Kratek uvod v zgodovino bitov PDC in PDC

Polikristalni diamantni kompaktni (PDC) in PDC svedri so na trgu uvedeni že nekaj desetletij. V tem dolgem času sta PDC rezalnik in sveder PDC v svojih zgodnjih fazah doživela številne napake in doživela velik razvoj. Počasi, a končno, so PDC nastavki postopoma zamenjali stožčaste nastavke z nenehnimi izboljšavami PDC rezalnika, stabilnosti nastavkov in hidravlične strukture sved. PDC biti zdajzasedetiveč kot 90 % celotnega posnetka vrtanja na svetu.

Rezalnik PDC je prvič izumil General Electric (GE) leta 1971. Prvi PDC rezalniki za naftno in plinsko industrijo so izdelali leta 1973 in s 3 leti eksperimentalnih in terenskih testiranj so ga komercialno predstavili leta 1976, potem ko je bilo dokazano veliko več. učinkovitejši od drobilnega delovanja karbidnih nastavkov.

V zgodnjih časih je struktura rezalnika PDC taka:  okrogla konica iz karbida (premer 8,38 mm, debelina 2,8 mm) in diamantna plast (debelina 0,5 mm brez posnetka na površini). Takrat je obstajal tudi rezalnik PDC "slug system" Compax. Struktura tega rezalnika je bila taka: kompleksni PDC zvar na cementno karbidno polto, tako da ga je bilo mogoče lažje namestiti na sveder z jeklenim telesom, s čimer je oblikovalec svedra bolj priročen.

Leta 1973 je GE preizkusil svojo zgodnjo konico PDC v vrtini na območju King Ranch v južnem Teksasu. Med postopkom testnega vrtanja se je štelo, da obstaja problem čiščenja svedra. Na spajkanem spoju so odpovedali trije zobje, dva druga zoba pa sta se zlomila skupaj z delom iz volframovega karbida. Kasneje je podjetje preizkusilo drugi sveder na območju Hudson v Koloradu. Ta sveder je izboljšal hidravlično strukturo za problem čiščenja. Nastavek je dosegel boljšo zmogljivost v formacijah peščenjaka in skrilavca s hitro vrtalno hitrostjo. Vendar je med vrtanjem več odstopanj od načrtovane poti vrtine, zaradi spajanja spajkanja pa je še vedno prišlo do majhne izgube rezalnikov PDC.

Aprila 1974 je bil na območju San Juan v Utahu v ZDA testiran tretji sveder. Ta nastavek je izboljšal strukturo zoba in obliko nastavka. Nastavek je zamenjal stožčaste nastavke iz jeklenega telesa v sosednji vrtini, vendar je šoba padla in nastavek je bil poškodovan. Takrat je veljalo, da se to zgodi ob koncu vrtanja zaradi trde formacije ali težave, ki jo povzroča padajoča šoba.

Od leta 1974 do 1976 so različna podjetja za svedre in podjetniki ocenjevala različne izboljšave rezalnika PDC. Številni obstoječi problemi so bili osredotočeni na raziskave. Takšni rezultati raziskav so bili organsko vključeni v zobe Stratapax PDC, ki jih je GE predstavil decembra 1976.

Sprememba imena iz Compax v Stratapax je pomagala odpraviti zmedo v industriji nastavkov med nastavki z nastavki iz volframovega karbida in diamantnim Compaxom.

GE-jevi rezalniki Stratapax, ki so na voljo ob predstavitvi izdelka, 1976

Sredi 90. let prejšnjega stoletja so ljudje začeli široko uporabljati tehnologijo posnetja na rezalnih zobeh PDC, tehnologija z več posnetki je bila sprejeta v obliki patenta leta 1995. Če je tehnologija posnetja pravilno uporabljena, je odpornost rezilnih zob PDC proti zlomu se lahko poveča za 100%.

V osemdesetih letih prejšnjega stoletja sta tako GE Company (ZDA) kot Sumitomo Company (Japonska) preučevali odstranjevanje kobalta z delovne površine PDC zob, da bi izboljšali delovno zmogljivost zob. A komercialnega uspeha niso dosegli. Hycalog je pozneje ponovno razvil in patentiral tehnologijo（ZDA）. Dokazano je bilo, da če je mogoče kovinski material odstraniti iz zrnate reže, se bo toplotna stabilnost zob PDC močno izboljšala, tako da bo sveder lahko bolje vrtal v trših in bolj abrazivnih formacijah. Ta tehnologija odstranjevanja kobalta izboljša odpornost proti obrabi zob PDC v visoko abrazivnih trdih kamninskih formacijah in dodatno razširi uporaboobseg PDC bitov.

Od leta 2000 se je uporaba bitov PDC hitro razširila. Formacije, ki jih ni bilo mogoče vrtati s PDC svedri, so postopoma postale sposobne ekonomično in zanesljivo vrtati s svedri PDC.

Od leta 2004 je v industriji svedrov tržni prihodek PDC svedrov zavzemal približno 50 %, razdalja vrtanja pa je dosegla skoraj 60 %. Ta rast se nadaljuje še danes. Skoraj vsi, ki se trenutno uporabljajo v aplikacijah za vrtanje v Severni Ameriki, so svedri PDC.

Slika je iz D.E. Scott

Skratka, odkar je bil lansiran v 70. letih prejšnjega stoletja in je doživel začetno počasno rast, so rezalniki PDC postopoma spodbujali stalen razvoj industrije svedrov za raziskovanje in vrtanje nafte in plina. Vpliv tehnologije PDC na industrijo vrtanja je ogromen.

Novi udeleženci na trgu visokokakovostnih rezilnih zob PDC, pa tudi velika podjetja za vrtanje, še naprej vodijo reformo in inovacije inovativnih materialov in proizvodnih procesov, tako da se lahko zmogljivost rezalnih zob PDC in PDC svedrov nenehno izboljšuje.