Las brocas compactas de diamante policristalino (PDC) y PDC se han introducido en el mercado desde hace varias décadas.Durante este largo tiempo, la cortadora PDC y la broca PDC han experimentado muchos contratiempos en sus primeras etapas y también han experimentado un gran desarrollo.Poco a poco, pero finalmente, las brocas de PDC reemplazaron gradualmente a las brocas cónicas con mejoras continuas en el cortador de PDC, la estabilidad de la broca y la estructura hidráulica de la broca.Las brocas PDC ocupan ahora más del 90% del total de material de perforación en el mundo.
El cortador PDC fue inventado por primera vez por General Electric (GE) en 1971. Los primeros cortadores PDC para la industria del petróleo y el gas se fabricaron en 1973 y, con 3 años de pruebas experimentales y de campo, se introdujeron comercialmente en 1976 después de haber demostrado mucho más. eficiente que las acciones de trituración de las brocas de botón de carburo.
Al principio, la estructura del cortador PDC era así: una punta redonda de carburo (diámetro 8,38 mm, espesor 2,8 mm) y una capa de diamante (espesor 0,5 mm sin bisel en la superficie).En aquella época también existía una cortadora PDC "slug system" de Compax.La estructura de esta cortadora era así: el PDC compax se soldaba al trozo de carburo cementado para que pudiera ser más fácil de instalar en la broca con cuerpo de acero, brindando así mayor comodidad al diseñador de brocas.
En 1973, GE probó su primera broca PDC en un pozo en el área de King Ranch en el sur de Texas.Durante el proceso de perforación de prueba se consideró que existía el problema de limpieza de la broca.Tres dientes fallaron en la unión soldada y otros dos dientes se rompieron junto con la pieza de carburo de tungsteno.Posteriormente, la empresa probó una segunda broca en el área de Hudson en Colorado.Esta broca ha mejorado la estructura hidráulica para el problema de limpieza.La broca ha logrado un mejor rendimiento en formaciones de arenisca y esquisto con una rápida velocidad de perforación.Pero hay varias desviaciones de la trayectoria planificada del pozo durante la perforación, y aún se produjo una pequeña pérdida de cortadores de PDC debido a la conexión de soldadura fuerte.
En abril de 1974, se probó una tercera broca en el área de San Juan de Utah, EE.UU.Esta broca ha mejorado la estructura del diente y la forma de la broca.La broca reemplazó a las brocas cónicas con cuerpo de acero en el pozo adyacente, pero la boquilla cayó y la broca resultó dañada.En ese momento, se consideraba que ocurría cerca del final de la perforación por una formación dura o un problema causado por la caída de la boquilla.
De 1974 a 1976, varias empresas y empresarios de brocas evaluaron diversas mejoras en el cortador de PDC.Muchos de los problemas existentes se centraban en la investigación.Estos resultados de la investigación se integraron orgánicamente en los dientes Stratapax PDC, lanzados por GE en diciembre de 1976.
El cambio de nombre de Compax a Stratapax ayudó a eliminar la confusión en la industria de las brocas entre brocas con compactos de carburo de tungsteno y Compax de diamante.
A mediados de los años 90, la gente comenzó a utilizar ampliamente la tecnología de biselado en los dientes de corte PDC; la tecnología de biselado múltiple se adoptó en forma de patente en 1995. Si la tecnología de biselado se aplica correctamente, la resistencia a la fractura de los dientes de corte PDC se puede aumentar en un 100%.
En la década de 1980, tanto GE Company (EE.UU.) como Sumitomo Company (Japón) estudiaron la eliminación de cobalto de la superficie de trabajo de los dientes de PDC para mejorar el rendimiento laboral de los dientes.Pero no lograron el éxito comercial.Posteriormente, Hycalog (EE. UU.) volvió a desarrollar y patentar una tecnología.Se demostró que si el material metálico se puede eliminar del espacio entre granos, la estabilidad térmica de los dientes de PDC mejorará enormemente, de modo que la broca pueda perforar mejor en formaciones más duras y abrasivas.Esta tecnología de eliminación de cobalto mejora la resistencia al desgaste de los dientes de PDC en formaciones de roca dura altamente abrasivas y amplía aún más el rango de aplicación de las brocas de PDC.
A partir del año 2000, la aplicación de bits PDC se ha expandido rápidamente.Las formaciones que no podían perforarse con brocas PDC gradualmente se han vuelto capaces de perforarse de manera económica y confiable con brocas PDC.
En 2004, en la industria de las brocas, los ingresos del mercado de las brocas PDC ocupaban aproximadamente el 50% y la distancia de perforación alcanzaba casi el 60%.Este crecimiento continúa hasta el día de hoy.Casi todas las que se utilizan actualmente en aplicaciones de perforación en América del Norte son brocas PDC.
En resumen, desde que se lanzaron en los años 70 y experimentaron su lento crecimiento inicial, las cortadoras de PDC han promovido gradualmente el desarrollo continuo de la industria de las brocas para la exploración y perforación de petróleo y gas.El impacto de la tecnología PDC en la industria de la perforación es enorme.
Los nuevos participantes en el mercado de dientes cortantes PDC de alta calidad, así como las principales empresas de perforación, continúan liderando la reforma e innovación de materiales y procesos de producción innovadores para que el rendimiento de los dientes cortantes PDC y las brocas PDC puedan mejorarse continuamente.
Hora de publicación: 07-abr-2023