Burghiele compacte cu diamant policristalin (PDC) și burghiele PDC au fost introduse pe piață de câteva decenii. În această lungă perioadă, freza PDC și burghiele PDC au întâmpinat numeroase eșecuri în stadiile lor incipiente, dar au cunoscut și o dezvoltare semnificativă. Încet, dar în cele din urmă, burghiele PDC au înlocuit treptat burghiele conice, cu îmbunătățiri continue ale frezei PDC, stabilității burghiului și structurii hidraulice a acestuia. Burghiele PDC ocupă acum peste 90% din suprafața totală de foraj din lume.
Freza PDC a fost inventată pentru prima dată de General Electric (GE) în 1971. Primele freze PDC pentru industria petrolului și gazelor au fost fabricate în 1973 și, după 3 ani de teste experimentale și pe teren, a fost introdusă comercial în 1976, după ce s-a dovedit mult mai eficientă decât acțiunile de concasare ale frezelor din carbură.
La început, structura frezei PDC era următoarea: un vârf rotund din carbură (diametru 8,38 mm, grosime 2,8 mm) și un strat de diamant (grosime 0,5 mm fără teșitură la suprafață). La acea vreme, exista și o freză PDC Compax „cu sistem de găuri metalice”. Structura acestei freze era următoarea: sudarea Compax PDC la găuri metalice din carbură cimentată, astfel încât instalarea pe burghiul cu corp de oțel să fie mai ușoară, aducând astfel un confort sporit proiectantului de burghie.
În 1973, GE și-a testat sapa PDC timpurie într-o sondă din zona King Ranch din sudul Texasului. În timpul procesului de foraj de testare, s-a considerat că există o problemă de curățare a sapei. Trei dinți s-au rupt la îmbinarea lipită, iar alți doi dinți s-au rupt împreună cu piesa din carbură de tungsten. Ulterior, compania a testat o a doua sapă de foraj în zona Hudson din Colorado. Această sapă de foraj a îmbunătățit structura hidraulică pentru problema curățării. Sapa a obținut performanțe mai bune în formațiuni de gresie-șisturi, cu o viteză mare de foraj. Cu toate acestea, există mai multe abateri de la traiectoria planificată a găurii de sondă în timpul forajului și totuși s-a produs o mică pierdere a frezelor PDC din cauza conexiunii lipite.
În aprilie 1974, un al treilea burghiu a fost testat în zona San Juan din Utah, SUA. Acest burghiu a îmbunătățit structura dinților și forma burghiului. Burghiul a înlocuit burghiele conice cu corp de oțel din sonda adiacentă, dar duza a căzut și burghiul s-a deteriorat. La acea vreme, se considera că acest lucru se produce aproape de sfârșitul forajului, pentru o formațiune dură sau o problemă cauzată de duza care cade.
Între 1974 și 1976, diverse companii producătoare de burghie și antreprenori au evaluat diverse îmbunătățiri ale frezelor PDC. Multe dintre problemele existente au fost concentrate pe cercetare. Rezultatele acestor cercetări au fost integrate organic în dinții Stratapax PDC, lansați de GE în decembrie 1976.
Schimbarea numelui de la Compax la Stratapax a contribuit la eliminarea confuziei din industria burghielor între burghiele cu compacte din carbură de tungsten și Compax cu diamant.
La mijlocul anilor '90, oamenii au început să utilizeze pe scară largă tehnologia de teşire pe dinții tăietori PDC, tehnologia multi-teşire fiind adoptată sub forma unui brevet în 1995. Dacă tehnologia de teşire este aplicată corect, rezistența la fractură a dinților tăietori PDC poate fi crescută cu 100%.
În anii 1980, atât GE Company (SUA), cât și Sumitomo Company (Japonia) au studiat îndepărtarea cobaltului de pe suprafața de lucru a dinților PDC pentru a îmbunătăți performanța de lucru a acestora. Dar nu au obținut succes comercial. Ulterior, o tehnologie a fost redezvoltată și brevetată de Hycalog (SUA). S-a dovedit că, dacă materialul metalic poate fi îndepărtat din spațiul dintre fibre, stabilitatea termică a dinților PDC va fi mult îmbunătățită, astfel încât burghiul poate găuri mai bine în formațiuni mai dure și mai abrazive. Această tehnologie de îndepărtare a cobaltului îmbunătățește rezistența la uzură a dinților PDC în formațiuni de rocă dură extrem de abrazivă și lărgește și mai mult gama de aplicații a burghielor PDC.
Începând cu anul 2000, utilizarea burghielor PDC s-a extins rapid. Formațiunile care nu puteau fi forate cu burghie PDC au devenit treptat capabile să fie forate economic și fiabil cu burghie PDC.
Începând cu anul 2004, în industria burghielor, veniturile de pe piață ale burghielor PDC reprezentau aproximativ 50%, iar distanța de găurire a ajuns la aproape 60%. Această creștere continuă și în prezent. Aproape toate burghiele utilizate în prezent în aplicațiile de găurire din America de Nord sunt burghie PDC.
Pe scurt, de la lansarea sa în anii '70 și de la creșterea inițială lentă, frezele PDC au promovat treptat dezvoltarea continuă a industriei burghielor pentru explorarea și forajul de petrol și gaze. Impactul tehnologiei PDC asupra industriei de foraj este uriaș.
Noii intrați pe piața dinților tăietori PDC de înaltă calitate, precum și marile companii de burghie, continuă să conducă reforma și inovarea materialelor inovatoare și a proceselor de producție, astfel încât performanța dinților tăietori PDC și a burghielor PDC să poată fi îmbunătățită continuu.
Data publicării: 07 aprilie 2023