Breve introdución do historial de bits PDC e PDC

Desde hai varias décadas introducíronse no mercado as brocas compactas de diamante policristalino (PDC) e PDC. Durante este longo tempo, o cortador PDC e a broca PDC experimentaron moitos reveses nas súas primeiras etapas, tamén experimentaron un gran desenvolvemento. Lentamente pero finalmente, as brocas PDC substituíron gradualmente as brocas cónicas con melloras continuas no cortador PDC, na estabilidade da broca e na estrutura hidráulica da broca. Bits PDC agoraocuparmáis do 90% do total de imaxes de perforación no mundo.

PDC Cutter foi inventado primeiro por General Electric (GE) en 1971. Os primeiros PDC Cutters para a industria do petróleo e do gas foron feitos en 1973 e con 3 anos de probas experimentais e de campo, introduciuse comercialmente en 1976 despois de que se probase moito máis. eficiente que as accións de trituración de brocas de botón de carburo.

Nos primeiros tempos, a estrutura do cortador PDC é a seguinte:  unha punta redonda de carburo (diámetro 8,38 mm, grosor 2,8 mm)  e unha capa de diamante (espesor 0,5 mm sen chaflán na superficie). Nese momento, tamén existía unha cortadora PDC "sistema slug" Compax. A estrutura deste cortador era a seguinte: o complexo PDC soldaba á babosa de carburo cementado para que fose máis doado de instalar na broca do corpo de aceiro, aportando así unha maior comodidade ao deseñador da broca.

En 1973, GE probou o seu primeiro bit PDC nun pozo da zona de King Ranch, no sur de Texas. Durante o proceso de perforación de proba, considerouse que existía o problema de limpeza da broca. Tres dentes fallaron na unión soldada e outros dous dentes romperon xunto coa parte de carburo de tungsteno. Máis tarde, a compañía probou unha segunda broca na zona de Hudson de Colorado. Esta broca mellorou a estrutura hidráulica para o problema de limpeza. A broca conseguiu un mellor rendemento en formacións de pedra arenisca e xisto cunha velocidade de perforación rápida. Pero hai varias desviacións da traxectoria planificada do pozo durante a perforación, e aínda se produciu unha pequena cantidade de perdas de cortadores PDC debido á conexión de soldadura.

En abril de 1974, unha terceira broca foi probada na zona de San Juan de Utah, EUA. Esta broca mellorou a estrutura do dente e a forma da broca. A broca substituíu as brocas cónicas do corpo de aceiro no pozo adxacente, pero a boquilla caeu e a broca quedou danada. Nese momento, considerouse que se producía preto do final da perforación por unha formación dura ou un problema causado pola caída da tobera.

De 1974 a 1976, varias empresas de brocas e empresarios avaliaron varias melloras no cortador PDC. Moitos problemas existentes centráronse na investigación. Tales resultados de investigación integráronse organicamente nos dentes Stratapax PDC, lanzado por GE en decembro de 1976.

O cambio de nome de Compax a Stratapax axudou a eliminar a confusión na industria de brocas entre brocas compactas de carburo de tungsteno e Compax de diamante.

As cortadoras Stratapax de GE dispoñibles na presentación do produto, 1976

A mediados dos anos 90, a xente comezou a utilizar amplamente a tecnoloxía de achaflanado nos dentes de corte PDC, a tecnoloxía de chaflán múltiple foi adoptada en forma de patente en 1995. Se a tecnoloxía de achaflanado se aplica correctamente, a resistencia á fractura dos dentes de corte PDC. pódese aumentar nun 100%.

Na década de 1980, tanto GE Company (EUA) como Sumitomo Company (Xapón) estudaron a eliminación de cobalto da superficie de traballo dos dentes PDC para mellorar o rendemento de traballo dos dentes. Pero non acadaron éxito comercial. Unha tecnoloxía foi posteriormente redesenvolvida e patentada por Hycalog（EUA）. Probouse que se se pode eliminar o material metálico da brecha do gran, a estabilidade térmica dos dentes PDC mellorarase moito para que a broca poida perforar mellor en formacións máis duras e abrasivas. Esta tecnoloxía de eliminación de cobalto mellora a resistencia ao desgaste dos dentes PDC en formacións de rochas duras altamente abrasivas e amplía aínda máis a aplicación.rango de bits PDC.

A partir de 2000, a aplicación de bits PDC expandiuse rapidamente. As formacións que non se podían perforar con brocas PDC foron gradualmente capaces de ser perforadas de forma económica e fiable con brocas PDC.

A partir de 2004, na industria de brocas, os ingresos do mercado das brocas PDC ocupaban preto do 50% e a distancia de perforación alcanzou case o 60%. Este crecemento continúa ata hoxe. Case todos os que se usan actualmente en aplicacións de perforación norteamericanas son brocas PDC.

A figura é de D.E. Scott

En resumo, desde que se lanzou nos anos 70 e experimentou o seu lento crecemento inicial, os cortadores PDC promoveron gradualmente o desenvolvemento continuo da industria de brocas para a exploración e perforación de petróleo e gas. O impacto da tecnoloxía PDC na industria da perforación é enorme.

Os novos participantes no mercado de dentes de corte PDC de alta calidade, así como as principais empresas de perforación, seguen liderando a reforma e innovación de materiais e procesos de produción innovadores para que o rendemento dos dentes de corte PDC e das brocas PDC poida mellorarse continuamente.