Stručná história vývoja vrtákov

Predtým, ako bola technológia výroby PDC vyspelá, alebo pred vývojom PDC vrtákov, niektorí výrobcovia používali polykryštalický umelý diamant bez karbidového substrátu, aby nahradili prírodný veľkozrnný diamant na výrobu povrchovo montovaných vrtákov. Tvar polykryštalických diamantov zahŕňa cylindrický s kužeľom na jednom konci, trojuholníkový blok, disk, obdĺžnik, blok atď., ako sú Geoset a Fomset od GE, Syndax3 od De Beers a TSP inštitútu Zhengzhou Sanmo. Ich spoločným znakom je vysoká tepelná stabilita, to znamená odolnosť voči vysokým teplotám od 1000 stupňov do 1100 stupňov, a môžu byť priamo spekané na korunku tela vrtáka zloženého z prášku karbidu volfrámu a spojivového kovu ako zuby vrtákov na drvenie a rezanie. formáciu.

 

Od roku 1969 do roku 1975 vyrobil Zhengzhou Third Grinding Institute niekoľko JR20SN-2 polykryštalických kryštálov rôznych priemerov.

Najprv sa použili na výrobu impregnovaných vrtákov so zachovaním priemeru a výstružníkov na vŕtanie do vrstiev pod úrovňou 7 v baniach. Potom sa polykryštalické kryštály s rozmermi 6 x 6 mm použili na výrobu vrtákov na stieranie oleja. Testy sa uskutočnili v Shengli Oilfield. Ak vezmeme ako príklad vŕtanie do rovnakej hĺbky vrtu 2400 m, v porovnaní s karbidovými škrabkovými vrtákmi môžu polykryštalické škrabacie vrtáky ušetriť 11,000 až 12,000 juanov na vrt a ušetriť 78 % času ; v porovnaní s valcovými vrtákmi môžu polykryštalické škrabacie vrtáky ušetriť viac ako 50 % nákladov a skrátiť čas vŕtania o 5 až 8 dní. Okrem toho sa na udržanie priemeru hutníckych, uhoľných a geologicky impregnovaných vrtákov používajú geologické jadrové vrtáky a výstružníky vyrobené z 1,8×5mm polykryštalických kryštálov a 2,5×5mm polykryštalických kryštálov a ich účinky sú tiež podobné prírodným diamantom.

 

Pred úspechom PDC vyvinutého v mojej krajine na začiatku 80. rokov 20. storočia sa polykryštalický 6 × 6 mm široko používal vo vrtných korunkách na jadrové vrtáky a vrtáky s melónovou šupkou na vŕtanie ropy a zemného plynu. Trojuholníkový blok polykryštalický bol tiež široko používaný pri výrobe vrtákov na jadrové alebo plne vŕtané vrtáky pre stredne tvrdé až tvrdé útvary (ako je vápenec a dolomit) a mierne abrazívne útvary. Od rozsiahlej výroby domáceho PDC v 90. rokoch sa polykryštalický umelý diamant postupne stiahol z trhu vŕtania a bol úplne nahradený PDC.

 

Vývoj a aplikácia PDC vrtákov na ťažbu ropy a zemného plynu prešla značným časovým obdobím. Odolnosť proti nárazu skorého PDC nebola vysoká a došlo k stratifikácii. Okrem toho sa vyskytli problémy pri navrhovaní a výrobe vrtných koruniek a riziko ťažby ropy a zemného plynu. Výkon výrobcov valcových vrtákov, ktorí zaberali veľký podiel na trhu s vŕtaním, nebol taký aktívny. Preto vývoj a aplikácia PDC vrtákov narazila na veľké ťažkosti a odpor.

 

V rokoch 1973 až 1975 používali Spojené štáty na testovanie diamantovú vrstvu PDC (Compax) s hrúbkou 8,38 × 2,8 mm, 0 ,5 mm od spoločnosti GE, privarenú na karbidové zubové stĺpiky a potom nainštalovanú na oceľové vrtáky na testovanie. Veľké množstvo pôvodných testovacích údajov ukázalo, že PDC môže nahradiť prírodné diamanty na povrchových vrtákoch používaných na vŕtanie najtvrdších a najabrazívnejších hornín. Avšak vzhľadom na štrukturálne a výkonnostné charakteristiky PDC a skutočnosť, že väčšina ropných a plynových formácií sú mäkké až stredne tvrdé formácie, výrobcovia vrtných koruniek sa zamerali na aplikáciu PDC na trhu s ropnými vrtmi, ktorý má významné trhové vyhliadky. Výskumné centrum vŕtania Univerzity v Tulse v Spojených štátoch sa podieľalo na počiatočnom návrhu plochého vrtáku PDC a vykonalo kľúčové testy na samotnom PDC. Počas tohto obdobia spoločnosť GE vykonala testy na štyroch PDC vrtákoch v Južnom Texase, Colorade, Utahu a Hornom Michigane, pričom odhalila niektoré problémy so zubami PDC stĺpika, dizajnom a výrobou vrtákov.

 

Po vyriešení problémov v počiatočných testoch spoločnosť GE v decembri 1976 uviedla na trh sériu produktov Stratapax PDC pre vrtáky. Jeho výkon sa zlepšil, bol odolnejší voči nárazom a ľahšie sa pripevnil k telu vrtáku. V tom istom čase spoločnosť Diamant B0art vykonala niekoľko relatívne úspešných testov PDC vrtákov v Perzskom zálive a soľných horninách v Severnom mori a Eastman Christensen vykonal niekoľko relatívne úspešných testov PDC vrtákov v Severnom mori.

 

Po vyššie uvedených predbežných prieskumných testoch, od konca 80. rokov 20. storočia až po súčasnosť, výrobcovia PDC vykonali sériu vylepšení a inovácií PDC, ktoré výrazne zlepšili rôzne výkony PDC. Keďže trh s energiou rastie a ceny ropy naďalej dosahujú nové maximá, veľké spoločnosti vyrábajúce vrtáky aktívne vyvinuli sériu nových PDC vrtákov s ropnými spoločnosťami, aby zlepšili efekt použitia a rozšírili oblasť použitia.