Breve introduzione alla cronologia dei bit PDC e PDC

Le punte diamantate policristalline compatte (PDC) e PDC sono state introdotte sul mercato per diversi decenni. Durante questo lungo periodo la fresa PDC e la punta da trapano PDC hanno subito molte battute d'arresto nelle loro fasi iniziali, ma hanno anche sperimentato un grande sviluppo. Lentamente ma alla fine, le punte PDC hanno gradualmente sostituito le punte coniche con continui miglioramenti nella taglierina PDC, nella stabilità della punta e nella struttura idraulica della punta. Bit PDC oraoccupareoltre il 90% del totale dei filmati di perforazione nel mondo.

PDC Cutter è stato inventato per la prima volta da General Electric (GE) nel 1971. Il primo PDC Cutter per l'industria petrolifera e del gas è stato realizzato nel 1973 e con 3 anni di test sperimentali e sul campo, è stato introdotto in commercio nel 1976 dopo che è stato dimostrato molto di più efficiente rispetto alle azioni di frantumazione delle punte dei bottoni in metallo duro.

All'inizio, la struttura della fresa PDC era così:  una punta tonda in metallo duro, (diametro 8,38 mm, spessore 2,8 mm), e uno strato diamantato (spessore 0,5 mm senza smusso sulla superficie). A quel tempo esisteva anche una taglierina PDC Compax "slug system". La struttura di questa fresa era così: il complesso PDC si saldava al proiettile in carburo cementato in modo che potesse essere più facile da installare sulla punta del trapano con corpo in acciaio, offrendo così una maggiore comodità al progettista della punta del trapano.

Nel 1973, GE ha testato la sua prima punta PDC in un pozzo nell'area di King Ranch, nel Texas meridionale. Durante il processo di perforazione di prova, si è ritenuto che esistesse il problema di pulizia della punta. Tre denti si sono guastati al giunto brasato e altri due denti si sono rotti insieme alla parte in carburo di tungsteno. Successivamente, l'azienda ha testato una seconda punta da trapano nell'area di Hudson in Colorado. Questa punta ha migliorato la struttura idraulica per il problema della pulizia. La punta ha ottenuto prestazioni migliori nelle formazioni di arenaria con velocità di perforazione elevate. Ma ci sono diverse deviazioni dalla traiettoria pianificata del foro durante la perforazione e si è verificata ancora una piccola perdita di frese PDC a causa del collegamento di brasatura.

Nell'aprile 1974, una terza punta da trapano è stata testata nell'area di San Juan, nello Utah, negli Stati Uniti. Questa punta ha migliorato la struttura del dente e la forma della punta. La punta ha sostituito le punte coniche del corpo in acciaio nel pozzo adiacente, ma l'ugello è caduto e la punta è stata danneggiata. A quel tempo, si pensava che si verificasse verso la fine della perforazione per una formazione dura o un problema causato dalla caduta dell'ugello.

Dal 1974 al 1976, varie aziende e imprenditori di punte da trapano hanno valutato vari miglioramenti nella taglierina PDC. Molti problemi esistenti erano focalizzati sulla ricerca. Tali risultati di ricerca sono stati integrati organicamente nei denti Stratapax PDC, lanciati da GE nel dicembre 1976.

Il cambio di nome da Compax a Stratapax ha contribuito a eliminare la confusione nell'industria delle punte tra punte con compatte in carburo di tungsteno e Compax diamantate.

Le taglierine Stratapax di GE sono disponibili all'introduzione del prodotto, 1976

A metà degli anni '90, le persone hanno iniziato a utilizzare ampiamente la tecnologia di smussatura sui denti da taglio PDC, la tecnologia multi-smusso è stata adottata sotto forma di brevetto nel 1995. Se la tecnologia di smussatura viene applicata correttamente, la resistenza alla frattura dei denti da taglio PDC può essere aumentato del 100%.

Negli anni '80, sia GE Company (USA) che Sumitomo Company (Giappone) hanno studiato la rimozione del cobalto dalla superficie di lavoro dei denti PDC per migliorare le prestazioni lavorative dei denti. Ma non hanno ottenuto il successo commerciale. Una tecnologia è stata successivamente rielaborata e brevettata da Hycalog（Stati Uniti d'America）. È stato dimostrato che se il materiale metallico può essere rimosso dalla fessura del grano, la stabilità termica dei denti PDC sarà notevolmente migliorata in modo che la punta possa perforare meglio nelle formazioni più dure e abrasive. Questa tecnologia di rimozione del cobalto migliora la resistenza all'usura dei denti PDC nelle formazioni rocciose dure altamente abrasive e amplia ulteriormente l'applicazionegamma di bit PDC.

A partire dal 2000, l'applicazione dei bit PDC si è espansa rapidamente. Le formazioni che non potevano essere perforate con punte PDC sono diventate gradualmente in grado di essere perforate in modo economico e affidabile con punte PDC.

A partire dal 2004, nel settore delle punte da trapano, le entrate di mercato delle punte da trapano PDC occupavano circa il 50% e la distanza di perforazione ha raggiunto quasi il 60%. Questa crescita continua ancora oggi. Quasi tutti attualmente utilizzati nelle applicazioni di perforazione nordamericane sono punte PDC.

La figura è di D.E. Scott

In breve, da quando è stato lanciato negli anni '70 e ha conosciuto la sua iniziale lenta crescita, i cutter PDC hanno gradualmente promosso il continuo sviluppo dell'industria delle punte da trapano per l'esplorazione e la perforazione di petrolio e gas. L'impatto della tecnologia PDC sull'industria della perforazione è enorme.

I nuovi operatori nel mercato dei denti da taglio PDC di alta qualità, così come le principali società di perforazione, continuano a guidare la riforma e l'innovazione di materiali e processi di produzione innovativi in modo che le prestazioni dei denti da taglio PDC e delle punte PDC possano essere continuamente migliorate.