Kratka zgodovina razvoja svedrov

Preden je bila proizvodna tehnologija PDC zrela ali pred razvojem svedrov PDC, so nekateri proizvajalci uporabljali polikristalni umetni diamant brez karbidne podlage za zamenjavo naravnega velikozrnatega diamanta za izdelavo površinsko nameščenih svedrov. Oblika polikristalnih diamantov vključuje cilindrične s stožcem na enem koncu, trikotne bloke, diske, pravokotnike, bloke itd., kot sta Geoset in Fomset podjetja GE, Syndax3 podjetja De Beers in TSP inštituta Zhengzhou Sanmo. Njihova skupna značilnost je visoka toplotna stabilnost, to je odpornost na visoke temperature od 1000 stopinj do 1100 stopinj, in se lahko neposredno sintrajo na krono telesa svedra, sestavljenega iz prahu volframovega karbida in vezne kovine, kot zobje svedra za drobljenje in rezanje nastanek.

 

Od leta 1969 do 1975 je Zhengzhou Third Grinding Institute proizvedel več polikristalnih kristalov JR20SN-2 različnih premerov.

Najprej so jih uporabljali za izdelavo impregniranih svedrov za ohranjanje premera in povrtal za vrtanje v plasti pod nivojem 7 v rudnikih. Nato so polikristalne kristale velikosti 6 × 6 mm uporabili za izdelavo oljnih strgalnih svedrov. Testi so bili opravljeni v naftnem polju Shengli. Če za primer vzamemo vrtanje v isto globino vrtine 2400 m, lahko polikristalni strgalni svedri v primerjavi s karbidnimi strgalnimi svedri prihranijo od 11000 do 12000 juanov na vrtino in prihranijo 78 % časa ; v primerjavi z valjčnimi svedri lahko polikristalni strgalni svedri prihranijo več kot 50 % stroškov in skrajšajo čas vrtanja za 5 do 8 dni. Poleg tega se za vzdrževanje premera metalurških, premogovniških in geološko impregniranih svedrov uporabljajo svedri in povrtala iz polikristalnih kristalov 1,8 × 5 mm in polikristalnih kristalov 2,5 × 5 mm, njihovi učinki pa so podobni naravnim diamantom.

 

Pred uspehom samorazvitega PDC v moji državi v zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja se je polikristalni 6 × 6 mm pogosto uporabljal pri svedrih za vrtanje jedrov in svedrih za polno vrtanje v obliki lubenične lupine za vrtanje nafte in plina. Polikristalni trikotni blok se je pogosto uporabljal tudi pri izdelavi svedrov za jedro ali polno vrtanje za srednje trde do trde formacije (kot sta apnenec in dolomit) in rahlo abrazivne formacije. Od obsežne proizvodnje domačega PDC v devetdesetih letih prejšnjega stoletja se je polikristalni umetni diamant postopoma umaknil s trga vrtanja in ga je popolnoma nadomestil PDC.

 

Razvoj in uporaba svedrov PDC za vrtanje nafte in plina sta šla skozi precej časa. Odpornost na udarce zgodnjega PDC ni bila visoka in prišlo je do razslojevanja. Poleg tega so se pojavile težave pri načrtovanju in izdelavi svedrov ter tveganje pri vrtanju nafte in plina. Uspešnost proizvajalcev valjčnih svedrov, ki so zasedli velik delež na vrtalnem trgu, ni bila tako aktivna. Zato sta razvoj in uporaba PDC svedrov naletela na velike težave in odpore.

 

Med letoma 1973 in 1975 so Združene države Amerike uporabljale 8,38 × 2,8 mm, 0.5 mm debel diamantni sloj PDC (Compax), privarjen na zobate stebre iz karbidne trdine in nato nameščen na jeklene svedre za testiranje. Velika količina originalnih testnih podatkov je pokazala, da lahko PDC nadomesti naravne diamante na površinsko nameščenih svedrih, ki se uporabljajo za vrtanje najtrših in najbolj abrazivnih kamnin. Vendar pa so se proizvajalci svedrov ob upoštevanju strukturnih in delovnih značilnosti PDC ter dejstva, da je večina naftnih in plinskih formacij mehkih do srednje trdih formacij, osredotočili na uporabo PDC na trgu vrtanja nafte, ki ima pomembne tržne možnosti. Raziskovalni center za vrtanje Univerze v Tulsi v Združenih državah Amerike je sodeloval pri začetni zasnovi ploščatega svedra PDC in izvedel ključne teste na samem PDC. V tem obdobju je GE izvedel teste štirih svedrov PDC v Južnem Teksasu, Koloradu, Utahu in Zgornjem Michiganu, pri čemer je izpostavil nekatere težave pri zobatih stebrih PDC, načrtovanju in izdelavi svedrov.

 

Ko so bile težave pri začetnih testih odpravljene, je GE decembra 1976 lansiral serijo izdelkov Stratapax PDC za svedre. Njegova zmogljivost je bila izboljšana, bil je bolj odporen na udarce in lažje ga je bilo pritrditi na telo svedra. Istočasno je Diamant B0art izvedel nekaj razmeroma uspešnih preizkusov svedrov PDC v Perzijskem zalivu in solnih kamninah Severnega morja, Eastman Christensen pa je izvedel nekaj razmeroma uspešnih preizkusov svedrov PDC v Severnem morju.

 

Po zgornjih predhodnih raziskovalnih testih so proizvajalci PDC od poznih 1980-ih do danes naredili vrsto izboljšav in inovacij PDC, kar je močno izboljšalo različne zmogljivosti PDC. Ker je energetski trg v razcvetu in cene surove nafte še naprej dosegajo nove najvišje vrednosti, so velika podjetja za svedre z naftnimi podjetji aktivno razvila serijo novih svedrov PDC, da bi izboljšali učinek uporabe in razširili področje uporabe.