Korte geschiedenis van de ontwikkeling van boorbits

Voordat de productietechnologie van PDC volwassen was, of vóór de ontwikkeling van PDC-boren, gebruikten sommige fabrikanten polykristallijne kunstmatige diamant zonder carbidesubstraat ter vervanging van natuurlijk grootkorrelig diamant om oppervlakteboren te vervaardigen. De vorm van polykristallijne diamanten omvat cilindrisch met een kegel aan één uiteinde, driehoekig blok, schijf, rechthoek, blok, enz., zoals GE's Geoset en Fomset, De Beers' Syndax3 en de TSP van het Zhengzhou Sanmo Institute. Hun gemeenschappelijke kenmerk is een hoge thermische stabiliteit, dat wil zeggen weerstand tegen hoge temperaturen van 1000 graden tot 1100 graden, en kan direct worden gesinterd op de kroon van het boorlichaam, bestaande uit wolfraamcarbidepoeder en hechtmetaal als boortanden om te verpletteren en te snijden de formatie.

 

Van 1969 tot 1975 produceerde het Zhengzhou Third Grinding Institute verschillende JR20SN-2 polykristallijne kristallen met verschillende diameters.

Ze werden voor het eerst gebruikt om geïmpregneerde boren en ruimers met behoud van de diameter te vervaardigen om in lagen onder niveau 7 in mijnen te boren. Vervolgens werden polykristallijne kristallen van 6 x 6 mm gebruikt om olieschraapboren te vervaardigen. Tests werden uitgevoerd in het Shengli-olieveld. Als we het boren in dezelfde putdiepte van 2400 meter als voorbeeld nemen, vergeleken met hardmetalen schraperboren, kunnen polykristallijne schraperboren 11,000 tot 12,000 yuan per put besparen en 78% tijd besparen ; vergeleken met rolboren kunnen polykristallijne schraperboren meer dan 50% kosten besparen en de boortijd met 5 tot 8 dagen verkorten. Bovendien worden geologische boorkronen en ruimer gemaakt van polykristallijne kristallen van 1,8 x 5 mm en polykristallijne kristallen van 2,5 x 5 mm gebruikt om de diameter van metallurgische, bekken- en geologisch geïmpregneerde boren te behouden, en hun effecten zijn ook vergelijkbaar met die van natuurlijke diamant.

 

Vóór het succes van de zelfontwikkelde PDC van mijn land begin jaren tachtig, werd 6x6 mm polykristallijn op grote schaal gebruikt bij het uitboren van boorkronen en watermeloenschilvormige volboorboren voor olie- en gasboringen. Polykristallijn driehoekig blok werd ook veel gebruikt bij de vervaardiging van kern- of volboorboren voor middelharde tot harde formaties (zoals kalksteen en dolomiet) en licht schurende formaties. Sinds de grootschalige productie van binnenlandse PDC in de jaren negentig heeft polykristallijne kunstmatige diamant zich geleidelijk teruggetrokken uit de boormarkt en volledig vervangen door PDC.

 

De ontwikkeling en toepassing van PDC-boren voor olie- en gasboringen heeft een aanzienlijke periode in beslag genomen. De slagvastheid van de vroege PDC was niet hoog en er was sprake van stratificatie. Bovendien waren er problemen bij het ontwerp en de productie van boren en het risico van olie- en gasboringen. De prestaties van de fabrikanten van rolboren, die een groot deel van de boormarkt bezetten, waren niet zo actief. Daarom stuitte de ontwikkeling en toepassing van PDC-boren op grote moeilijkheden en weerstand.

 

Tussen 1973 en 1975 gebruikten de Verenigde Staten GE's 8,38 x 2,8 mm, 0,5 mm dikke diamantlaag PDC (Compax) die aan hardmetalen tandkolommen was gelast en vervolgens op stalen boren werd geïnstalleerd om te testen. Uit een groot aantal originele testgegevens bleek dat PDC natuurlijke diamanten kan vervangen op oppervlakteboren die worden gebruikt om in de hardste en meest schurende rotsen te boren. Gezien de structurele en prestatiekenmerken van PDC en het feit dat de meeste olie- en gasformaties zachte tot middelharde formaties zijn, hebben boorfabrikanten zich echter geconcentreerd op de toepassing van PDC op de markt voor olieboringen, die aanzienlijke marktvooruitzichten biedt. Het Drilling Research Center van de Universiteit van Tulsa in de Verenigde Staten nam deel aan het eerste ontwerp van de platte PDC-boor en voerde belangrijke tests uit op de PDC zelf. Gedurende deze periode voerde GE tests uit op vier PDC-boren in Zuid-Texas, Colorado, Utah en Upper Michigan, waarbij enkele problemen met de PDC-kolomtanden, het ontwerp en de productie van de boor aan het licht kwamen.

 

Nadat de problemen bij de eerste tests waren opgelost, lanceerde GE in december 1976 de Stratapax-serie PDC-producten voor boren. De prestaties waren verbeterd, het was slagvaster en het was gemakkelijker om het aan het boorlichaam te bevestigen. Tegelijkertijd voerde Diamant B0art enkele relatief succesvolle PDC-boortests uit in de zoutrotsen van de Perzische Golf en de Noordzee, en voerde Eastman Christensen enkele relatief succesvolle PDC-boortests uit in de Noordzee.

 

Na de bovenstaande voorlopige verkennende tests hebben PDC-fabrikanten vanaf eind jaren tachtig tot heden een reeks verbeteringen en innovaties aan de PDC aangebracht, waardoor de verschillende prestaties van PDC aanzienlijk zijn verbeterd. Terwijl de energiemarkt bloeit en de prijzen voor ruwe olie nieuwe hoogtepunten blijven bereiken, hebben grote boorbedrijven actief samen met oliemaatschappijen een reeks nieuwe PDC-boren ontwikkeld om het gebruikseffect te verbeteren en het toepassingsgebied uit te breiden.