Поликристаллический алмазный компакт (PDC) и буровые долота PDC представлены на рынке уже несколько десятилетий.За это долгое время резец PDC и буровое долото PDC претерпели множество неудач на ранних стадиях своего развития, а также претерпели большое развитие.Медленно, но наконец, долота PDC постепенно заменили шарошечные долота с постоянным улучшением резца PDC, стабильности долота и гидравлической конструкции долота.Долота PDC в настоящее время занимают более 90% общего объема буровых работ в мире.
Резак PDC был впервые изобретен компанией General Electric (GE) в 1971 году. Первые резцы PDC для нефтегазовой промышленности были изготовлены в 1973 году, и после трех лет экспериментальных и полевых испытаний он был представлен на коммерческом рынке в 1976 году после того, как его эффективность была доказана. более эффективно, чем дробящее действие твердосплавных насадок.
Раньше структура резца PDC была такой: круглый твердосплавный наконечник (диаметр 8,38 мм, толщина 2,8 мм) и алмазный слой (толщина 0,5 мм без фаски на поверхности).В то время существовал также резак PDC Compax со «слизневой системой».Конструкция этой фрезы была такой: PDC Compax приваривался к заготовке из цементированного карбида, чтобы ее можно было легче установить на сверло со стальным корпусом, что приносило больше удобства разработчику сверла.
В 1973 году компания GE испытала свое первое долото PDC в скважине в районе Кинг-Ранч на юге Техаса.В процессе пробного бурения считалось, что существует проблема очистки долота.Три зуба вышли из строя в паяном соединении, а два других зуба сломались вместе с деталью из карбида вольфрама.Позже компания испытала второе буровое долото в районе Гудзона в Колорадо.Это буровое долото улучшило гидравлическую конструкцию для решения проблемы очистки.Долото показало лучшую производительность в песчано-сланцевых пластах при высокой скорости бурения.Но при бурении наблюдаются некоторые отклонения от запланированной траектории скважины, а также небольшой объем потерь резцов PDC из-за паяного соединения.
В апреле 1974 года третье буровое долото было испытано в районе Сан-Хуана в штате Юта, США.Этот бит улучшил структуру зуба и форму бита.Долото заменило конусные долота со стальным корпусом в соседней скважине, но насадка упала, и долото было повреждено.В то время считалось, что это произошло ближе к концу бурения твердого пласта или возникла проблема, вызванная падающим соплом.
С 1974 по 1976 год различные компании, производящие буровые коронки, и предприниматели оценивали различные усовершенствования резца PDC.Многие существующие проблемы были сосредоточены на исследованиях.Результаты таких исследований были органично интегрированы в зубы Stratapax PDC, выпущенные GE в декабре 1976 года.
Изменение названия с Compax на Stratapax помогло устранить путаницу в индустрии долот между долотами с твердосплавными вставками и алмазными Compax.
В середине 90-х годов люди начали широко использовать технологию снятия фасок на режущих зубьях PDC, технология многофасок была принята в виде патента в 1995 году. Если технология снятия фасок применяется правильно, сопротивление разрушению режущих зубьев PDC можно увеличить на 100%.
В 1980-е годы как компания GE (США), так и компания Sumitomo (Япония) исследовали удаление кобальта с рабочей поверхности зубов PDC для улучшения рабочих характеристик зубов.Но коммерческого успеха они не добились.Позднее технология была переработана и запатентована компанией Hycalog (США).Было доказано, что если металлический материал можно удалить из зазора между зернами, термическая стабильность зубьев PDC значительно улучшится, и долото сможет лучше сверлить более твердые и абразивные породы.Эта технология удаления кобальта повышает износостойкость зубьев PDC в высокоабразивных твердых породах и еще больше расширяет диапазон применения долот PDC.
Начиная с 2000 года, применение долот PDC быстро расширилось.Пласты, которые не могли быть пробурены долотами PDC, постепенно стали доступны для экономичного и надежного бурения долотами PDC.
По состоянию на 2004 год в отрасли буровых долот рыночная выручка долот PDC занимала около 50%, а дальность бурения достигла почти 60%.Этот рост продолжается и по сей день.Почти все долота, используемые в настоящее время в бурении в Северной Америке, представляют собой долота PDC.
Короче говоря, с момента своего запуска в 70-х годах и первоначального медленного роста, резцы PDC постепенно способствовали непрерывному развитию индустрии буровых долот для разведки и бурения нефти и газа.Влияние технологии PDC на буровую отрасль огромно.
Новые участники рынка высококачественных режущих зубьев PDC, а также крупные сверлильные компании продолжают возглавлять реформы и инновации в области инновационных материалов и производственных процессов, чтобы производительность режущих зубьев PDC и сверл PDC могла постоянно улучшаться.
Время публикации: 7 апреля 2023 г.