Tricone กับ PDC Drill Bits: ความแตกต่างหลักและเมื่อควรเลือกใช้แต่ละแบบ

กลไกการตัดและการออกแบบโครงสร้าง: หลักการทำงานของดอกสว่าน Tricone และ PDC

การทำงานแบบ Rolling Cone ของดอกสว่าน Tricone: การบดหินด้วยแรงกลไก

ดอกสว่านแบบไตรโคนมีลักษณะเด่นคือ คอนสามชุดที่หมุนได้ ซึ่งมีลูกปืนแบบแทรกทังสเตนคาร์ไบด์ หรือฟันเหล็กสำหรับสกัดหินด้วยแรงอัด เมื่อชุดสว่านหมุน คอนแต่ละตัวจะหมุนแยกกันเองตามแบริ่งของตัวมันเอง ทำให้เกิดแรงทั้งการขัดและแรงกระแทกที่สามารถทำลายชั้นหินที่แตกต่างกันได้ การออกแบบนี้เหมาะมากสำหรับการเจาะในสภาพพื้นดินที่มีลักษณะผสมผสานกันระหว่างวัสดุนุ่มและส่วนที่แข็งกว่า การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมมีความสำคัญอย่างมากในสถานการณ์เช่นนี้ สิ่งที่ทำให้ดอกสว่านไตรโคนโดดเด่นคือการเข้ากันของฟันแต่ละตัว และตำแหน่งการวางคอนที่สัมพันธ์กัน ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้ดอกสว่านอุดตันขณะเจาะชั้นหินดินดานหรือดินเหนียว ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในช่วงที่มีการเปลี่ยนผ่านระหว่างชั้นใต้ดินที่แตกต่างกัน

การเคลื่อนไหวแบบเฉือนของดอกสว่าน PDC: บทบาทของตัวตัดเพชรโพลีคริสตัลไลน์

ดอกสว่าน PDC หรือที่เรียกว่า Polycrystalline Diamond Compacts เป็นดอกสว่านที่ทำงานโดยใช้ตัวตัดแบบคงที่ซึ่งมีผิวเคลือบด้วยเพชรเทียมที่สามารถตัดผ่านชั้นหินด้วยการเฉือนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแตกต่างจากดอกสว่านแบบ tricone โดยที่ดอกสว่านประเภทนี้ไม่มีส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวเลย แต่จะใช้ชุดตัวตัดที่ออกแบบคล้ายใบมีดเพื่อขูดผ่านชั้นหินอย่างมีประสิทธิภาพขณะหมุนด้วยความเร็วรอบสูง ตัวตัดที่เคลือบด้วยเพชรสามารถรักษาความคมชัดได้นานกว่า 50 ถึงแม้กระทั่ง 100 เท่าของวัสดุทั่วไปเมื่อใช้งานในหินที่มีความแข็งอ่อนถึงปานกลาง ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและการเกิดความร้อนในระหว่างการเจาะ สำหรับประสิทธิภาพนั้น ผลการทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่ากลไกการเฉือนนี้สามารถเพิ่มอัตราการเจาะ (ROP) ได้มากกว่าเทคโนโลยีดอกสว่านแบบโรลลิ่งโคนแบบดั้งเดิมถึงประมาณ 2 ถึง 4 เท่าในชั้นหินที่สม่ำเสมอ เช่น ชั้นดินดาน (shale) หรือชั้นเกลือ (salt formations) สำหรับผู้ที่ต้องการเพิ่มระยะการเจาะต่อการใช้งานดอกสว่านหนึ่งครั้ง กลไกนี้มีความแตกต่างอย่างชัดเจนในแง่ของประสิทธิภาพในการดำเนินงาน

ความแตกต่างของโครงสร้างหลัก: แบริ่ง, การจัดวางตัวตัด, และรูปทรงดอกสว่าน

การออกแบบดอกสว่านแบบ Tricone เน้นความทนทานเชิงกลด้วยแบริ่งลูกกลิ้งที่ป้องกันฝุ่นและทนต่อการสั่นสะเทือนในหินแข็ง ในขณะที่ดอกสว่านแบบ PDC เพิ่มการไหลเวียนของของเหลวและการระบายเศษหินโดยใช้รูปทรงหน้าตัดแบบเปิด

ขนาดและรูปแบบของตัวตัด: การเลือกโครงสร้างการตัดให้เหมาะสมกับความแข็งของชั้นหิน

เมื่อทำงานกับชั้นหินที่นุ่มกว่า ตัวตัด PDC ที่มีขนาดใหญ่ระหว่าง 13 ถึง 19 มิลลิเมตรจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เนื่องจากให้พื้นที่เฉือนที่มากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการเจาะลึก อย่างไรก็ตามสำหรับพื้นที่ที่แข็งและกัดกร่อนมากกว่า ตัวตัดที่เล็กกว่าซึ่งมีขนาดระหว่าง 8 ถึง 12 มิลลิเมตร พร้อมฐานที่มีความแข็งแรงสูง มักมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นบนดอกสว่าน ดอกสว่านแบบ Tricone ปรับตัวให้เหมาะสมกับความแข็งของชั้นหินที่แตกต่างกันผ่านการจัดเรียงของฟันตัด ในสภาพพื้นที่ที่นุ่ม เราจะพบว่าฟันตัดถูกจัดวางห่างกันมากกว่า ในขณะที่ในชั้นหินที่แข็งหรือแตกหัก ฟันตัดจะมีความสั้นกว่าและถูกจัดวางชิดกันมากขึ้น แบบจำลองดอกสว่านไฮบริดรุ่นใหม่บางตัวได้รวมประสิทธิภาพในการตัดของเทคโนโลยี PDC เข้ากับความทนทานของดอกสว่าน tricone แบบดั้งเดิมไว้ในตัวเดียวกัน การออกแบบผสมผสานนี้ได้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่ชัดเจนเมื่อใช้เจาะผ่านชั้นหินปูนและทรายสลับกัน ซึ่งเป็นความท้าทายที่เครื่องมือแบบดั้งเดิมมักเผชิญ

ประสิทธิภาพในชั้นหินที่แตกต่างกัน: ทุกช่วงของการเจาะที่โดดเด่น

ชั้นหินอ่อน: อัตราการเจาะลึกสูงด้วยดอกสว่าน PDC

ดอกสว่าน PDC มีความเหนือกว่าในชั้นหินอ่อน เช่น ดินเหนียวและทรายที่ไม่ได้รับการยึดเกาะ โดยการตัดแบบเฉือนของมันสามารถให้อัตราการเจาะลึก (ROP) เร็วขึ้นถึงสามเท่าเมื่อเทียบกับดอกสว่านแบบ tricone ตัวตัดแบบโพลีคริสตัลไลน์ไดมอนด์สามารถตัดผ่านหินที่นุ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่เกิดความร้อนมากเกินไป ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการเจาะชั้นหินชนิด shale ที่ไวต่อความชื้นหรือชั้นดินโคลน (gumbo layers)

หินชนิดกลางถึงแข็ง: ความทนทานและความเสถียรสูงสุดของดอกสว่าน Tricone

ดอกสว่านแบบไตรโคน (Tricone bits) ทำงานได้ดีเยี่ยมเมื่อเจาะผ่านชั้นหินที่มีความแข็งปานกลางอย่างหินปูนและโดโลไมต์ โดยเฉพาะในบริเวณที่ต้องการความต้านทานต่อแรงกระแทกดีเยี่ยม สิ่งที่ทำให้ประสิทธิภาพโดดเด่นคือการออกแบบลูกกลิ้งแบบกรวย (rolling cone) ที่ช่วยกระจายแรงเครียดทางกลให้ทั่วถึงทุกแบริ่ง ส่งผลให้อัตราการเจาะ (rate of penetration) คงที่อยู่ในช่วงประมาณ 4 ถึง 6 เมตรต่อชั่วโมง แม้จะต้องพบกับชั้นหินแข็งบางแห่งที่มักชะลอความเร็วการเจาะ ยิ่งไปกว่านั้น ผลการทดสอบภาคสนามยังได้แสดงข้อมูลที่น่าสนใจอีกด้วยว่า ดอกสว่านแบบไตรโคนที่ติดตั้งเม็ดตัดคาร์ไบด์ทังสเตน (tungsten carbide inserts) สามารถเจาะได้เร็วกว่าดอกสว่านแบบ PDC ทั่วไปประมาณ 12 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ภายใต้สภาพชั้นหินที่คล้ายกัน จึงไม่แปลกใจเลยว่าทำไมผู้ใช้งานจำนวนมากยังคงเลือกใช้ดอกสว่านแบบนี้ในบางงาน แม้ว่าจะมีเทคโนโลยีใหม่ๆ เข้ามาในตลาดก็ตาม

เขตหินแบบผสมและกัดกร่อน: ความท้าทายสำหรับเม็ดตัดแบบ PDC

ประสิทธิภาพการตัดของดอกสว่าน PDC มักเป็นข้อเสียเมื่อเจาะชั้นหินที่มี конкрานิบซิลิกาหรือชั้นควอตไซต์ เนื่องจากวัสดุที่มีความหยาบสึกหรอเพิ่มการสึกกร่อนของดอกตัดประมาณ 20–30% เมื่อเทียบกับกลไกการบดของดอกสว่านแบบ tricone ตามที่แสดงในผลการวิเคราะห์การเจาะในเขตบ่อตะกอนเพอร์เมียนเมื่อปี 2023

กรณีศึกษา: ประสิทธิภาพการเจาะในชั้นหิน Eagle Ford รัฐเท็กซัส

การทดสอบภาคสนามที่ดำเนินการในปี 2023 บนชั้นหินเชลก์อีเกิลฟอร์ด (Eagle Ford shale) ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าดอกสว่าน PDC มีประสิทธิภาพดีกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิมมากเพียงใด ในระหว่างการทดสอบครั้งนี้ ช่างเจาะสามารถทำอัตราการเจาะได้ประมาณ 28.5 เมตรต่อชั่วโมง ด้วยการจัดวางลูกบด (cutters) บนดอกสว่านอย่างพิเศษ สิ่งที่สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริงคือวิธีการใหม่ในการควบคุมการสั่นสะเทือนใต้ผิวดิน ซึ่งเทคนิคเหล่านี้ช่วยลดปัญหาการสึกหรอในระยะเริ่มต้นลงได้ประมาณ 40% นั่นหมายถึงเวลาหยุดทำงานลดลง และค่าใช้จ่ายสำหรับการเปลี่ยนชิ้นส่วนก็ลดลงตามไปด้วย เมื่อบริษัทต่างๆ นำการออกแบบดอกสว่านอันชาญฉลาดมาผสมผสานกับการปรับแต่งอย่างระมัดระวังในระหว่างการปฏิบัติงานจริง พวกเขาต่างเห็นการปรับปรุงที่ชัดเจนในผลประกอบการของตนเอง ผลลัพธ์จากอีเกิลฟอร์ดชี้ให้เห็นว่า เทคโนโลยี PDC ไม่ใช่แค่เพียงมีความหวังเท่านั้น แต่ยังสามารถมอบประโยชน์ที่จับต้องได้ให้กับผู้ดำเนินงานที่ยินดีลงทุนในแนวทางวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพ

ความเหมาะสมของชั้นหินและการเลือกดอกสว่านเจาะตามลักษณะทางธรณีวิทยา

หินคาร์บอเนต (Carbonates) กับชั้นหินสลับ (Interbedded Formations): การเลือกดอกสว่านให้เหมาะกับชนิดของหิน

ดอกสว่าน PDC ทำงานได้ดีที่สุดในหินคาร์บอเนตเนื้อเดียว เนื่องจากสามารถตัดผ่านโครงสร้างหินที่สม่ำเสมอได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ในทางกลับกัน ดอกสว่านไตรโคนที่ติดตั้งเม็ดสอดคาร์ไบด์ทังสเตน (TCI) จะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่ามากเมื่อเจาะชั้นหินที่มีลักษณะผสมผสานกันระหว่างชเลต์ ทรายก้อน และดินเหนียว แรงกดที่เกิดจากการบดอัดของดอกสว่านประเภทนี้ เหมาะสมอย่างยิ่งกับสภาพชั้นหินที่มีความแข็งแตกต่างกันอย่างกะทันหันระหว่างชั้นหนึ่งกับอีกชั้นหนึ่ง โครงการเจาะสำรวจในภาคเหนือของอิรักเมื่อปี 2024 แสดงให้เห็นว่า ดอกสว่าน PDC สามารถเจาะผ่านหินปูนได้เร็วขึ้น 18% เมื่อเทียบกับวิธีอื่น ในขณะเดียวกัน ดอกสว่าน TCI เดียวกันก็ช่วยลดปัญหาที่เกิดจากการสั่นสะเทือนลงได้ประมาณ 32% เมื่อใช้งานในชั้นหินที่สลับเปลี่ยนประเภทกันไป การเลือกดอกสว่านที่เหมาะสมกับประเภทหินเฉพาะนั้นมีผลทางเศรษฐกิจที่ชัดเจนเช่นกัน ต้นทุนการเจาะลดลงประมาณ 22 เซนต์ต่อเมตร เมื่อเวลาที่ใช้ในการเปลี่ยนดอกสว่านลดลงและอัตราการเจาะโดยรวมเพิ่มขึ้น

การจัดประเภทความแข็งของหินและกรอบการตัดสินใจสำหรับการเลือกดอกสว่าน

กรอบความแข็งของหินแบบเป็นระบบช่วยแนะนำการเลือกชนิดดอกสว่าน:

ระบบจัดประเภท IADC ช่วยเสริมในส่วนนี้ โดยกำหนดค่าความกัดกร่อนและความแข็งแรงในการรับแรงอัด เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกดอกสว่านให้สอดคล้องกับสภาพชั้นหิน ตัวอย่างเช่น ดอกสว่าน TCI ที่มีรหัส IADC 415 สามารถทนต่อเขตที่มีแร่ควอตซ์เป็นองค์ประกอบหลัง ซึ่งจะทำให้ดอกสว่าน PDC เกิดความเสียหายจากความร้อนได้

กรณีการใช้งานที่เหมาะสม: เมื่อควรเลือกใช้ดอกสว่าน PDC หรือไตรโคนด์ตามสภาพการใช้งาน

เลือกใช้ดอกสว่าน PDC สำหรับหลุมเจาะในแนวดิ่งในชั้นหินคาร์บอเนตเนื้อเดียวหรือชั้นดินน้ำมันอ่อนที่ต้องการอัตราการเจาะ (ROP) สูงสุด ควรเลือกใช้ดอกสว่านไตรโคนด์เมื่อเจาะใน:

• หลุมเจาะที่มีทิศทางผ่านเขตรอยเลื่อน
• ชั้นหินที่มีความกัดกร่อนสูง (เช่น หินทรายที่มีปริมาณควอตซ์มากกว่า 40%)
• ช่วงชั้นหินที่มีการเปลี่ยนแปลงของลิโธโลยีที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้
  แบริ่งกลไกของไตรโคนด์สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของความแข็งที่เกิดขึ้นกะทันหันได้ดีกว่าตัวตัดแบบคงที่ของ PDC ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายรุนแรงลง 27% ในแอ่งน้ำมันที่มีสภาพซับซ้อน ตามผลการวิเคราะห์ดอกสว่านที่สึกหรอแล้ว

ประสิทธิภาพด้านต้นทุนและต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน: ดอกสว่าน PDC เทียบกับไตรโคนด์

ต้นทุนเริ่มต้น: เหตุใดดอกสว่าน PDC จึงต้องการเงินลงทุนสูงในระยะแรก

ดอกสว่าน PDC มีต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่าดอกสว่าน tricone ถึง 40–60% เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนของตัวตัดเพชรสังเคราะห์และวัสดุพิเศษที่ใช้ในการผลิต ราคาที่สูงนี้สะท้อนถึงวิศวกรรมขั้นสูง แต่ก็เป็นอุปสรรคต่อการดำเนินงานที่มีข้อจำกัดด้านทุนทรัพย์ ในทางกลับกัน ดอกสว่าน tricone มีข้อได้เปรียบด้านงบประมาณในทันทีด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายและการใช้เม็ดตัดทังสเตนคาร์ไบด์ที่หาได้ง่าย

การวิเคราะห์ต้นทุนต่อเมตร: การประหยัดต้นทุนในระยะยาวด้วยดอกสว่าน PDC ในชั้นหินที่เหมาะสม

เจาะทะลุชั้นหินที่มีความแข็งตั้งแต่นุ่มถึงปานกลาง เช่น หินดินดาน (shale) หรือหินปูน (limestone)? ดอกสว่านแบบ PDC นั้นคุ้มค่าในระยะยาวแม้ว่าราคาเริ่มต้นจะสูงกว่า วิธีการตัดเจาะของดอกสว่านชนิดนี้ทำให้สามารถเจาะทะลุชั้นหินได้ดีขึ้น 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับดอกสว่านอื่นๆ นอกจากนี้ ยังไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยเท่ากับดอกสว่านแบบ tricone แบบดั้งเดิม ผลการทดสอบภาคสนามบางส่วนแสดงให้เห็นว่าสามารถลดต้นทุนได้ประมาณ 18 ถึง 25 เซนต์ต่อเมตรที่เจาะ เมื่อทำงานกับหินที่มีลักษณะสม่ำเสมอ ทีมงานภาคสนามที่เปลี่ยนมาใช้ดอกสว่าน PDC รายงานว่ามีค่าใช้จ่ายลดลงอย่างเห็นได้ชัดหลังจากเจาะไปเพียงไม่กี่บ่อน้ำมัน ซึ่งทำให้ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นที่สูงขึ้นนั้นคุ้มค่าสำหรับการดำเนินงานส่วนใหญ่

เวลาหยุดทำงาน ความถี่ในการเปลี่ยน และผลกระทบของการบำรุงรักษาต่อต้นทุนรวม (TCO)

ดอกสว่านแบบ tricone ก่อให้เกิดต้นทุนการดำเนินงานที่แฝงมาอย่างเงียบๆ ผ่าน:

• การบำรุงรักษาแบริ่ง : ต้องทำการหล่อลื่นเป็นประจำ โดยอัตราการเกิดความล้มเหลวเพิ่มขึ้น 15% ในพื้นที่ที่มีความกัดกร่อน
• เวลาในการยกชุดสว่านขึ้น (Trip time) : ต้องเปลี่ยนดอกสว่านมากกว่า 3–5 ครั้งต่อบ่อน้ำมัน เมื่อเทียบกับดอกสว่านแบบ PDC
• การปฏิบัติการดึงวัตถุที่ติดค้าง (Fishing operations) : มีความเสี่ยงที่จะสูญเสียชุดกรวย (cone) ซึ่งอาจทำให้เสียค่าใช้จ่ายต่อเหตุการณ์ระหว่าง 15,000–50,000 ดอลลาร์สหรัฐ
  ดอกสว่าน PDC ช่วยลดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ทำให้เวลาที่ไม่ได้ใช้ผลิตลดลง 20–35% และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาอย่างมาก

ข้อมูลภาคสนาม: ต้นทุนต่อฟุตในการดำเนินงานที่บ่อนใต้ดินนอร์ทดาโคตา

ความทนทานและอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมการเจาะที่ท้าทาย

ความต้านทานการสึกกร่อนในชั้นหินที่กัดกร่อนสูง

ลูกบด PDC แสดงศักยภาพได้อย่างเด่นชัดเมื่อต้องทำงานเจาะผ่านชั้นหินทรายและหินดินดานที่มีความแข็งแรงสูง เนื่องจากมีตัวตัดแบบโพลีคริสตัลไลน์ไดมอนด์คอมแพค (polycrystalline diamond compact cutters) ที่ทนต่อแรงเสียดทานได้ดีกว่าวัสดุรุ่นเก่าที่เคยใช้กันมาก ตรงข้ามกับลูกบดแบบ tricone ซึ่งพึ่งพาชิ้นส่วนทังสเตนคาร์ไบด์ (tungsten carbide inserts) เป็นหลัก แต่ชิ้นส่วนเหล่านี้มักสึกกร่อนอย่างรวดเร็วเมื่อเจาะหินที่มีซิลิกาเป็นองค์ประกอบหลักเป็นเวลานาน จากการทดสอบภาคสนามที่ดำเนินการในหลายพื้นที่เจาะบ่อบางแห่ง พบว่าตัวตัด PDC ส่วนใหญ่ยังคงประสิทธิภาพการตัดอยู่ที่ประมาณ 80 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของกำลังตัดเดิม แม้จะใช้งานต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นเวลาประมาณ 150 ชั่วโมง ขณะที่ลูกบดแบบ tricone ผู้ปฏิบัติงานมักต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนใหม่ภายในระยะเวลา 50 ถึง 70 ชั่วโมงภายใต้เงื่อนไขการใช้งานใกล้เคียงกัน ความแตกต่างนี้ส่งผลสำคัญต่อต้นทุนการดำเนินงานและเวลาหยุดพักเพื่อซ่อมบำรุง

การเสื่อมสภาพจากความร้อนและแรงกล: ตัวตัด PDC เทียบกับเม็ดตัดทังสเตนคาร์ไบด์

ความร้อนที่รุนแรงซึ่งพบได้ลึกใต้ดินที่อุณหภูมิเกิน 300 องศาฟาเรนไฮต์ หรือประมาณ 149 องศาเซลเซียส ส่งผลกระทบต่อหัวสว่านชนิดต่างๆ ในลักษณะเฉพาะของตนเอง ตัวตัด PDC จะยังคงสภาพสมบูรณ์จนกระทั่งอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 1,292 องศาฟาเรนไฮต์ เพราะเพชรสามารถนำความร้อนได้ดีเยี่ยม แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างฉับพลันอาจทำให้เกิดรอยร้าวในระดับไมโครสโคปิกก็ตาม ส่วนหัวสว่านแบบ tricone ปัญหาหลักคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับแบริ่งเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แบริ่งแบบลูกกลิ้งที่ปิดผนึกไว้จะทำงานได้แย่ลง โดยประสิทธิภาพการหล่อลื่นจะลดลงประมาณหนึ่งในสามสำหรับทุกการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 50 องศา เม็ดตัดทังสเตนคาร์ไบด์มักจะสึกกร่อนค่อยเป็นค่อยไปแทนที่จะแตกหักทันทีทันใด ซึ่งทำให้มันค่อนข้างน่าเชื่อถือในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา วิศวกรภาคสนามส่วนใหญ่จึงชอบความน่าเชื่อถือในลักษณะนี้เมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายนี้

การสร้างสมดุลระหว่างอัตราการเจาะ (ROP) สูงและความทนทานของหัวสว่านในเขตชั้นหินที่เปลี่ยนแปลง

ผู้ปฏิบัติงานในสนามมักเลือกใช้ดอกสว่านแบบ PDC เมื่อต้องการอัตราการเจาะ (ROP) ที่สูงในชั้นหินที่มีความสม่ำเสมอ แม้ว่าพวกเขาจะเปลี่ยนมาใช้ดอกสว่านแบบ tricone เมื่อเจอกับชั้นหินปูนที่ผสมกับหินเชิร์ตซึ่งมักเป็นชั้นที่เจาะลำบากก็ตาม โดยในปี 2023 มีการทดสอบในสนามที่แอ่งเพอร์เมียนก็ให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจเช่นกัน พบว่าดอกสว่าน PDC มีอัตราการเจาะดีกว่า tricone ประมาณ 22% อย่างชัดเจน แต่ปัญหาคือทุกครั้งที่ความแข็งของหินเปลี่ยนแปลงกะทันหัน ทีมงานต้องเปลี่ยนดอกสว่านบ่อยขึ้นประมาณสามเท่า นั่นจึงเป็นจุดที่ทีมเจาะแบบชาญฉลาดเริ่มหันมาพิจารณาวิธีผสมผสาน โดยใช้ดอกสว่าน tricone ในช่วงที่เป็นเขตเปลี่ยนผ่าน และเก็บดอกสว่าน PDC ไว้ใช้ในช่วงชั้นหินที่มีความแข็งสม่ำเสมอ ซึ่งวิธีนี้ช่วยลดต้นทุนการเจาะโดยรวมลงได้ประมาณ 18.50 ดอลลาร์ต่อฟุต เมื่อเทียบกับการใช้ดอกสว่านเพียงแบบเดียวตลอดกระบวนการ การผสมผสานวิธีนี้จึงมีความสมเหตุสมผลทั้งในแง่ของประสิทธิภาพและต้นทุน

คำถามที่พบบ่อย

Tricone และ PDC drill bits มีความแตกต่างกันอย่างไร

Tricone bits ใช้ดอกสว่านแบบหมุนและเหมาะสำหรับสภาพพื้นดินที่หลากหลาย ในขณะที่ PDC bits มีตัวตัดแบบคงที่ที่เคลือบด้วยเพชรเทียม และเหมาะสำหรับชั้นหินที่มีความสม่ำเสมอ

เหตุใด PDC bits จึงมีราคาสูงกว่าในระยะแรก

PDC bits มีกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนเนื่องจากต้องใช้ตัวตัดเพชรเทียม ซึ่งเป็นสาเหตุให้ต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า Tricone bits ที่มีโครงสร้างเรียบง่ายกว่า

Tricone bits จัดการกับชั้นธรณีวิทยาที่แตกต่างกันอย่างไร

Tricone bits มีความยืดหยุ่น สามารถปรับรูปแบบฟันตัดเพื่อใช้งานในชั้นหินอ่อนและแข็ง โดยเฉพาะในชั้นหินที่มีความแข็งปานกลาง เช่น หินปูนและโดโลไมต์

ควรเลือกใช้ PDC bits แทน Tricone bits เมื่อไหร่

เลือกใช้ PDC bits สำหรับหลุมเจาะแนวนอนในชั้นหินคาร์บอเนตที่สม่ำเสมอหรือ shale อ่อน ที่ต้องการอัตราการเจาะที่สูง

เปรียบเทียบต้นทุนต่อเมตรระหว่าง PDC และ Tricone bits อย่างไร

ดอกสว่าน PDC มักจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาวในชั้นหินที่เหมาะสม ลดต้นทุนได้ 18-25 เซนต์ต่อเมตร เนื่องจากมีความทนทานและอัตราการเจาะทะลุที่สูงกว่า