Краткая история развития буровых долот

До того, как технология производства PDC стала зрелой или до разработки сверл PDC, некоторые производители использовали поликристаллический искусственный алмаз без карбидной подложки для замены природного крупнозернистого алмаза при производстве сверл для поверхностного монтажа. Поликристаллические алмазы имеют цилиндрическую форму с конусом на одном конце, треугольный блок, диск, прямоугольник, блок и т. д., такие как Geoset и Fomset компании GE, Syndax3 компании De Beers и TSP Института Чжэнчжоу Санмо. Их общей чертой является высокая термическая стабильность, то есть устойчивость к высоким температурам от 1000 до 1100 градусов, и они могут быть непосредственно спечены с коронкой корпуса сверла, состоящего из порошка карбида вольфрама и связующего металла в качестве зубьев сверла для дробления и резки. формирование.

 

С 1969 по 1975 год Третий шлифовальный институт Чжэнчжоу произвел несколько поликристаллических кристаллов JR20SN-2 разного диаметра.

Впервые они были использованы для изготовления импрегнированных буровых долот, сохраняющих диаметр, и расширителей для бурения пластов ниже уровня 7 в шахтах. Затем из поликристаллов размером 6×6 мм были изготовлены маслоскребные буры. Испытания проводились на нефтяном месторождении Шэнли. При бурении той же скважины глубиной 2400 м в качестве примера, по сравнению с твердосплавными скребковыми бурами, поликристаллические скребковые буры могут сэкономить от 11,000 до 12,000 юаней на скважину и сэкономить 78% времени. ; По сравнению с шарошечными сверлами поликристаллические скребковые сверла позволяют сэкономить более 50% затрат и сократить время бурения на 5–8 дней. Кроме того, геологические колонковые буры и расширители, изготовленные из поликристаллических кристаллов 1,8 × 5 мм и поликристаллических кристаллов 2,5 × 5 мм, используются для поддержания диаметра металлургических, угольных и геологических импрегнированных буровых долот, и их эффекты также аналогичны природным алмазам.

 

До успеха PDC, разработанного в моей стране в начале 1980-х годов, поликристалл 6×6 мм широко использовался в колонковых сверлах и полносверлильных долотах в форме арбузной кожуры для бурения нефти и газа. Поликристаллический треугольный блок также широко использовался при производстве колонковых или полносверлильных долот для пород средней и твердой твердости (таких как известняк и доломит) и слегка абразивных пород. С момента масштабного производства отечественного ПДК в 1990-х годах поликристаллические искусственные алмазы постепенно ушли с рынка бурения и были полностью заменены ПДК.

 

Разработка и применение долот PDC для бурения нефти и газа прошли значительный период времени. Ударопрочность ранних ПДК была невысокой и имело место расслоение. Кроме того, существовали проблемы при проектировании и изготовлении буровых долот, а также риски при бурении нефти и газа. Действия производителей шарошек, занимавших значительную долю рынка бурения, были не столь активными. Поэтому разработка и применение долот PDC столкнулись с большими трудностями и сопротивлением.

 

В период с 1973 по 1975 год в США использовался алмазный слой PDC (Compax) компании GE размером 8,38×2,8 мм и толщиной 0,5 мм, приваренный к твердосплавным зубчатым колоннам, а затем установленный на стальные сверла для испытаний. Большой объем оригинальных данных испытаний показал, что PDC может заменить природные алмазы в буровых долотах для поверхностного монтажа, используемых для бурения самых твердых и абразивных пород. Однако, учитывая структурные и эксплуатационные характеристики PDC, а также тот факт, что большинство нефтяных и газовых пластов относятся к пластам от мягких до средне-твердых, производители буровых долот сосредоточились на применении PDC на рынке бурения нефтяных скважин, который имеет значительные рыночные перспективы. Исследовательский центр бурения Университета Талсы в США участвовал в первоначальной разработке плоского бурового долота PDC и провел ключевые испытания самого PDC. За этот период компания GE провела испытания четырех долот PDC в Южном Техасе, Колорадо, Юте и Верхнем Мичигане, выявив некоторые проблемы с зубьями колонны PDC, конструкцией и производством долот.

 

После того, как проблемы, возникшие в ходе первоначальных испытаний, были решены, в декабре 1976 года компания GE выпустила серию продуктов PDC Stratapax для буровых долот. Ее характеристики были улучшены, она стала более ударостойкой, и ее стало легче крепить к корпусу буровой коронки. В то же время компания Diamant B0art провела несколько относительно успешных испытаний буровых долот PDC в соляных породах Персидского залива и Северного моря, а компания Eastman Christensen провела несколько относительно успешных испытаний долот PDC в Северном море.

 

После вышеуказанных предварительных испытаний, с конца 1980-х годов по настоящее время, производители PDC внесли в PDC ряд улучшений и инноваций, которые значительно улучшили различные характеристики PDC. Поскольку энергетический рынок находится на подъеме, а цены на сырую нефть продолжают достигать новых максимумов, крупные компании, производящие буровые долота, совместно с нефтяными компаниями активно разрабатывают серию новых долот PDC, чтобы улучшить эффект использования и расширить область применения.