Why Can PDC Bits Dominate Offshore Drilling?
Offshore Drilling Trends
Offshore oil and gas exploration is continuously advancing into deepwater, ultra-deepwater, and more complex geological formations. The common challenges in these environments are directly related to bit selection:
Immense Cost Pressure: Extremely high rig day rates demand that bits must be reliable and efficient to minimize non-productive time.
High Technical Threshold: Deepwater drilling faces extreme environments like low temperatures and high pressure, requiring excellent stability and compatibility from the bit and downhole tool systems.
Complex Geological Conditions: Compared to open seas, areas like continental shelf margins and complex fault zones feature significant formation changes, with possible alternating sequences of soft, hard, abrasive, or fractured rocks. This places extremely high demands on a bit's adaptability and impact resistance.
Geological Challenges Faced in Offshore Drilling
Complex Fault Zones (interbedded soft/hard formations, large dip angles)
Ultra-Deepwater High-Pressure Formations (poor drillability, highly abrasive)
Long Lateral Section Drilling (high friction/torque, difficult cuttings transport)
Areas with High Geological Uncertainty
Core Concepts for PDC Bit Selection
Enhance Stability and Impact Resistance: Select bits with 6 blades or more and strong aggressiveness, paired with non-planar cutters (e.g., axe-shaped, conical) to smoothly penetrate interbedded layers. Use reinforced gage protection design to prevent irregular borehole diameter.
Optimize Cutting Efficiency and Wear Resistance: Select bits with high cutter density and employ ultra-wear-resistant, impact-resistant PDC cutters (domestic product performance is approaching international advanced levels). Pair with tools like high-torque mud motors to enhance rock-breaking power.
Reduce Friction and Optimize Hydraulics: Select bits with streamlined blades and low-friction crown design. This must be combined with processes like high-performance drilling fluid and optimized flow rate to ensure wellbore cleaning.
Balance Aggressiveness and Adaptability: Select PDC bits with moderate aggressiveness and wide adaptability, or prepare a hybrid "PDC + Roller Cone" bit solution to handle unexpected hard formations.
Advantages of PDC Bits
Advantage Dimension
Specific Manifestation
Benefits for Offshore Drilling
Rate of Penetration (ROP) & Efficiency
Utilizes shear rock-breaking mechanism. Its ROP in hard and medium-hard formations is far higher than that of roller cone bits, which primarily rely on crushing and impact.
Significantly shortens the drilling cycle, directly saving extremely high offshore rig day rates.
High Wear Resistance & Long Life
Polycrystalline Diamond Compact (PDC) cutters possess extreme hardness and wear resistance. Having no moving parts (bearings), their lifespan in suitable formations can be several times that of roller cone bits.
Reduces trips for bit changes, lowers operational risk and non-productive time, increases the success rate of "one-run" drilling.
Good Thermal Stability
PDC cutters can maintain performance at high temperatures in deep wells.
Capable of handling high downhole temperatures (e.g., 162°C in referenced cases) and deep/ultra-deep drilling.
Comprehensive Cost-Effectiveness
Although the individual purchase cost may be higher, its high ROP and long life significantly reduce cost per foot, making it highly beneficial from a total project cost perspective.
Effectively controls total offshore operational costs, achieving cost reduction and efficiency improvement. Market data shows fixed cutter bits (primarily PDC) dominate the market share.
Technical Compatibility
The fixed cutter structure operates smoothly and is highly compatible with automated, intelligent drilling systems like Rotary Steerable Systems (RSS) and Logging While Drilling (LWD).
Enables precise, smooth, and efficient well trajectory control, which is key for completing complex offshore directional and horizontal wells.
Expanding Formation Adaptability
Performance in complex, interbedded, and fractured formations is continuously improved through optimized design (e.g., non-planar cutters, reinforced gage) and materials.
The application range has expanded from early homogeneous hard rocks to a wider variety of offshore geological conditions.
The aforementioned advantages complement each other, collectively forming the core competitiveness of PDC bits:
Solving the Core Offshore Pain Point – Extreme Cost Reduction: Offshore rig day rates can amount to hundreds of thousands of USD. Therefore, any technology that shortens the drilling cycle means massive savings. The high ROP of PDC bits directly addresses this pain point, making its high acquisition cost negligible compared to total costs.
Matching Technological Trends – Intelligent Drilling: Modern offshore drilling heavily relies on intelligent technologies like rotary steering and LWD for precise reservoir penetration. The stable operating characteristics of PDC bits make them the ideal "execution terminal" for the efficient operation of these systems. Their combination is an inevitable trend in technological development.
Continuously Broadening Application Boundaries – Material and Design Innovation: As the impact and high-temperature resistance of PDC materials improve (domestic PDC performance is nearing international advanced levels) and specialized designs for vibrating, abrasive formations emerge, their traditional weaknesses are being continually mitigated, and their application scenarios keep expanding.
掘削装置の保守に関する知識
1装置の設置:1 採掘スペースを準備する.採掘の種類と方法によって,スペースの大きさを決定することができる.2 空気と水 (粉塵除去のために水が必要である場合) のパイプライン,照明線などを,後に使用するために,作業場周辺に運ぶ.3 穴位置設計の要件に従って,掘削装置の信頼性の高い位置を確保する.
2宿題前の検査1 作業を開始する際には,空気と水のパイプライン (粉塵除去のために水が必要である場合) がしっかりと接続されているかどうかを注意深く確認してください.特に風水管と風水管の結びつきは 揺れ傷害を防ぐために 固いものでなければなりません空気漏れと水漏れ2 オイルミスト装置が有機油で満たされているか確認する (過剰に満たさない).3各部品の螺栓,ナッツ,接頭等が締め付けられ,各配置がしっかりと信頼されているか確認する.
3掘削手順と卸荷方法:1穴を開ける際には,まず小衝撃エネルギー,推進力,低速度で穴を開け,穴を配置しやすくする. (除塵が必要な場合,十分な量の水を注ぎ,粉塵を減らす) 掘削台が10cmほど掘り切られているとき適切な推進力を増加し,速度を増加 (塵が必要なときに適切な比で空気と水の混合物を保持するために),そして普通の岩石掘削を行います. ドリルパイプを掘った後,空気モーターの動作を停止し,供給を停止します. 衝撃装置は,空気と水を送って,ドリルホルダーのドリルパイプスロットにフォークを挿入します.風力発電機を逆方向に動かす2番目のドリルパイプが接続され 穴を開けます2 棒の卸荷方法:このドリル棒の卸荷は,半自動で行われ,棒の卸荷器の協力により実現されます.ドリルホルダーと2つのフォークの逆転とその空気モーター棒を卸すとき,回転機は後ろに動きます.ドリルパイプの第2の溝 (ドリルパイプの端の真ん中の溝) がブラケットの四角枠に直接反対する場合,フォークを使用して,第二の溝をしっかりと挿入し,その後,逆モーター,棒卸料器の正方形フレームとドリルパイプの最初の溝 (ドリルパイプの端にある溝) が直接対面している場合堅くそれを挿入するために2番目のフォークを使用し,最初のフォークを取り出す (四角括弧 フレーム内のフォーク),引力シリンダーを操作して,棒の卸荷機を後方へ移動するようにドリル棒を動かす2番目のドリル棒の2番目のスロットがブレーキットスロットに並んだとき,モーターを逆転させ,2つのドリル棒の螺栓が解けられた後,最初のドリル棒を外します.そして,各ドリル棒を順番に取り除く.
4作業中に注意を要する事項:1いつでも,空気と水の各部分の螺栓,ナッツおよび接合体の接続 (水で塵を除去すると) とフレームとホストの固定をチェックします.2 いつでも潤滑器の作業状態を観察し,風力モーターと衝撃装置の潤滑を確認する.3 衝突 装置 と 風力 エンジン を 定期 的 に ガソリン や ディーゼル で 清掃 し,エンジン 刃 の 損傷 を 観察 する.4 穴を掘る際には,穴を掘る棒がつまずくのを防ぐため,逆回転は許されない.5 短期間で機械が動作を停止すると,泥や砂が衝突器に入らないように,少量の空気圧を与えます.穴の底から1〜2mの距離に衝撃装置を上げなければならない.- もう一度修理して6 作業中に,衝撃装置の音と機械の動作が正常かどうか注意してください.機械は検査のために直ちに停止する必要があります..⑦; 新しいドリルパイプを追加する際には,砂が衝突器に混じって部品を損傷したり,シャットダウン事故を引き起こすのを防ぐために,ドリルパイプの清掃に特に注意してください.(通常,圧縮空気を使って吹いて何度か洗います).8作業面に水がある場合,大径のドリルを用いて穴を開け,その後にカバーを挿入します.穴にスラグ泥が入り込まないように地面を露出させるため,外壁を100~200mm長にする.
5機械の維持と潤滑:作業シフトが終わると,機械の表面の汚れは除去されなければならない.2 作業面に解体し,卸すことは厳禁です (簡単に輸送できるように部品に解体した場合を除きます).他のパーツをなくし,他のパーツの重要なパーツを損傷しないように.3制御バルブ,風力モーター,衝撃装置の潤滑が良好であることを確認するために,潤滑器を定期的に油で満たす.4 ギアボックスは,カルシウムベースの油脂とエンジンオイルの混合物で潤滑剤を塗り,定期的に潤滑剤を加える.ギアボックスの潤滑性を確保するために,潤滑剤がボックスの隙間の1/3~2/3を占めるのが適切です..5 推進関節部分では,スライドプレートとスライドフレームの相対的な移動により,スライドフレームと圧力プレートとスライドプレートが磨かれる可能性があります.,プレッシャープレートの下の調整パッドを外すことができます.摩擦が重くなると,プレッシャープレート,スライドプレートまたはスライドフレームを交換することができます.高い掘削精度を保証します.
共通の問題解決1破れたドリルパイプ:1 穴管の壁と穴管の壁の摩擦が原因で,穴管の壁の厚さが減り,強度が過度に弱くなる.ドリルパイプが割れる.2 予防処理: 穴管を追加する際には,検査に注意し,過度の磨きを伴う穴管の使用を停止してください.
2衝撃装置が鳴らない(1) バルブが壊れた (2) 穴の尾の破れた弾丸がシリンダーブロックに入り,ハンマーボディを詰め込む(3) 排気孔 は 岩石 の 塵 に 封じ られ て いる(4) 切削時,穴には水がたくさんあり,排気抵抗は大きく,衝撃装置の起動は容易ではありません.2 処理方法: 衝撃装置が音を出さない場合,上記の4つの理由に従ってチェックします. チェック方法は,衝撃装置をしばらく上げ,排気抵抗を減らすことです.水の一部を噴霧するこの方法がうまくいかない場合,それは最初の3つの理由に属し,インパクターを清掃または交換するために取り除く必要があります.
3閉じ込められた1- 機械が通常の掘削中に詰め込むことができる複雑な形成に加えて,次の理由もあります. 1. 掘削台に翼が壊れている.新しいドリルは元の直径より大きい; 3. 機械が岩を掘る際に移動する.その結果,掘削ツールは穴に曲がります.穴の壁や開口から落下し,岩を掘る際に大きな裂け目や洞窟に出くわす.・5 黄色の泥と破れた石が割れた領域がある場合,岩の塵は放出できません. 6. 作業の怠慢. 長期間にわたって掘削が停止された場合,岩の塵は吹き飛ばされませんでした掘削道具は上げられなかったので 衝撃装置は岩の塵に埋もれていました2 処理方法:現在のドリップの強さに関して,壊れた翼は基本的に排除されています.特別な状況の場合,穴の底にある岩の塵は最初に吹き飛ばされます.穴の直径に似た直径のシームレスパイプのセクションを内部にインストールすることができます.バターやアスファルトで満たされ,穴の底に掘削パイプを接続します.穴の底にある 壊れた翼を取り出して. 最後の5つの詰まったドリルに出くわしたとき,より深刻な状況は,ドリルが引き上げられず,下ろせられないことです.風力モーターは回転せず,衝撃装置は音を出しません.この時点で穴を開けると,穴を開けると,穴を開けると,穴を開けると,穴を開けると岩を再掘削する際まず圧力をかけ,その後,徐々に正常な作業圧力を高めます.
4ビット断片,角,チップ:1 掘削管が反転すると,岩石形成の変化の交換場所,または石塊または合金板がそれに落ちた可能性があります.外見から判断すると,合金板が落ちた場合ドリルパイプの鼓動は よりリズム的です2合金部品が落ちたことが確認されたとき,ドリルツールを上げ,強い吹き法で合金ブロックを吹くことができます.また,ドリルビットの壊れた翼を治療することによって取ることができる穴に欠陥や断片がある場合などです 穴の壁に合金圧縮する,またはそれを取らない,ドリルビットを置き換えて,掘削を継続する.
5風力エンジンの使用に関する注意事項:1 モーターとホースを接続する前に,ホースを注意深く清掃する必要があります.パイプラインの空気バルブを数秒間開けることができます.接続する前に圧縮空気でホースを吹く.2 モーターとホースの接続はしっかりとなければならない.3操作前に,潤滑油が潤滑油に浸透し,潤滑油経路が解き放たれていることを確認する必要があります.潤滑油がない場合は,動作することはできません.4 モーターが異常な状態で動いていることが確認された場合,直ちに作業を停止し,保守を行います.作業面の解体と卸荷は禁止されています.
PDC Bit vs Tricone Bit,どちらがあなたにとって良い選択肢か
PDC ビットとトリコーン ビットを使用します 石油井戸掘削,ガス井戸掘削,地熱井戸掘削,鉱山,地質調査,水文調査,水井掘削,HDDパイプラインプロジェクト,基礎プロジェクト
では,適切なドリルをどのように選ぶか?
1何が違うの?
最も直接的な違いは,PDCビットには動く部品がないことである.それらの構造は以下のとおりである:
トリコーンビットは3つの"コーン"から構成され,それらはすべて潤滑ベアリングで回転しなければならない.トリコーンに入り,回転を停止するゴミを防ぐために,何らかのベアリングシール.
PDC固定切片は固体であり,動く部品から成り立たない.PDC切片は,非常に高温および圧力下で細粒子の人工ダイヤモンドとトルフスタンカービードを組み合わせることで作られる.
PDCとトライコンの切断タイプも異なります.PDCは岩を切り取りますが,トライコンはグループ化,粉砕です.
トライコンビットには,比較的高いWOBが必要である.そうでなければ,挿入物は早速磨きを被る可能性がある.
2.PDCビットと三コーンビットの利点
3結論
PDCは形成条件の理想的な選択です. 統合された同質岩,例えばシェール,砂岩,石灰岩,砂,粘土にうまく機能します.
PDCビットは迅速で安全で反転可能な (長期的には低コスト) ソリューションとして試すことができます.
そうでなければ トライコーンの方がいい
トリコーンとは?
トリコーンビット (Tricone bit) は,トリコーンドリルビット (Tricone drill bit),ロックドリルビット (Rock drill bit),トリコーンドリルビット (Tri-cone bits),ロールコーンビット (roller cone bit) とも呼ばれます.これはTCIビット (TCI bit) とミール歯ビット (Mill tooth bit) とも呼ばれます.トリコーンビットは,石油井戸の掘削で発見された岩石掘削ツールですガス井戸掘削,地熱井戸掘削,鉱山,地質調査,水文調査,水井掘削,HDDパイプラインプロジェクト,基礎プロジェクト
3つの回転型,円形の頭から構成され,数列の同心歯が装備されています.頭は約45°の角度で傾き,切片体の周りに配置され,頂点は互いに内側向きである.. 各頭にはスムーズな回転を保証するベアリングが装備されています. トリコーンビットは,通常,ドリルストリングの端に固定され,ドリル面に対して回転します.表面から材料を切り離し,ドリルホールを前進させる.
ローティングコーンドリルの効率を支える基本的な概念は,ドリルの二軸作用です.体の軸に角で頭自身を回る間,ビットボディは自分の軸の周りを回りますこの多軸作用は特に効果的な切削メカニズムであり,トリコンビットが深掘削作業の一般的な選択となっています.3つのドリルヘッドがビット磨きを改善し,ドリル進捗比.