Polykristallijn diamantcompact (PDC) en PDC-boorbeitels zijn al tientallen jaren op de markt. Gedurende deze lange periode hebben PDC-snijders en PDC-boorbeitels in hun beginfase veel tegenslagen gekend, maar ook een enorme ontwikkeling doorgemaakt. Langzaam maar zeker hebben PDC-beitels de conische beitels geleidelijk aan vervangen dankzij continue verbeteringen in de PDC-snijder, de stabiliteit van de beitel en de hydraulische structuur van de beitel. PDC-beitels beslaan nu meer dan 90% van het totale boorvolume wereldwijd.
De PDC-frees werd in 1971 voor het eerst uitgevonden door General Electric (GE). De eerste PDC-frezen voor de olie- en gasindustrie werden in 1973 geproduceerd en na drie jaar experimenteren en veldtesten werd de frees in 1976 commercieel geïntroduceerd, nadat was bewezen dat deze veel efficiënter was dan de verpletterende werking van hardmetalen knopfrezen.
In de beginperiode zag de PDC-frees er als volgt uit: een ronde punt van hardmetaal (diameter 8,38 mm, dikte 2,8 mm) en een diamantlaag (dikte 0,5 mm zonder afschuining aan het oppervlak). Destijds bestond er ook een PDC-frees met een "slug-systeem" van Compax. De structuur van deze frees was als volgt: de PDC-frees van Compax werd aan de hardmetalen slug gelast, waardoor deze gemakkelijker op de stalen boor te monteren was en het ontwerp van de boor aanzienlijk vereenvoudigde.
In 1973 testte GE zijn eerste PDC-boorbeitel in een put in het King Ranch-gebied in Zuid-Texas. Tijdens het testboren bleek er een probleem te bestaan met de reiniging van de boorbeitel. Drie tanden braken af bij de gesoldeerde verbinding en twee andere tanden braken samen met het wolfraamcarbide deel. Later testte het bedrijf een tweede boorbeitel in het Hudson-gebied in Colorado. Deze boorbeitel had een verbeterde hydraulische structuur om het reinigingsprobleem op te lossen. De boorbeitel presteerde beter in zandsteen-schalieformaties met een hoge boorsnelheid. Er traden echter nog steeds enkele afwijkingen van het geplande boortraject op en er was nog steeds een kleine hoeveelheid verlies van PDC-snijtanden door de gesoldeerde verbinding.
In april 1974 werd een derde boorbeitel getest in het San Juan-gebied in Utah, VS. Deze beitel had een verbeterde tandstructuur en vorm. De beitel verving de stalen conische beitels in de aangrenzende put, maar de sproeier viel eraf en de beitel raakte beschadigd. Destijds werd aangenomen dat dit gebeurde aan het einde van het boren in een harde formatie, of dat het probleem werd veroorzaakt door de losgeraakte sproeier.
Van 1974 tot 1976 evalueerden verschillende fabrikanten van boorbeitels en ondernemers diverse verbeteringen aan PDC-snijtanden. Veel bestaande problemen werden onderzocht. De resultaten van dit onderzoek werden op natuurlijke wijze geïntegreerd in de Stratapax PDC-tanden, die in december 1976 door GE op de markt werden gebracht.
De naamswijziging van Compax naar Stratapax heeft bijgedragen aan het wegnemen van de verwarring in de boorindustrie tussen boren met wolfraamcarbidecompacten en diamanten Compax-boren.
Halverwege de jaren negentig begon men op grote schaal afschuiningstechnologie toe te passen op de snijtanden van PDC-machines. De meervoudige afschuiningstechnologie werd in 1995 gepatenteerd. Bij correcte toepassing van de afschuiningstechnologie kan de breukweerstand van de PDC-snijtanden met 100% worden verhoogd.
In de jaren tachtig onderzochten zowel GE (VS) als Sumitomo (Japan) de verwijdering van kobalt van het werkoppervlak van PDC-tanden om de werkprestaties van de tanden te verbeteren. Commercieel succes bleef echter uit. Later werd een technologie herontwikkeld en gepatenteerd door Hycalog (VS). Het bleek dat door het verwijderen van metaal uit de korrelspleet de thermische stabiliteit van de PDC-tanden aanzienlijk verbetert, waardoor de boor beter kan boren in hardere en meer abrasieve gesteenten. Deze technologie voor kobaltverwijdering verbetert de slijtvastheid van PDC-tanden in zeer abrasieve harde gesteenteformaties en vergroot het toepassingsgebied van PDC-boren.
Vanaf 2000 is de toepassing van PDC-boren snel toegenomen. De formaties die voorheen niet met PDC-boren konden worden aangeboord, kunnen nu geleidelijk aan wel economisch en betrouwbaar met PDC-boren worden aangeboord.
In 2004 vertegenwoordigden PDC-boren ongeveer 50% van de marktomzet in de boorindustrie, en de boordiepte bedroeg bijna 60%. Deze groei zet zich tot op de dag van vandaag voort. Vrijwel alle PDC-boren die momenteel in Noord-Amerika worden gebruikt, zijn PDC-boren.
Kortom, sinds de introductie in de jaren 70 en de aanvankelijk trage groei, hebben PDC-snijders de continue ontwikkeling van de boorindustrie voor olie- en gasexploratie en -boringen gestaag bevorderd. De impact van PDC-technologie op de boorindustrie is enorm.
Zowel nieuwe spelers op de markt voor hoogwaardige PDC-snijtanden als grote boorfabrikanten blijven vooroplopen in de hervorming en innovatie van innovatieve materialen en productieprocessen, zodat de prestaties van PDC-snijtanden en PDC-boren voortdurend kunnen worden verbeterd.
Geplaatst op: 7 april 2023