PDC及PDC位历史简介

多晶金刚石复合片 (PDC) 和 PDC 钻头已投放市场数十年。在很长一段时间内，PDC刀具和PDC钻头在早期经历了许多挫折，也经历了很大的发展。慢慢地，但最终，PDC 钻头逐渐取代了锥形钻头，PDC 刀具、钻头稳定性和钻头液压结构不断改进。 PDC 位现在占据占全球钻井进尺总量的 90% 以上。

PDC 切割机由通用电气 (GE) 于 1971 年首次发明。第一台用于石油和天然气行业的 PDC 切割机于 1973 年完成，经过 3 年的实验和现场测试，经过验证后于 1976 年投入商业使用比硬质合金纽扣钻头的破碎作用更有效。

早期PDC刀具的结构是这样的：一个硬质合金圆刀尖，（直径8.38mm，厚度2.8mm），和一个金刚石层（厚度0.5mm，表面无倒角）。当时也有康派“弹头系统”PDC刀具。这种刀具的结构是这样的：PDC复合焊接到硬质合金块上，这样可以更容易地安装在钢体钻头上，从而给钻头设计者带来更大的方便。

1973 年，GE 在德克萨斯州南部 King Ranch 地区的一口井中测试了其早期的 PDC 钻头。在试钻过程中，认为存在钻头清洁问题。三颗牙齿在钎焊处损坏，另外两颗牙齿与碳化钨部分一起折断。后来，该公司在科罗拉多州的哈德逊地区测试了第二个钻头。该钻头针对清扫问题改进了液压结构。该钻头在砂岩-页岩地层中取得了较好的性能，钻速快。但在钻井过程中与计划的钻孔轨迹存在若干偏差，并且由于钎焊连接仍会发生少量PDC刀具损失。

1974 年 4 月，第三个钻头在美国犹他州圣胡安地区进行了测试。该钻头改进了齿结构和钻头形状。该钻头更换了相邻井的钢体锥钻头，但喷嘴掉落，钻头损坏。当时认为是由于地层较硬，或下水口引起的问题。

从 1974 年到 1976 年，各种钻头公司和企业家对 PDC 刀具的各种改进进行了评估。许多现有的问题都集中在研究上。这些研究成果被有机地整合到了 GE 于 1976 年 12 月推出的 Stratapax PDC 牙齿中。

从 Compax 更名为 Stratapax 有助于消除钻头行业中碳化钨复合片钻头和金刚石 Compax 之间的混淆。

GE 的 Stratapax 刀具可在产品介绍中获得，1976 年

90年代中期，人们开始在PDC切削齿上广泛使用倒角技术，1995年以专利的形式采用多倒角技术。如果倒角技术应用正确，PDC切削齿的抗断裂性可以增加 100%。

1980年代GE公司（美国）和住友公司（日本）都研究了去除PDC牙齿工作面的钴以提高牙齿的工作性能。但他们并没有取得商业上的成功。一项技术后来被 Hycalog 重新开发并申请了专利（美国）.事实证明，如果能将金属材料从颗粒间隙中去除，PDC 齿的热稳定性将大大提高，从而使钻头可以更好地在更硬、更磨蚀的地层中钻孔。这种钴去除技术提高了 PDC 齿在高磨蚀性硬岩层中的耐磨性，并进一步拓宽了应用范围PDC 位的范围。

从2000年开始，PDC钻头的应用迅速扩大。 PDC钻头无法钻进的地层逐渐变得能够经济可靠地用PDC钻头钻进。

截止2004年，在钻头行业，PDC钻头市场收入占比约50%，钻进距离接近60%。这种增长一直持续到今天。目前几乎所有在北美钻井应用中使用的都是 PDC 钻头。

该图来自 D.E. Scott

总之，PDC刀具自70年代推出并经历了最初的缓慢增长以来，逐渐推动了油气勘探钻井钻头行业的不断发展。 PDC技术对钻井行业的影响是巨大的。

优质PDC切削齿市场的新进入者，以及各大钻头企业，不断引领创新材料和生产工艺的改革创新，使PDC切削齿和PDC钻头的性能不断提升。