروکار دارند، این به معنای کاهش مشکلات ناشی از توقف بهره‌برداری و بهبود نتایج مالی است. در آینده، فناوری PDC به گسترش مرزهای ممکن در تجهیزات حفاری مدرن ادامه می‌دهد. از همین حالا شاهد هستیم که تولیدکنندگان این مته‌ها را در مدل‌های جدیدتری به کار می‌برند که می‌توانند دمای‌ها و فشارهای بسیار بالا را بهتر از پیش تحمل کنند. در سراسر جهان، اعم از معادن زیرزمینی عمیق تا پلتفرم‌های دریایی، مته‌های دریل PDC به یک ابزار استاندارد برای هر کسی که به دنبال حداکثر بهره‌وری بدون compromise کردن استانداردهای ایمنی است، تبدیل شده‌اند.
بیت‌های حفاری PDC از لایه‌های الماس چندبلوره ای که به زیربنای کربید تونگستن متصل شده‌اند، ساخته می‌شوند که مقاومت بالا و ضد سوزنی را فراهم می‌کند.
بیت‌های حفاری PDC کارایی را با استفاده از مکانیسم قطع برای نفوذ در سنگ بهبود می‌بخشند و نرخ نفوذ سریع‌تری نسبت به روش‌های سنتی شکست دادن ارائه می‌دهند.
صنایعی مانند نفت و گاز، حفاری شل، کاوش ژئوترمال و عملیات‌های آب‌عمیق از کارایی و محکامی بیت‌های حفاری PDC بهره می‌برند.
بیت‌های PDC هزینه‌های عملیاتی را از طریق طول عمر بیشتر و کاهش زمان تغییر بیت کاهش می‌دهند و نیاز به جایگزینی متعدد بیت‌ها را در طی پروژه‌های حفاری کاهش می‌دهند.
EN
