Полікристалічні алмазні компактні (PDC) та PDC-долота представлені на ринку вже кілька десятиліть. Протягом цього тривалого часу різці PDC та долота PDC зазнали багатьох невдач на ранніх стадіях свого розвитку, а також досягли значного розвитку. Повільно, але зрештою, долота PDC поступово витіснили шарошки завдяки постійним удосконаленням різця PDC, стабільності долота та гідравлічної структури долота. Долота PDC зараз займають понад 90% від загальної площі буріння у світі.
Різак PDC був вперше винайдений компанією General Electric (GE) у 1971 році. Перші різаки PDC для нафтогазової промисловості були виготовлені в 1973 році, і після 3 років експериментальних та польових випробувань вони були комерційно впроваджені в 1976 році, після того як було доведено, що вони набагато ефективніші, ніж дроблення твердосплавних головок.
Раніше структура різця PDC була такою: круглий твердосплавний наконечник (діаметром 8,38 мм, товщиною 2,8 мм) та алмазний шар (товщиною 0,5 мм без фаски на поверхні). У той час також існував різець Compax "slug system" PDC. Структура цього різця була такою: Compax PDC зварювався з твердосплавним наконечником, щоб його було легше встановити на сталевий корпус свердла, тим самим забезпечуючи більшу зручність для конструктора свердла.
У 1973 році компанія GE випробувала своє перше долото PDC у свердловині в районі Кінг-Ранч на півдні Техасу. Під час пробного буріння було виявлено проблему очищення долота. Три зубці вийшли з ладу в місці паяного з'єднання, а два інші зубці зламалися разом з карбід-вольфрамовою деталлю. Пізніше компанія випробувала друге долото в районі Гудзон, штат Колорадо. Це долото покращило гідравлічну структуру для вирішення проблеми очищення. Долото досягло кращих показників у піщано-сланцевих формаціях з високою швидкістю буріння. Але під час буріння спостерігалося кілька відхилень від запланованої траєкторії свердловини, і все ж таки відбувалася невелика втрата різців PDC через паяне з'єднання.
У квітні 1974 року в районі Сан-Хуан, штат Юта, США, було випробувано третє бурове долото. Це долото покращило структуру зуба та форму долота. Долото замінило конічні долота зі сталевим корпусом у сусідній свердловині, але сопло випало, і долото було пошкоджено. У той час вважалося, що це відбувається ближче до кінця буріння через тверду формацію або проблему, спричинену падінням сопла.
З 1974 по 1976 рік різні компанії та підприємці, що виробляють бурові долота, оцінювали різні вдосконалення різців PDC. Багато існуючих проблем були зосереджені на дослідженнях. Результати таких досліджень були органічно інтегровані в зубці Stratapax PDC, випущені GE у грудні 1976 року.
Зміна назви з Compax на Stratapax допомогла усунути плутанину в індустрії біт між бітами з твердосплавними наконечниками та алмазними Compax.
У середині 90-х років люди почали широко використовувати технологію зняття фаски на ріжучих зубах PDC, технологія багатофасок була прийнята у вигляді патенту в 1995 році. Якщо технологію зняття фаски застосовувати правильно, стійкість ріжучих зубів PDC до зламу можна збільшити на 100%.
У 1980-х роках компанії GE (США) та Sumitomo (Японія) досліджували видалення кобальту з робочої поверхні зубців PDC для покращення робочих характеристик зубців. Але вони не досягли комерційного успіху. Пізніше технологію було перероблено та запатентовано компанією Hycalog (США). Було доведено, що якщо металевий матеріал можна видалити з міжзеренного зазору, то термостабільність зубців PDC значно покращиться, завдяки чому долото зможе краще бурити в твердіших та абразивніших породах. Ця технологія видалення кобальту покращує зносостійкість зубців PDC у високоабразивних твердих породах та ще більше розширює діапазон застосування доліт PDC.
Починаючи з 2000 року, застосування долот PDC швидко розширилося. Формації, які не можна було пробурити долотами PDC, поступово стали економічно та надійно бурити за допомогою бурових долот PDC.
Станом на 2004 рік у галузі бурових долот ринковий дохід від бурових долот PDC становив близько 50%, а довжина буріння досягла майже 60%. Це зростання продовжується й донині. Майже всі долота, що наразі використовуються в Північній Америці, є долатами PDC.
Коротше кажучи, з моменту свого запуску в 70-х роках та початкового повільного зростання, різці PDC поступово сприяли постійному розвитку індустрії бурових долотів для розвідки та буріння нафти і газу. Вплив технології PDC на бурову галузь є величезним.
Нові учасники ринку високоякісних ріжучих зубів PDC, а також великі бурові компанії продовжують очолювати реформи та впровадження інноваційних матеріалів та виробничих процесів, щоб постійно покращувати продуктивність ріжучих зубів PDC та свердл PDC.
Час публікації: 07 квітня 2023 р.