Kratka povijest razvoja svrdla

Prije nego što je tehnologija proizvodnje PDC-a bila zrela ili prije razvoja PDC svrdla, neki su proizvođači koristili polikristalni umjetni dijamant bez karbidne podloge kako bi zamijenili prirodni dijamant velikih zrna za proizvodnju površinski montiranih svrdla. Oblik polikristalnih dijamanata uključuje cilindrične sa konusom na jednom kraju, trokutaste blokove, diskove, pravokutnike, blokove itd., kao što su GE Geoset i Fomset, De Beersov Syndax3 i Zhengzhou Sanmo Institute TSP. Njihova zajednička značajka je visoka toplinska stabilnost, odnosno otpornost na visoke temperature od 1000 stupnjeva do 1100 stupnjeva, i mogu se izravno sinterirati na krunu tijela svrdla sastavljenog od praha volfram karbida i vezivnog metala kao zupci svrdla za drobljenje i rezanje formiranje.

 

Od 1969. do 1975. Zhengzhou Third Grinding Institute proizveo je nekoliko polikristalnih kristala JR20SN-2 različitih promjera.

Prvo su korišteni za proizvodnju impregniranih svrdla i razvrtača za održavanje promjera za bušenje slojeva ispod razine 7 u rudnicima. Zatim su polikristalni kristali veličine 6 × 6 mm korišteni za izradu svrdla za struganje ulja. Ispitivanja su provedena u naftnom polju Shengli. Uzimajući za primjer bušenje iste dubine bušotine od 2400 m, u usporedbi s karbidnim strugačkim svrdlima, polikristalna strugala mogu uštedjeti 11000 do 12000 juana po bušotini i uštedjeti 78% vremena ; u usporedbi s valjkastim svrdlima, polikristalna strugala mogu uštedjeti više od 50% troškova i smanjiti vrijeme bušenja za 5 do 8 dana. Osim toga, svrdla za geološko jezgrovanje i razvrtač izrađeni od polikristalnih kristala 1,8 × 5 mm i polikristalnih kristala 2,5 × 5 mm koriste se za održavanje promjera svrdla impregniranih metalurškim, ugljenim i geološkim, a njihovi su učinci također slični prirodnim dijamantima.

 

Prije uspjeha samorazvijenog PDC-a u mojoj zemlji ranih 1980-ih, 6×6 mm polikristalni se naširoko koristio u svrdlima za bušenje jezgre i svrdlima za bušenje u obliku kore lubenice za bušenje nafte i plina. Polikristalni trokutasti blok također se naširoko koristio u proizvodnji svrdla za bušenje jezgri ili bušenje za bušenje srednje tvrde do tvrde formacije (kao što su vapnenac i dolomit) i blago abrazivne formacije. Od velike proizvodnje domaćeg PDC-a 1990-ih, polikristalni umjetni dijamant postupno se povukao s tržišta bušenja i potpuno ga je zamijenio PDC.

 

Razvoj i primjena PDC svrdla za bušenje nafte i plina prošli su kroz dosta vremena. Otpornost na udar ranog PDC-a nije bila visoka i došlo je do raslojavanja. Osim toga, bilo je problema u dizajnu i proizvodnji bušaćih kruna i rizika od bušenja nafte i plina. Učinak proizvođača valjkastih svrdla, koji su zauzimali veliki udio na tržištu bušenja, nije bio toliko aktivan. Stoga je razvoj i primjena PDC svrdla nailazio na velike poteškoće i otpore.

 

Između 1973. i 1975., Sjedinjene Države koristile su GE-ov 8,38×2,8 mm, 0.5 mm debljine dijamantnog sloja PDC (Compax) zavarenog na karbidne nazubljene stupove i zatim ugrađenog na čelična svrdla za ispitivanje. Velika količina izvornih testnih podataka pokazala je da PDC može zamijeniti prirodne dijamante na površinski montiranim svrdlima koja se koriste za bušenje najtvrđih i najabrazivnijih stijena. Međutim, s obzirom na strukturne i radne karakteristike PDC-a i činjenicu da su većina naftnih i plinskih formacija meke do srednje tvrde formacije, proizvođači bušaćih kruna usredotočili su se na primjenu PDC-a na tržištu bušenja nafte, koje ima značajne tržišne izglede. Istraživački centar za bušenje Sveučilišta u Tulsi u Sjedinjenim Državama sudjelovao je u početnom dizajnu ravnog PDC svrdla i proveo ključna ispitivanja na samom PDC-u. Tijekom tog razdoblja, GE je proveo testove na četiri PDC svrdla u Južnom Teksasu, Coloradu, Utahu i Gornjem Michiganu, otkrivajući neke probleme u zubima PDC stupova, dizajnu i proizvodnji svrdla.

 

Nakon što su problemi u početnim testovima riješeni, GE je lansirao Stratapax seriju PDC proizvoda za svrdla u prosincu 1976. Njegova izvedba je poboljšana, bio je otporniji na udarce i bilo ga je lakše pričvrstiti na tijelo svrdla. U isto vrijeme, Diamant B0art proveo je neka relativno uspješna ispitivanja PDC svrdla u Perzijskom zaljevu i slanim stijenama Sjevernog mora, a Eastman Christensen proveo je neka relativno uspješna ispitivanja PDC svrdla u Sjevernom moru.

 

Nakon gore navedenih preliminarnih istraživačkih testova, od kasnih 1980-ih do danas, proizvođači PDC-a napravili su niz poboljšanja i inovacija na PDC-u, što je uvelike poboljšalo različite performanse PDC-a. Kako energetsko tržište cvjeta, a cijene sirove nafte nastavljaju dosezati nove vrhunce, velike tvrtke za svrdla aktivno su razvile seriju novih PDC svrdla s naftnim tvrtkama kako bi poboljšale učinak upotrebe i proširile polje primjene.