Короткий введення в історію розрядів PDC і PDC

Полікристалічні алмазні компактні (PDC) і свердла PDC були представлені на ринку протягом кількох десятиліть. За цей довгий час фреза PDC і свердло PDC зазнали багатьох невдач на своїх ранніх стадіях, а також зазнали великого розвитку. Повільно, але остаточно, долота PDC поступово замінили конічні долота безперервним покращенням фрези PDC, стабільності долота та гідравлічної структури долота. PDC біти зараззайматипонад 90% загального обсягу свердління у світі.

PDC Cutter вперше був винайдений компанією General Electric (GE) у 1971 році. Перші PDC Cutter для нафтогазової промисловості були виготовлені в 1973 році, а після 3 років експериментальних і польових випробувань вони були представлені на комерційній основі в 1976 році після того, як було доведено набагато більше. ефективніше, ніж роздавлювальні дії твердосплавних наконечників.

Раніше структура фрези PDC була такою:   твердосплавний круглий наконечник (діаметр 8,38 мм, товщина 2,8 мм) і алмазний шар (товщина 0,5 мм без фаски на поверхні). У той час існував також різак PDC «Slug system» Compax. Конструкція цього різця була такою: комплекс PDC приварюється до твердосплавного сплаву, щоб його було легше встановити на сталевий корпус свердла, тим самим створюючи більшу зручність для конструктора свердла.

У 1973 році GE випробувала свою ранню долото PDC у свердловині в районі King Ranch у південному Техасі. Під час процесу пробного буріння вважалося, що існує проблема очищення долота. На паяному з’єднанні вийшли з ладу три зуби, а ще два зуби зламалися разом із карбідною частиною вольфраму. Пізніше компанія випробувала друге бурове долото в районі Гудзон, штат Колорадо. Це свердло покращило гідравлічну структуру для вирішення проблеми очищення. Долото досягло кращої продуктивності в піщано-сланцевих породах із високою швидкістю буріння. Але є кілька відхилень від запланованої траєкторії свердловини під час буріння, і невелика кількість різців PDC все одно відбулася через паяльне з’єднання.

У квітні 1974 року в районі Сан-Хуан, штат Юта, США, було випробувано третє свердло. Ця насадка покращила структуру зуба та форму насадки. Долото замінило конусні долота сталевого корпусу в сусідній свердловині, але насадка впала, і долота було пошкоджено. У той час вважалося, що це відбувається ближче до кінця буріння для твердого пласта або проблеми, викликаної падаючим соплом.

З 1974 по 1976 роки різні компанії, що займаються буровими долотами, і підприємці оцінювали різні вдосконалення фрези PDC. Багато існуючих проблем були спрямовані на дослідження. Такі результати дослідження були органічно інтегровані в зуби Stratapax PDC, запущені GE в грудні 1976 року.

Зміна назви з Compax на Stratapax допомогла усунути плутанину в індустрії долотов між коронками з карбідом вольфраму та алмазним Compax.

Різаки Stratapax від GE, доступні на момент презентації продукту, 1976 рік

У середині 90-х років люди почали широко використовувати технологію зняття фаски на ріжучих зубах PDC, технологія багатофасок була прийнята у вигляді патенту в 1995 році. При правильному застосуванні технології зняття фаски стійкість до руйнування зубів PDC можна збільшити на 100%.

У 1980-х роках компанії GE (США) і Sumitomo (Японія) досліджували видалення кобальту з робочої поверхні зубів PDC для покращення робочих характеристик зубів. Але комерційного успіху вони не досягли. Пізніше технологія була повторно розроблена і запатентована Hycalog（США）. Було доведено, що якщо металевий матеріал можна видалити з зернового зазору, термічна стабільність зубів PDC буде значно покращена, щоб долото могло краще свердлити в більш твердих і абразивних породах. Ця технологія видалення кобальту покращує зносостійкість зубів PDC у високоабразивних твердих гірських утвореннях і ще більше розширює область застосування.діапазон бітів PDC.

Починаючи з 2000 року, застосування біт PDC швидко розширилося. Форми, які не можна було пробурити долотами PDC, поступово стали економно та надійно бурити буровими долотами PDC.

Станом на 2004 рік у промисловості бурових долотів ринковий дохід від свердловин PDC становив близько 50%, а відстань свердління досягала майже 60%. Це зростання триває й донині. Майже всі долота PDC, які зараз використовуються в північноамериканських бурових установках.

Фігурка від D.E. Скотт

Коротше кажучи, з тих пір, як вони були запущені в 70-х роках і зазнали свого початкового повільного зростання, фрези PDC поступово сприяли безперервному розвитку промисловості бурових долотів для розвідки та буріння нафти і газу. Вплив технології PDC на бурову промисловість величезний.

Нові гравці на ринку високоякісних ріжучих зубів PDC, а також великі компанії свердла продовжують очолювати реформу та інновації інноваційних матеріалів і виробничих процесів, щоб продуктивність ріжучих зубів PDC і свердла PDC можна було постійно покращувати.