Stručné představení bitové historie PDC a PDC

Polykrystalické diamantové kompaktní (PDC) a PDC vrtáky jsou uváděny na trh již několik desetiletí. Během této dlouhé doby PDC fréza a PDC vrták zažily ve svých raných fázích mnoho neúspěchů a také zaznamenaly velký vývoj. Pomalu, ale nakonec bity PDC postupně nahradily kuželové bity s neustálým zlepšováním PDC frézy, stability bitů a hydraulické struktury bitů. PDC bity nyníokupovatvíce než 90 % celkových záběrů vrtů na světě.

PDC Cutter byl poprvé vynalezen General Electric (GE) v roce 1971. První PDC Cutter pro ropný a plynárenský průmysl byl vyroben v roce 1973 a po 3 letech experimentálního a terénního testování je komerčně uveden na trh v roce 1976 poté, co se osvědčil mnohem více. účinnější než drcení tvrdokovových knoflíkových bitů.

Dříve byla struktura PDC frézy takováto:  karbidový kulatý hrot (průměr 8,38 mm, tloušťka 2,8 mm) a diamantová vrstva (tloušťka 0,5 mm bez zkosení na povrchu). V té době existovala také PDC řezačka Compax "slug system". Struktura této frézy byla taková: PDC komplexní svar ke slinutému karbidovému čepu, aby bylo možné jej snadněji instalovat na ocelové tělo vrtáku, což přineslo větší pohodlí pro konstruktéra vrtáku.

V roce 1973 GE testovala svůj raný bit PDC ve studni v oblasti King Ranch v jižním Texasu. Během zkušebního vrtání byl problém s čištěním korunky považován za existující. Tři zuby selhaly na pájeném spoji a dva další zuby se zlomily společně s částí z karbidu wolframu. Později společnost testovala druhý vrták v oblasti Hudson v Coloradu. Tento vrták zlepšil hydraulickou strukturu pro problém čištění. Vrták dosáhl lepšího výkonu v pískovcových břidlicových útvarech s vysokou rychlostí vrtání. Existuje však několik odchylek od plánované trajektorie vrtu během vrtání a stále docházelo k malým ztrátám PDC fréz v důsledku pájeného spojení.

V dubnu 1974 byl v oblasti San Juan v Utahu v USA testován třetí vrták. Tento bit zlepšil strukturu zubu a tvar bitu. Vrták nahradil kuželové bity ocelového těla v přilehlé studni, ale tryska upadla a bit se poškodil. V té době se mělo za to, že k tomu došlo blízko konce vrtání pro tvrdý útvar nebo problém způsobený padající tryskou.

Od roku 1974 do roku 1976 různé společnosti a podnikatelé hodnotili různá vylepšení PDC frézy. Mnoho existujících problémů bylo zaměřeno na výzkum. Tyto výsledky výzkumu byly organicky integrovány do zubů Stratapax PDC, které společnost GE uvedla na trh v prosinci 1976.

Změna názvu z Compax na Stratapax pomohla odstranit zmatek v průmyslu bitů mezi bity s výlisky z karbidu wolframu a diamantovým Compaxem.

Řezačky Stratapax od GE dostupné při představení produktu, 1976

V polovině 90. let lidé začali široce používat technologii zkosení na řezných zubech PDC, technologie více sražení byla přijata formou patentu v roce 1995. Při správné aplikaci technologie zkosení se odolnost proti lomu řezných zubů PDC lze zvýšit o 100 %.

V 80. letech 20. století jak GE Company (USA) tak Sumitomo Company (Japonsko) studovaly odstraňování kobaltu z pracovního povrchu zubů PDC za účelem zlepšení pracovního výkonu zubů. Komerčního úspěchu se ale nedočkaly. Technologie byla později znovu vyvinuta a patentována společností Hycalog（USA）. Bylo prokázáno, že pokud lze kovový materiál odstranit z mezery zrna, tepelná stabilita zubů PDC se výrazně zlepší, takže vrták může lépe vrtat v tvrdších a abrazivnějších útvarech. Tato technologie odstraňování kobaltu zlepšuje odolnost proti opotřebení zubů PDC ve vysoce abrazivních tvrdých horninových formacích a dále rozšiřuje použitírozsah bitů PDC.

Počínaje rokem 2000 se aplikace PDC bitů rychle rozšířila. Útvary, které nebylo možné vrtat vrtáky PDC, se postupně staly hospodárným a spolehlivým vrtáním vrtáků PDC.

Od roku 2004 zaujímaly v odvětví vrtacích korunek tržby z PDC vrtáků asi 50 % a vzdálenost vrtání dosáhla téměř 60 %. Tento růst pokračuje dodnes. Téměř všechny v současnosti používané v severoamerických vrtacích aplikacích jsou PDC bity.

Figurka je od D.E. Scott

Stručně řečeno, od svého uvedení na trh v 70. letech a zažily svůj počáteční pomalý růst, frézy PDC postupně podporovaly nepřetržitý rozvoj průmyslu vrtných korunek pro průzkum ropy a zemního plynu a vrtání. Vliv technologie PDC na vrtný průmysl je obrovský.

Noví účastníci na trhu vysoce kvalitních řezných zubů PDC, stejně jako velké společnosti zabývající se vrtáním, nadále vedou reformu a inovaci inovativních materiálů a výrobních procesů tak, aby výkon řezných zubů PDC a vrtáků PDC mohl být neustále vylepšován.