PDC及PDC位歷史簡介

多晶金剛石複合片 (PDC) 和 PDC 鑽頭已投放市場數十年。在很長一段時間內，PDC刀具和PDC鑽頭在早期經歷了許多挫折，也經歷了很大的發展。慢慢地，但最終，PDC 鑽頭逐漸取代了錐形鑽頭，PDC 刀具、鑽頭穩定性和鑽頭液壓結構不斷改進。 PDC 位現在佔據佔全球鑽井進尺總量的 90% 以上。

PDC 切割機由通用電氣 (GE) 於 1971 年首次發明。第一台用於石油和天然氣行業的 PDC 切割機於 1973 年完成，經過 3 年的實驗和現場測試，經過驗證後於 1976 年投入商業使用比硬質合金鈕扣鑽頭的破碎作用更有效。

早期PDC刀具的結構是這樣的：一個硬質合金圓刀尖，（直徑8.38mm，厚度2.8mm），和一個金剛石層（厚度0.5mm，表面無倒角）。當時也有康派“彈頭系統”PDC刀具。這種刀具的結構是這樣的：PDC複合焊接到硬質合金塊上，這樣可以更容易地安裝在鋼體鑽頭上，從而給鑽頭設計者帶來更大的方便。

1973 年，GE 在德克薩斯州南部 King Ranch 地區的一口井中測試了其早期的 PDC 鑽頭。在試鑽過程中，認為存在鑽頭清潔問題。三顆牙齒在釬焊處損壞，另外兩顆牙齒與碳化鎢部分一起折斷。後來，該公司在科羅拉多州的哈德遜地區測試了第二個鑽頭。該鑽頭針對清掃問題改進了液壓結構。該鑽頭在砂岩-頁岩地層中取得了較好的性能，鑽速快。但在鑽井過程中與計劃的鑽孔軌跡存在若干偏差，並且由於釬焊連接仍會發生少量PDC刀具損失。

1974 年 4 月，第三個鑽頭在美國猶他州聖胡安地區進行了測試。該鑽頭改進了齒結構和鑽頭形狀。該鑽頭更換了相鄰井的鋼體錐鑽頭，但噴嘴掉落，鑽頭損壞。當時認為是由於地層較硬，或下水口引起的問題。

從 1974 年到 1976 年，各種鑽頭公司和企業家對 PDC 刀具的各種改進進行了評估。許多現有的問題都集中在研究上。這些研究成果被有機地整合到了 GE 於 1976 年 12 月推出的 Stratapax PDC 牙齒中。

從 Compax 更名為 Stratapax 有助於消除鑽頭行業中碳化鎢複合片鑽頭和金剛石 Compax 之間的混淆。

GE 的 Stratapax 刀具可在產品介紹中獲得，1976 年

90年代中期，人們開始在PDC切削齒上廣泛使用倒角技術，1995年以專利的形式採用多倒角技術。如果倒角技術應用正確，PDC切削齒的抗斷裂性可以增加 100%。

1980年代GE公司（美國）和住友公司（日本）都研究了去除PDC牙齒工作面的鈷以提高牙齒的工作性能。但他們並沒有取得商業上的成功。一項技術後來被 Hycalog 重新開發併申請了專利（美國）.事實證明，如果能將金屬材料從顆粒間隙中去除，PDC 齒的熱穩定性將大大提高，從而使鑽頭可以更好地在更硬、更磨蝕的地層中鑽孔。這種鈷去除技術提高了 PDC 齒在高磨蝕性硬岩層中的耐磨性，並進一步拓寬了應用範圍PDC 位的範圍。

從2000年開始，PDC鑽頭的應用迅速擴大。 PDC鑽頭無法鑽進的地層逐漸變得能夠經濟可靠地用PDC鑽頭鑽進。

截止2004年，在鑽頭行業，PDC鑽頭市場收入佔比約50%，鑽進距離接近60%。這種增長一直持續到今天。目前幾乎所有在北美鑽井應用中使用的都是 PDC 鑽頭。

該圖來自 D.E. Scott

總之，PDC刀具自70年代推出並經歷了最初的緩慢增長以來，逐漸推動了油氣勘探鑽井鑽頭行業的不斷發展。 PDC技術對鑽井行業的影響是巨大的。

優質PDC切削齒市場的新進入者，以及各大鑽頭企業，不斷引領創新材料和生產工藝的改革創新，使PDC切削齒和PDC鑽頭的性能不斷提升。