多結晶ダイヤモンドコンパクト (PDC) および PDC ドリルビットは、数十年にわたって市場に導入されてきました。この長い間、PDC カッターと PDC ドリルビットは初期段階で多くの挫折を経験し、また大きな発展を経験しました。PDC カッター、ビットの安定性、ビットの油圧構造が継続的に改良され、ゆっくりとではありますが最終的には PDC ビットがコーン ビットに取って代わりました。PDC ビットは現在、世界中の総掘削映像の 90% 以上を占めています。
PDC カッターは、1971 年にゼネラル エレクトリック (GE) によって最初に発明されました。石油およびガス業界向けの最初の PDC カッターは 1973 年に完成し、3 年間の実験および現場テストを経て、より多くのことが証明された後、1976 年に商業的に導入されました。超硬ボタンビットの破砕作用より効率的です。
初期のPDCカッターの構造は、超硬丸チップ（直径8.38mm、厚さ2.8mm）とダイヤモンド層（厚さ0.5mm、表面面取りなし）です。当時はコンパックスの「スラッグシステム」PDCカッターもありました。このカッターの構造は次のとおりです。PDC コンパックスが超硬合金スラグに溶接されているため、スチールボディのドリルビットに簡単に取り付けることができ、ドリルビットの設計者に大きな利便性をもたらします。
1973 年、GE はテキサス州南部のキング ランチ地区にある井戸で初期の PDC ビットをテストしました。テスト穴あけプロセス中に、ビットの洗浄に問題があると考えられました。ろう付け接合部で 3 つの歯が破損し、他の 2 つの歯が炭化タングステン部分とともに破損しました。その後、同社はコロラド州ハドソン地域で 2 つ目のドリルビットをテストしました。このドリルビットは、洗浄の問題に対して油圧構造を改善しました。このビットは、砂岩頁岩層において速い掘削速度でより優れた性能を達成しました。しかし、掘削中に計画されたボアホール軌道からの逸脱がいくつかあり、ろう付け接続により少量の PDC カッターの損失が依然として発生しました。
1974 年 4 月、米国ユタ州のサンファン地域で 3 番目のドリルビットがテストされました。刃構造とビット形状を改良したビットです。このビットは隣接する坑井の鋼製ボディのコーンビットと交換されましたが、ノズルが落下し、ビットが損傷しました。当時は、硬い地層の掘削終了付近、またはノズルの落下によるトラブルが発生すると考えられていました。
1974 年から 1976 年にかけて、さまざまなドリルビット会社や起業家が PDC カッターのさまざまな改良点を評価しました。既存の問題の多くは研究に焦点を当てていました。このような研究結果は、1976 年 12 月に GE によって発売された Stratapax PDC 歯に有機的に組み込まれました。
Compax から Stratapax への社名変更は、ビット業界におけるタングステンカーバイド成形体を使用したビットとダイヤモンド Compax の間の混乱を解消するのに役立ちました。
90年代半ばに、PDC切削歯の面取り技術が広く使用され始め、1995年にマルチ面取り技術が特許の形で採用されました。面取り技術が正しく適用されれば、PDC切削歯の耐欠損性は向上します。 100%増やすことができます。
1980年代、GE社（米国）と住友社（日本）は、歯の加工性能を向上させるためにPDC歯の加工面からコバルトを除去することを研究しました。しかし、彼らは商業的な成功を収めることはできませんでした。その後、Hycalog（米国）によって技術が再開発され、特許を取得しました。金属材料を粒子ギャップから除去できれば、PDC 歯の熱安定性が大幅に向上し、より硬く摩耗性の高い地層でもビットがより適切に穴あけできることが証明されました。このコバルト除去技術により、摩耗性の高い硬岩層における PDC 歯の耐摩耗性が向上し、PDC ビットの適用範囲がさらに広がります。
2000 年以降、PDC ビットの用途は急速に拡大しました。PDC ビットでは掘削できなかった地層も、PDC ドリル ビットを使用すると経済的かつ確実に掘削できるようになりつつあります。
2004 年の時点で、ドリルビット業界では、PDC ドリルビットの市場収益は約 50% を占め、掘削距離はほぼ 60% に達しました。この成長は今日まで続いています。現在、北米の掘削用途で使用されているほとんどすべてが PDC ビットです。
つまり、PDC カッターは 70 年代に発売され、最初はゆっくりとした成長を経験して以来、石油とガスの探査と掘削のためのドリルビット業界の継続的な発展を徐々に促進してきました。PDC テクノロジーが掘削業界に与える影響は非常に大きいです。
高品質の PDC 切削歯の市場への新規参入者と大手ドリル会社は、PDC 切削歯と PDC ドリルビットの性能を継続的に向上させるために、革新的な材料と生産プロセスの改革と革新を主導し続けています。
投稿時間: 2023 年 4 月 7 日