Нанотехнологии в нефтегазовом деле. Использование наноалмазов на долотах PDC

1.

Нанотехнологии в
нефтегазовом деле
Использование наноалмазов
на долотах PDC
Выполнили
Галиханов И.
Дубин А.
Проверил
Полозов М.Б.

2.

• Буровое долото PDC включает стальной
корпус с выступающими лопастями,
промывочными узлами, расположенными в
пазах между лопастями, ниппельной частью
с резьбой для присоединения к бурильной
колонне, отверстиями на поверхностях
лопастей с размещенными в них резцами.

3.

основными свойствами износа
Износ зубцов – 17%,
поломка зубцов – 30%,
скалывание зубцов – 31%,
выпадение зубцов – 3%,
отсутствие износа – 19%.

4.

Наноалмаз
• Наноалмазы несмотря на свои малые
размеры, при распылении их на рабочую
поверхность долот PDC, не уступают
алмазам используемым в последнее
десятилетие.

5.

• Наноалмаз, ультрадисперсный алмаз –
это углеродная наноструктура размером
от 1 до 10 нанометров, атомы в
кристаллической решетке которой
расположены так же, как и в алмазе.
Внешне представляет собой
полидисперсный светло-серый
порошок, состоящий из агломератов
размером от одного до сотен
микрометров.

6.

Получение наноалмазов
• получение из природных алмазов
физическими методами,
• синтез при сверхвысоких давлениях и
температурах,
• электронно- и ионно-лучевые методы,
использующие облучение
углеродсодержащего материала пучками
электронов и ионами аргона,
• химическое осаждение углеродосодержащего
пара при высоких температурах и давлениях,
• электрохимическое осаждение на аноде.

7.

Введение наноалмазов
Введение наноалмазов в покрытия
породоразрушающего инструмента
позволит повысить микротвердость,
износостойкость, а также
антикоррозионную устойчивость.

8.

Положительные стороны
• Использование наноалмазов в долотах PDC,
поможет максимализировать их прочность
и сделать возможным их использование в
любых горно-геологических условиях.
• Средний размер наноалмазов на долоте
будет составлять 4,2 нм, что меньше в 8 раз
по сравнению с алмазами используемыми
в настоящее время.

9.

Недостатки
• это крайне низкая механическая скорость
бурения,
• узкая область применения (исключаются
абразивные породы),
• повышенные требования к
предварительной подготовке ствола и
забоя скважины и промывке скважины в
процессе бурения.

10.

Изготовление
• Алмазонесущую матрицу изготовляют
методом прессования и спекания смеси.
• специально подобранных
порошкообразных твердых сплавов
размещают кристаллики природных или
синтетических алмазов.
• После изготовления долота вылет алмазов
над рабочей поверхностью матрицы
составляет 0,1-0,25 их диаметра.

11.

Вывод
• Наноалмазы способно не только
значительно повысить износостойкость
инструмента, срок службы оборудования, а
так же значительная проходка на долото,
достигающая (при соблюдении условий
эксплуатации) нескольких сотен метров и
относительно высокая рейсовая скорость.