Breve introdução do histórico de bits PDC e PDC

As brocas compactas de diamante policristalino (PDC) e PDC foram introduzidas no mercado há várias décadas. Durante esse longo tempo, o cortador PDC e a broca PDC experimentaram muitos contratempos em seus estágios iniciais, também experimentaram um grande desenvolvimento. Lenta mas finalmente, as brocas PDC substituíram gradualmente as brocas cônicas com melhorias contínuas no cortador PDC, na estabilidade da broca e na estrutura hidráulica da broca. bits PDC agoraocuparmais de 90% do total de filmagens de perfuração no mundo.

O cortador PDC foi inventado pela General Electric (GE) em 1971. O primeiro cortador PDC para a indústria de petróleo e gás foi feito em 1973 e com 3 anos de testes experimentais e de campo, é introduzido comercialmente em 1976 depois de comprovado muito mais eficiente do que as ações de esmagamento de bits de botão de carboneto.

No início, a estrutura do cortador PDC é assim:  uma ponta redonda de metal duro (diâmetro 8,38 mm, espessura 2,8 mm)  e uma camada de diamante (espessura 0,5 mm sem chanfro na superfície). Naquela época, havia também um cortador PDC "slug system" Compax. A estrutura desta fresa era assim: o complexo PDC solda no lingote de metal duro para que ficasse mais fácil de instalar na broca de corpo de aço, trazendo assim maior comodidade para o projetista da broca.

Em 1973, a GE testou seu primeiro bit PDC em um poço na área de King Ranch, no sul do Texas. Durante o processo de perfuração de teste, o problema de limpeza da broca foi considerado existente. Três dentes falharam na junta brasada e dois outros dentes quebraram junto com a peça de carboneto de tungstênio. Mais tarde, a empresa testou uma segunda broca na área de Hudson, no Colorado. Esta broca melhorou a estrutura hidráulica para o problema de limpeza. A broca obteve melhor desempenho em formações arenito-xisto com alta velocidade de perfuração. Mas há vários desvios da trajetória planejada do poço durante a perfuração, e uma pequena quantidade de perda de cortadores PDC ainda ocorreu devido à conexão de brasagem.

Em abril de 1974, uma terceira broca foi testada na área de San Juan de Utah, EUA. Esta broca melhorou a estrutura do dente e a forma da broca. A broca substituiu as brocas do cone do corpo de aço no poço adjacente, mas o bocal caiu e a broca foi danificada. Naquela época, era considerado próximo ao final da perfuração para uma formação dura, ou um problema causado pela queda do bocal.

De 1974 a 1976, várias empresas e empresários de brocas avaliaram várias melhorias no cortador PDC. Muitos problemas existentes foram focados na pesquisa. Tais resultados de pesquisa foram organicamente integrados aos dentes Stratapax PDC, lançados pela GE em dezembro de 1976.

A mudança de nome de Compax para Stratapax ajudou a eliminar a confusão na indústria de bits entre bits com compactos de carboneto de tungstênio e diamante Compax.

Fresas Stratapax da GE disponíveis no lançamento do produto, 1976

Em meados dos anos 90, as pessoas começaram a usar amplamente a tecnologia de chanfro nos dentes de corte PDC, a tecnologia multi-chanfro foi adotada na forma de uma patente em 1995. Se a tecnologia de chanfro for aplicada corretamente, a resistência à fratura dos dentes de corte PDC pode ser aumentado em 100%.

Na década de 1980, tanto a GE Company (EUA) quanto a Sumitomo Company (Japão) estudaram a remoção de cobalto da superfície de trabalho dos dentes de PDC para melhorar o desempenho de trabalho dos dentes. Mas não obtiveram sucesso comercial. Uma tecnologia foi posteriormente re-desenvolvida e patenteada pela Hycalog（EUA）. Ficou provado que se o material metálico puder ser removido da fenda de grãos, a estabilidade térmica dos dentes do PDC será muito melhorada para que a broca possa perfurar melhor em formações mais duras e abrasivas. Esta tecnologia de remoção de cobalto melhora a resistência ao desgaste dos dentes PDC em formações de rocha dura altamente abrasivas e amplia ainda mais a aplicaçãofaixa de bits PDC.

A partir de 2000, a aplicação de bits PDC expandiu-se rapidamente. As formações que não podiam ser perfuradas com brocas PDC tornaram-se gradualmente capazes de serem perfuradas de forma econômica e confiável com brocas PDC.

A partir de 2004, na indústria de brocas, a receita do mercado de brocas PDC ocupou cerca de 50%, e a distância de perfuração atingiu quase 60%. Esse crescimento continua até hoje. Quase todos atualmente usados em aplicações de perfuração na América do Norte são bits PDC.

A figura é de D.E. Scott

Em suma, desde que foi lançado na década de 70 e experimentou seu lento crescimento inicial, os cortadores PDC têm promovido gradualmente o desenvolvimento contínuo da indústria de brocas para exploração e perfuração de petróleo e gás. O impacto da tecnologia PDC na indústria de perfuração é enorme.

Novos participantes no mercado de dentes de corte PDC de alta qualidade, bem como grandes empresas de perfuração, continuam a liderar a reforma e inovação de materiais e processos de produção inovadores para que o desempenho dos dentes de corte PDC e brocas PDC possam ser continuamente melhorados.