Lyhyt historia poranterän kehityksestä
Sep 15, 2024| Ennen kuin PDC:n tuotantotekniikka oli kypsä tai ennen PDC-poranterien kehittämistä, jotkut valmistajat käyttivät monikiteistä keinotekoista timanttia ilman kovametallisubstraattia korvaamaan luonnollisen suuriraeisen timantin pinta-asennettujen poranterien valmistuksessa. Monikiteisten timanttien muotoon kuuluu lieriömäinen, jossa on kartio toisessa päässä, kolmiolohko, kiekko, suorakulmio, lohko jne., kuten GE:n Geoset ja Fomset, De Beersin Syndax3 ja Zhengzhou Sanmo Instituten TSP. Niiden yhteinen piirre on korkea lämpöstabiilisuus eli kestävyys korkeita lämpötiloja 1000-1100 astetta vastaan, ja ne voidaan sintrata suoraan poranterän runkoon, joka koostuu volframikarbidijauheesta ja sidosmetallista poran hampaiksi murskaamiseen ja leikkaamiseen. muodostumista.
Vuodesta 1969 vuoteen 1975 Zhengzhou Third Grinding Institute tuotti useita JR20SN-2 monikiteisiä kiteitä, joilla oli eri halkaisija.
Niitä käytettiin ensin halkaisijaa ylläpitävien kyllästettyjen poranterien ja kalvimen valmistukseen kaivoksissa tason 7 alapuolella olevien kerrosten poraamiseen. Sitten 6 × 6 mm:n monikiteisiä kiteitä käytettiin öljyn kaavinporien valmistukseen. Testit suoritettiin Shenglin öljykentällä. Kun otetaan esimerkiksi poraus samaan kaivon syvyyteen 2400 m, verrattuna kovametallisiin kaavinporanteriin, monikiteiset kaavinporanterät voivat säästää 11,000 - 12,000 yuania kaivoa kohti ja säästää 78 % ajasta. ; rullaporaan verrattuna monikiteiset kaavinporanterät voivat säästää yli 50 % kustannuksista ja lyhentää porausaikaa 5–8 päivällä. Lisäksi metallurgisten, hiilikentällä ja geologisesti kyllästettyjen poranterien halkaisijan ylläpitämiseen käytetään 1,8×5 mm:n monikiteisistä kiteistä ja 2,5×5 mm:n monikiteisistä kiteistä valmistettuja geologisia ydinporanteriä ja kalvinta, joiden vaikutukset ovat myös luonnontimanttien kaltaisia.
Ennen kotimaani itsekehittämän PDC:n menestystä 1980-luvun alussa 6 × 6 mm:n monikiteistä ainetta käytettiin laajalti porausporissa ja vesimeloninkuoren muotoisissa täysporanterissä öljyn ja kaasun poraukseen. Kolmiomaista monikiteistä lohkoa käytettiin myös laajalti keskikovien ja kovien muodostelmien (kuten kalkkikiven ja dolomiitin) ja lievästi hankaavien muodostelmien valmistuksessa. Kotimaisen PDC:n laajamittaisesta tuotannosta 1990-luvulla lähtien monikiteinen keinotekoinen timantti on vähitellen vetäytynyt porausmarkkinoilta ja korvattu kokonaan PDC:llä.
PDC-poranterien kehitys ja soveltaminen öljy- ja kaasuporaukseen on kestänyt huomattavan ajanjakson. Varhaisen PDC:n iskunkestävyys ei ollut korkea ja siinä oli kerrostumista. Lisäksi poranterän suunnittelussa ja valmistuksessa oli ongelmia sekä öljy- ja kaasuporauksen riski. Suuren osuuden porausmarkkinoista valtaaneiden rullaporanvalmistajien toiminta ei ollut yhtä aktiivista. Siksi PDC-poranterien kehittäminen ja käyttö kohtasivat suuria vaikeuksia ja vastustusta.
Vuosina 1973–1975 Yhdysvallat käytti GE:n 8,38 × 2,8 mm, 0,5 mm paksua timanttikerrosta PDC:tä (Compax), joka oli hitsattu kovametallihammaspilareihin ja asennettu sitten teräsporanteriin testaukseen. Suuri määrä alkuperäisiä testitietoja osoitti, että PDC voi korvata luonnollisia timantteja pinta-asennetuissa poranterissä, joita käytetään kovimpien ja hankaavimpien kivien poraamiseen. Ottaen kuitenkin huomioon PDC:n rakenteelliset ja suorituskykyiset ominaisuudet sekä se, että useimmat öljy- ja kaasumuodostelmat ovat pehmeitä tai keskikovia muodostelmia, poranterän valmistajat ovat keskittyneet PDC:n käyttöön öljynporausmarkkinoilla, joilla on merkittäviä markkinanäkymiä. Tulsan yliopiston Drilling Research Center Yhdysvalloissa osallistui litteän PDC-poranterän alkuperäiseen suunnitteluun ja suoritti tärkeimmät testit itse PDC:lle. Tänä aikana GE suoritti testejä neljällä PDC-poranterällä Etelä-Texasissa, Coloradossa, Utahissa ja Ylä-Michiganissa paljastaen joitakin ongelmia PDC-pylvään hampaissa, poranterän suunnittelussa ja valmistuksessa.
Alkutestien ongelmien ratkettua GE toi joulukuussa 1976 markkinoille Stratapax-sarjan PDC-tuotteita poranterille. Sen suorituskyky parani, se oli iskunkestävämpi ja se oli helpompi kiinnittää poranterän runkoon. Samaan aikaan Diamant B0art suoritti suhteellisen onnistuneita PDC-poranterätestejä Persianlahdella ja Pohjanmeren suolakivissä, ja Eastman Christensen suoritti suhteellisen onnistuneita PDC-poranterätestejä Pohjanmerellä.
Yllä olevien alustavien tutkivien testien jälkeen 1980-luvun lopulta tähän päivään PDC-valmistajat ovat tehneet sarjan parannuksia ja innovaatioita PDC:hen, mikä on parantanut huomattavasti PDC:n eri suorituskykyä. Energiamarkkinoiden kukoistaessa ja raakaöljyn hintojen noustessa edelleen uusiin ennätyksiin, suuret poranteräyritykset ovat aktiivisesti kehittäneet sarjan uusia PDC-poranteriä öljy-yhtiöiden kanssa parantaakseen käyttötehoa ja laajentaakseen sovellusaluetta.