Mũi khoan kim cương đa tinh thể (PDC) và PDC đã được giới thiệu ra thị trường trong vài thập kỷ. Trong thời gian dài này, máy cắt PDC và mũi khoan PDC đã trải qua nhiều thất bại trong giai đoạn đầu, đồng thời cũng có sự phát triển vượt bậc. Chậm rãi nhưng cuối cùng, các bit PDC dần dần thay thế các bit hình nón bằng những cải tiến liên tục về máy cắt PDC, độ ổn định của bit và cấu trúc thủy lực của bit. Các bit PDC hiện chiếm hơn 90% tổng số cảnh khoan trên thế giới.
Máy cắt PDC được General Electric (GE) phát minh lần đầu tiên vào năm 1971. Máy cắt PDC đầu tiên dành cho ngành dầu khí được sản xuất vào năm 1973 và sau 3 năm thử nghiệm và thử nghiệm hiện trường, nó được giới thiệu thương mại vào năm 1976 sau khi được chứng minh nhiều hơn nữa. hiệu quả hơn hành động nghiền của các bit nút cacbua.
Thời kỳ đầu, cấu trúc của máy cắt PDC như sau: đầu tròn cacbua, (đường kính 8,38mm, độ dày 2,8mm) và lớp kim cương (độ dày 0,5mm không có vát trên bề mặt). Vào thời điểm đó cũng có máy cắt PDC "hệ thống sên" Compax. Cấu trúc của máy cắt này như sau: mối hàn compax PDC với sên cacbua xi măng để có thể dễ dàng lắp đặt hơn trên mũi khoan thân thép, từ đó mang lại sự thuận tiện hơn cho người thiết kế mũi khoan.
Năm 1973, GE đã thử nghiệm bộ phận PDC đầu tiên của mình tại một giếng ở khu vực King Ranch, miền nam Texas. Trong quá trình khoan thử, vấn đề làm sạch mũi khoan được coi là tồn tại. Ba chiếc răng bị hỏng ở mối nối hàn và hai chiếc răng còn lại bị gãy cùng với phần cacbua vonfram. Sau đó, công ty đã thử nghiệm mũi khoan thứ hai ở khu vực Hudson của Colorado. Mũi khoan này đã cải thiện cấu trúc thủy lực cho vấn đề làm sạch. Mũi khoan đã đạt được hiệu suất tốt hơn trong các thành tạo đá phiến sa thạch với tốc độ khoan nhanh. Tuy nhiên, có một số sai lệch so với quỹ đạo lỗ khoan theo kế hoạch trong quá trình khoan và một lượng nhỏ máy cắt PDC vẫn xảy ra do kết nối hàn.
Vào tháng 4 năm 1974, mũi khoan thứ ba đã được thử nghiệm ở khu vực San Juan thuộc bang Utah, Hoa Kỳ. Mũi khoan này đã cải thiện cấu trúc răng và hình dạng mũi khoan. Mũi thay thế mũi côn thân thép ở giếng liền kề nhưng vòi phun bị rơi và mũi bị hỏng. Vào thời điểm đó, nó được coi là xảy ra ở gần cuối quá trình khoan do hình thành cứng hoặc sự cố do vòi phun rơi xuống.
Từ năm 1974 đến năm 1976, nhiều công ty mũi khoan và doanh nhân đã đánh giá nhiều cải tiến khác nhau trong máy cắt PDC. Nhiều vấn đề tồn tại đã được tập trung vào nghiên cứu. Những kết quả nghiên cứu như vậy đã được tích hợp một cách hữu cơ vào răng Stratapax PDC, được GE đưa ra vào tháng 12 năm 1976.
Việc thay đổi tên từ Compax thành Stratapax đã giúp loại bỏ sự nhầm lẫn trong ngành công nghiệp bit giữa các bit với vật liệu compact cacbua vonfram và Compax kim cương.
Vào giữa những năm 90, người ta bắt đầu sử dụng rộng rãi công nghệ vát cạnh trên răng cắt PDC, công nghệ vát mép đa điểm được áp dụng dưới dạng bằng sáng chế vào năm 1995. Nếu áp dụng đúng công nghệ vát cạnh thì khả năng chống gãy của răng cắt PDC có thể tăng lên 100%.
Vào những năm 1980, cả Công ty GE (Mỹ) và Công ty Sumitomo (Nhật Bản) đều nghiên cứu loại bỏ coban khỏi bề mặt làm việc của răng PDC để cải thiện hiệu suất làm việc của răng. Nhưng họ đã không đạt được thành công về mặt thương mại. Một công nghệ sau đó đã được Hycalog(USA) tái phát triển và cấp bằng sáng chế. Người ta đã chứng minh rằng nếu vật liệu kim loại có thể được loại bỏ khỏi khe hở hạt, độ ổn định nhiệt của răng PDC sẽ được cải thiện đáng kể để mũi khoan có thể khoan tốt hơn ở những dạng cứng hơn và mài mòn hơn. Công nghệ loại bỏ coban này cải thiện khả năng chống mài mòn của răng PDC trong các thành tạo đá cứng có độ mài mòn cao và mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của bit PDC.
Bắt đầu từ năm 2000, việc áp dụng các bit PDC đã được mở rộng nhanh chóng. Các dạng không thể khoan bằng mũi khoan PDC dần dần có thể được khoan tiết kiệm và đáng tin cậy bằng mũi khoan PDC.
Tính đến năm 2004, trong ngành mũi khoan, doanh thu thị trường của mũi khoan PDC chiếm khoảng 50% và khoảng cách khoan đạt gần 60%. Sự tăng trưởng này tiếp tục cho đến ngày nay. Hầu hết tất cả hiện được sử dụng trong các ứng dụng khoan ở Bắc Mỹ đều là bit PDC.
Nói tóm lại, kể từ khi ra mắt vào những năm 70 và trải qua thời kỳ tăng trưởng chậm ban đầu, máy cắt PDC đã dần dần thúc đẩy sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp mũi khoan phục vụ thăm dò và khoan dầu khí. Tác động của công nghệ PDC đến ngành khoan là rất lớn.
Những công ty mới tham gia vào thị trường răng cắt PDC chất lượng cao, cũng như các công ty khoan lớn, tiếp tục dẫn đầu cải cách và đổi mới các vật liệu cải tiến và quy trình sản xuất để hiệu suất của răng cắt PDC và mũi khoan PDC có thể liên tục được cải thiện.
Thời gian đăng: 07-04-2023