Korte introductie van PDC- en PDC-bitgeschiedenis

Polykristallijne diamantcompact (PDC) en PDC-boren worden al tientallen jaren op de markt gebracht. Gedurende deze lange tijd hebben PDC-snijder en PDC-boor veel tegenslagen meegemaakt in hun vroege stadia, ook een geweldige ontwikkeling doorgemaakt. Langzaam maar uiteindelijk vervingen PDC-bits geleidelijk kegelbits met continue verbeteringen in PDC-snijder, bitstabiliteit en bit-hydraulische structuur. PDC-bits nubezettenmeer dan 90% van het totale boorbeeld ter wereld.

PDC-snijder werd voor het eerst uitgevonden door General Electric (GE) in 1971. De eerste PDC-snijders voor de olie- en gasindustrie werden in 1973 gemaakt en met 3 jaar experimentele en veldtesten, wordt het in 1976 commercieel geïntroduceerd nadat het veel meer is bewezen efficiënter dan verpletterende acties van hardmetalen knopbits.

Vroeger was de structuur van de PDC-frees als volgt: een hardmetalen ronde punt (diameter 8,38 mm, dikte 2,8 mm) en een diamantlaag (dikte 0,5 mm zonder afschuining op het oppervlak). In die tijd was er ook een Compax "slug system" PDC-snijder. De structuur van deze frees was als volgt: het PDC-complex las aan de gecementeerde hardmetalen slug, zodat deze gemakkelijker op de boor met stalen lichaam kon worden geïnstalleerd, waardoor de ontwerper van de boor meer gemak kreeg.

In 1973 heeft GE zijn vroege PDC-bit getest in een put in het King Ranch-gebied in het zuiden van Texas. Tijdens het testboorproces werd aangenomen dat het reinigingsprobleem van de bit bestond. Drie tanden faalden bij de soldeerverbinding en twee andere tanden braken samen met het wolfraamcarbide-deel. Later testte het bedrijf een tweede boor in het Hudson-gebied van Colorado. Deze boor heeft de hydraulische structuur verbeterd voor het reinigingsprobleem. Het bit heeft betere prestaties bereikt in zandsteen-leisteenformaties met een hoge boorsnelheid. Maar er zijn verschillende afwijkingen van het geplande boorgattraject tijdens het boren, en er is nog steeds een kleine hoeveelheid PDC-snijdersverlies opgetreden als gevolg van de soldeerverbinding.

In april 1974 werd een derde boortje getest in de omgeving van San Juan in Utah, VS. Dit bit heeft de tandstructuur en bitvorm verbeterd. Het bit verving de stalen conusbits in de aangrenzende put, maar het mondstuk viel en het bit was beschadigd. In die tijd werd aangenomen dat het optrad tegen het einde van het boren naar een harde formatie, of een probleem veroorzaakt door de vallende spuitmond.

Van 1974 tot 1976 evalueerden verschillende boorbedrijven en ondernemers verschillende verbeteringen in PDC-snijders. Veel bestaande problemen waren gericht op onderzoek. Dergelijke onderzoeksresultaten werden organisch geïntegreerd in de Stratapax PDC-tanden, gelanceerd door GE in december 1976.

De naamsverandering van Compax naar Stratapax hielp de verwarring in de bitindustrie tussen bits met wolfraamcarbide compacts en diamant Compax te elimineren.

GE's Stratapax-snijders beschikbaar bij productintroductie, 1976

Halverwege de jaren 90 begonnen mensen de afschuintechnologie op grote schaal te gebruiken op PDC-snijtanden, de multi-chamfer-technologie werd in 1995 in de vorm van een patent aangenomen. Als de afschuintechnologie correct wordt toegepast, is de breukweerstand van de PDC-snijtanden met 100% kan worden verhoogd.

In de jaren tachtig bestudeerden zowel GE Company (VS) als Sumitomo Company (Japan) de verwijdering van kobalt van het werkoppervlak van PDC-tanden om de werkprestaties van de tanden te verbeteren. Maar ze boekten geen commercieel succes. Een technologie werd later opnieuw ontwikkeld en gepatenteerd door Hycalog（Verenigde Staten van Amerika）. Het is bewezen dat als het metalen materiaal uit de korrelspleet kan worden verwijderd, de thermische stabiliteit van de PDC-tanden aanzienlijk zal worden verbeterd, zodat het bit beter kan boren in hardere en meer schurende formaties. Deze kobaltverwijderingstechnologie verbetert de slijtvastheid van PDC-tanden in zeer schurende harde rotsformaties en verbreedt de toepassing verderreeks PDC-bits.

Vanaf 2000 is de toepassing van PDC-bits snel uitgebreid. De formaties die niet met PDC-bits konden worden geboord, kunnen geleidelijk aan economisch en betrouwbaar worden geboord met PDC-boren.

Vanaf 2004 besloeg de marktomzet van PDC-boren in de boorindustrie ongeveer 50% en bereikte de boorafstand bijna 60%. Deze groei zet zich tot op de dag van vandaag voort. Bijna alle die momenteel in Noord-Amerikaanse boortoepassingen worden gebruikt, zijn PDC-bits.

Het beeld is van D.E. Scott

Kortom, sinds het in de jaren 70 werd gelanceerd en zijn aanvankelijke langzame groei doormaakte, hebben PDC-snijders geleidelijk de voortdurende ontwikkeling van de boorindustrie voor olie- en gasexploratie en -boring bevorderd. De impact van PDC-technologie op de boorindustrie is enorm.

Nieuwkomers op de markt van hoogwaardige PDC-snijtanden, evenals grote boorbedrijven, blijven het voortouw nemen bij de hervorming en innovatie van innovatieve materialen en productieprocessen, zodat de prestaties van PDC-snijtanden en PDC-boren continu kunnen worden verbeterd.