معرفی مختصر تاریخچه بیت PDC و PDC

مته های فشرده الماس پلی کریستالی (PDC) و مته های PDC چندین دهه است که به بازار معرفی شده اند. در طول این مدت طولانی، برش PDC و مته PDC در مراحل اولیه خود شکست های زیادی را تجربه کرده اند، همچنین توسعه بزرگی را تجربه کرده اند. به آرامی اما در نهایت، بیت های PDC به تدریج جایگزین بیت های مخروطی با بهبود مستمر در برش PDC، پایداری بیت و ساختار هیدرولیک بیت شدند. بیت های PDC اکنونرا اشغال کندبیش از 90 درصد از کل فیلم حفاری در جهان است.

کاتر PDC ابتدا توسط جنرال الکتریک (GE) در سال 1971 اختراع شد. اولین کاتر PDC برای صنعت نفت و گاز در سال 1973 انجام شد و با 3 سال آزمایش تجربی و میدانی، پس از اثبات بسیار بیشتر در سال 1976 به صورت تجاری معرفی شد. کارآمد از خرد کردن قطعات دکمه های کاربید است.

در زمان‌های اولیه، ساختار کاتر PDC به این صورت است: یک نوک گرد کاربید، (قطر 8.38 میلی‌متر، ضخامت 2.8 میلی‌متر)، و یک لایه الماس (ضخامت 0.5 میلی‌متر بدون پخ روی سطح). در آن زمان، یک برش PDC "سیستم اسلاگ" Compax نیز وجود داشت. ساختار این کاتر به این صورت بود: جوش پیچیده PDC به حلزون کاربید سیمانی به طوری که نصب آن بر روی مته بدنه فولادی آسان تر باشد و در نتیجه راحتی بیشتری را برای طراح مته به ارمغان بیاورد.

در سال 1973، جنرال الکتریک بیت PDC اولیه خود را در چاهی در منطقه King Ranch در جنوب تگزاس آزمایش کرد. در طول فرآیند حفاری آزمایشی، مشکل تمیز کردن بیت وجود دارد. سه دندان در مفصل لحیم شده از کار افتاد و دو دندان دیگر به همراه قسمت کاربید تنگستن شکستند. بعداً، شرکت مته دوم را در منطقه هادسون کلرادو آزمایش کرد. این مته ساختار هیدرولیک را برای مشکل تمیز کردن بهبود بخشیده است. این بیت در سازندهای ماسه سنگی شیل با سرعت حفاری سریع عملکرد بهتری به دست آورده است. اما چندین انحراف از مسیر گمانه برنامه ریزی شده در حین حفاری وجود دارد و مقدار کمی از اتلاف برش PDC به دلیل اتصال لحیم کاری همچنان رخ می دهد.

در آوریل 1974، سومین مته در منطقه سان خوان یوتا، ایالات متحده آمریکا آزمایش شد. این بیت ساختار دندان و شکل بیت را بهبود بخشیده است. بیت جایگزین قطعات مخروطی بدنه فولادی در چاه مجاور شد، اما نازل سقوط کرد و بیت آسیب دید. در آن زمان تصور می شد که این امر در نزدیکی انتهای حفاری برای یک سازند سخت یا مشکلی ناشی از سقوط نازل رخ می دهد.

از سال 1974 تا 1976، شرکت های مختلف مته و کارآفرینان پیشرفت های مختلفی را در برش PDC ارزیابی کردند. بسیاری از مشکلات موجود بر روی تحقیق متمرکز بود. چنین نتایج تحقیقاتی به صورت ارگانیک در دندان های Stratapax PDC که توسط GE در دسامبر 1976 راه اندازی شد، ادغام شدند.

تغییر نام از Compax به Stratapax به رفع سردرگمی در صنعت بیت بین بیت‌های فشرده کاربید تنگستن و Compax الماس کمک کرد.

برش های Stratapax جنرال الکتریک در زمان معرفی محصول، 1976 موجود است

در اواسط دهه 90، مردم شروع به استفاده گسترده از فناوری پخ زدن بر روی دندان های برش PDC کردند، فناوری چند پخ در قالب یک پتنت در سال 1995 به تصویب رسید. اگر فناوری پخ زدن به درستی اعمال شود، مقاومت در برابر شکست دندان های برش PDC 100% قابل افزایش است.

در دهه 1980، هم شرکت جنرال الکتریک (ایالات متحده آمریکا) و هم شرکت سومیتومو (ژاپن) حذف کبالت از سطح کار دندان‌های PDC را برای بهبود عملکرد دندان‌ها مورد مطالعه قرار دادند. اما آنها به موفقیت تجاری دست نیافتند. یک فناوری بعداً توسط Hycalog دوباره توسعه و ثبت شد（ایالات متحده آمریکا）. ثابت شد که اگر بتوان مواد فلزی را از شکاف دانه جدا کرد، پایداری حرارتی دندان‌های PDC بسیار بهبود می‌یابد به طوری که بیت می‌تواند در ساختارهای سخت‌تر و ساینده‌تر حفاری بهتری داشته باشد. این فناوری حذف کبالت مقاومت به سایش دندان‌های PDC را در سازندهای سنگ‌های سخت بسیار ساینده بهبود می‌بخشد و کاربرد را بیشتر گسترش می‌دهد.محدوده بیت های PDC

با شروع سال 2000، کاربرد بیت های PDC به سرعت گسترش یافته است. سازندهایی که نمی‌توان با مته‌های PDC حفاری کرد، به تدریج می‌توان آن‌ها را به صورت اقتصادی و مطمئن با مته‌های PDC حفاری کرد.

از سال 2004، در صنعت مته، درآمد بازار مته های PDC حدود 50٪ را اشغال کرد و فاصله حفاری به نزدیک به 60٪ رسید. این رشد تا به امروز ادامه دارد. تقریباً تمام مواردی که در حال حاضر در برنامه های حفاری آمریکای شمالی استفاده می شوند، بیت های PDC هستند.

شکل از D.E. اسکات

به طور خلاصه، از زمانی که در دهه 70 راه اندازی شد و رشد آهسته اولیه خود را تجربه کرد، برش های PDC به تدریج توسعه مستمر صنعت مته را برای اکتشاف و حفاری نفت و گاز ترویج کردند. تأثیر فناوری PDC بر صنعت حفاری بسیار زیاد است.

تازه واردان در بازار دندان‌های برش PDC با کیفیت بالا و همچنین شرکت‌های بزرگ دریل، همچنان در اصلاح و نوآوری مواد نوآورانه و فرآیندهای تولید رهبری می‌کنند تا عملکرد دندان‌های برش PDC و مته‌های PDC به طور مداوم بهبود یابد.