PDC ja PDC biti ajaloo lühitutvustus

Polükristallilised teemantkompaktsed (PDC) ja PDC puurid on turule toodud juba mitu aastakümmet. Selle pika aja jooksul on PDC-lõikur ja PDC-puurepea kogenud palju tagasilööke oma varases staadiumis ning kogenud ka suurt arengut. Aeglaselt, kuid lõpuks asendasid PDC-otsad järk-järgult koonuseotsad PDC-lõikuri, biti stabiilsuse ja biti hüdraulilise struktuuri pideva täiustamisega. PDC bitid nüüdhõivatarohkem kui 90% kogu maailma puurimismaterjalist.

PDC-lõikuri leiutas 1971. aastal General Electric (GE). Esimesed nafta- ja gaasitööstusele mõeldud PDC-lõikurid valmistati 1973. aastal ning pärast 3 aastat kestnud eksperimentaalset ja välikatsetust tutvustati seda 1976. aastal pärast seda, kui see on palju enam tõestatud. tõhusamad kui karbiidist nupuotsikute purustamine.

Varasematel aegadel oli PDC-lõikuri struktuur järgmine: ümmargune karbiidist ots (läbimõõt 8,38 mm, paksus 2,8 mm) ja teemantkiht (paksus 0,5 mm ilma faasideta pinnal). Sel ajal oli olemas ka Compaxi "slug system" PDC lõikur. Selle lõikuri struktuur oli järgmine: PDC-kompleksne keevisõmblus tsementeeritud karbiidist tihvti külge, nii et seda oleks lihtsam paigaldada teraskorpusega puuri otsale, pakkudes seeläbi puuri konstrueerijale suuremat mugavust.

1973. aastal katsetas GE oma varajast PDC-bitti kaevus Lõuna-Texase King Ranchi piirkonnas. Katsepuurimise käigus leiti, et otsiku puhastusprobleem on olemas. Joodetud ühenduskohas purunesid kolm hammast ja kaks teist hammast purunesid koos volframkarbiidosaga. Hiljem katsetas ettevõte Colorados Hudsoni piirkonnas teist puuri. See puuriotsak on parandanud puhastamisprobleemi jaoks hüdraulilist struktuuri. Otsik on saavutanud parema jõudluse liivakivi-põlevkivi moodustistes kiire puurimiskiirusega. Kuid puurimisel esineb mitmeid kõrvalekaldeid kavandatud puuraugu trajektoorist ja kõvajoodisjootmise ühenduse tõttu tekkis siiski väike osa PDC-freeside kadu.

1974. aasta aprillis katsetati USA-s Utahi osariigis San Juani piirkonnas kolmandat puuritera. See otsik on parandanud hammaste struktuuri ja kuju. Otsik asendas teraskere koonuse otsikuid kõrvalasuvas kaevus, kuid otsik kukkus alla ja otsik sai vigastada. Sel ajal arvati, et see ilmneb puurimise lõpus kõva moodustise või kukkuvast otsikust põhjustatud probleemist.

Aastatel 1974–1976 hindasid erinevad puuriteraga ettevõtted ja ettevõtjad erinevaid PDC-lõikuri täiustusi. Paljud olemasolevad probleemid keskendusid uurimistööle. Sellised uurimistulemused integreeriti orgaaniliselt Stratapaxi PDC hammastesse, mille GE käivitas 1976. aasta detsembris.

Nime muutmine Compaxilt Stratapaxile aitas kõrvaldada segaduse otsikutööstuses volframkarbiidist tihenditega otsikute ja teemant Compaxi vahel.

GE Stratapaxi lõikurid on saadaval toote tutvustamisel, 1976

90ndate keskel hakati PDC lõikehammastel laialdaselt kasutama faasimistehnoloogiat, mitme faasiga tehnoloogia võeti patendi vormis kasutusele 1995. aastal. Kui faasimistehnoloogiat õigesti rakendada, on PDC lõikehammaste murdumiskindlus. saab suurendada 100%.

1980. aastatel uurisid nii GE Company (USA) kui ka Sumitomo Company (Jaapan) koobalti eemaldamist PDC hammaste tööpinnalt, et parandada hammaste töövõimet. Kuid nad ei saavutanud ärilist edu. Hiljem töötas Hycalog tehnoloogia uuesti välja ja patenteeris（USA）. Tõestus, et kui metallmaterjali saab teravahest eemaldada, paraneb oluliselt PDC hammaste termiline stabiilsus, nii et otsik suudab paremini puurida kõvemates ja abrasiivsemates moodustistes. See koobalti eemaldamise tehnoloogia parandab PDC hammaste kulumiskindlust väga abrasiivsetes kõvades kivimivormides ja laiendab veelgi rakendustPDC bittide vahemik.

Alates 2000. aastast on PDC-bittide kasutamine kiiresti laienenud. Moodustised, mida ei saanud PDC-otsakuga puurida, on järk-järgult muutunud PDC-puuriteradega ökonoomselt ja töökindlalt puuritavaks.

2004. aasta seisuga moodustas puuriterade tööstuses PDC puuriterade turutulu umbes 50% ja puurimiskaugus peaaegu 60%. See kasv jätkub tänapäevani. Peaaegu kõik praegu Põhja-Ameerika puurimisrakendustes kasutatavad on PDC-otsad.

Joonis on pärit D.E. Scott

Lühidalt öeldes on PDC-lõikurid alates selle turule toomisest 70ndatel ja alguses aeglase kasvuga edendanud järk-järgult nafta- ja gaasiuurimise ja puurimise puuritööstuse pidevat arendamist. PDC-tehnoloogia mõju puurimistööstusele on tohutu.

Kvaliteetsete PDC-lõikehammaste turule tulijad, aga ka suuremad puurifirmad juhivad jätkuvalt uuenduslike materjalide ja tootmisprotsesside reformimist ja innovatsiooni, et PDC-lõikehammaste ja PDC-puuriterade jõudlust saaks pidevalt parandada.