Stutt kynning á PDC og PDC bitasögu

Borar úr pólýkristalla demantsþjöppum (PDC) og PDC-borum hafa verið kynntir á markaðnum í nokkra áratugi. Á þessum langa tíma hafa PDC-skurðarvélar og PDC-borvélar orðið fyrir mörgum bakslögum á fyrstu stigum sínum og einnig þróast mikið. Hægt og rólega komu PDC-borvélar í stað keilubora með stöðugum framförum í PDC-skurði, stöðugleika og vökvauppbyggingu borvélarinnar. PDC-borvélar eru nú meira en 90% af heildarborunarfleti í heiminum.
mynd1
PDC-skurðarvélin var fyrst fundin upp af General Electric (GE) árið 1971. Fyrstu PDC-skurðarvélarnar fyrir olíu- og gasiðnaðinn voru framleiddar árið 1973 og eftir 3 ára tilrauna- og vettvangsprófanir var hún kynnt til sögunnar árið 1976 eftir að hún reyndist mun skilvirkari en mulningsaðgerðir karbíthnappbita.
Í upphafi var uppbygging PDC-skurðarins svona: kringlótt karbítoddur (8,38 mm í þvermál, 2,8 mm þykkt) og demantslag (0,5 mm þykkt án affasunar á yfirborðinu). Á þeim tíma var einnig til Compax „slug system“ PDC-skurður. Uppbygging þessarar skurðar var svona: PDC compax-suðan er suða við sementaða karbítklumpinn svo að auðveldara væri að setja hann upp á stálborinn og þannig auka þægindi fyrir hönnuðinn af borhnappinum.

mynd2

Árið 1973 prófaði GE fyrstu PDC borkrónu sína í brunni á King Ranch svæðinu í suðurhluta Texas. Við prófunarborunina kom í ljós að vandamál með hreinsun borkrónunnar voru til staðar. Þrjár tennur biluðu við lóðaða samskeytin og tvær aðrar tennur brotnuðu saman við wolframkarbíðhlutann. Síðar prófaði fyrirtækið annan borkrónu á Hudson svæðinu í Colorado. Þessi borkrónu hefur bætt vökvakerfi sitt til að leysa hreinsunarvandamálið. Borkrónan hefur náð betri árangri í sandsteins- og leirsteinsmyndunum með miklum borhraða. En það eru nokkrar frávik frá fyrirhugaðri borbraut við borun og lítið magn af PDC skurði hefur samt sem áður orðið vegna lóðaðrar tengingar.

mynd3

Í apríl 1974 var þriðja borinn prófaður á San Juan svæðinu í Utah í Bandaríkjunum. Þessi bor hefur bætt tannbyggingu og lögun borsins. Borinn kom í stað stálkeiluboranna í aðliggjandi brunni, en stúturinn datt niður og borinn skemmdist. Á þeim tíma var talið að þetta hefði gerst undir lok borunar vegna harðrar myndunar eða vandamáls af völdum fallandi stúts.

mynd4

Frá 1974 til 1976 matu ýmis fyrirtæki og frumkvöðlar ýmsar úrbætur á PDC-skurðarvélum. Rannsóknir fókuseruðu á mörgum vandamálum sem fyrir voru. Niðurstöður slíkra rannsókna voru náttúrulega samþættar Stratapax PDC-tönnunum, sem GE kynnti á markað í desember 1976.
Nafnabreytingin úr Compax í Stratapax hjálpaði til við að útrýma ruglingi í boraiðnaðinum milli bora með wolframkarbíðþjöppum og demants-Compax.

mynd5

Um miðjan tíunda áratuginn fóru menn að nota afskurðartækni á PDC-skurðartönnum víða og fjölskáputæknin var tekin upp með einkaleyfi árið 1995. Ef afskurðartæknin er notuð rétt er hægt að auka brotþol PDC-skurðartanna um 100%.
Á níunda áratugnum rannsökuðu bæði GE Company (Bandaríkin) og Sumitomo Company (Japan) hvernig hægt væri að fjarlægja kóbalt af vinnufleti PDC-tanna til að bæta vinnuafköst þeirra. En þeim tókst ekki að ná viðskiptalegum árangri. Síðar var tækni endurþróuð og einkaleyfisvernduð af Hycalog (Bandaríkjunum). Það var sannað að ef hægt væri að fjarlægja málmefnið úr kornbilinu, þá myndi hitastöðugleiki PDC-tanna batna til muna þannig að borborinn geti borað betur í harðari og slípandi myndunum. Þessi tækni til að fjarlægja kóbalt bætir slitþol PDC-tanna í mjög slípandi hörðum bergmyndunum og víkkar enn frekar notkunarsvið PDC-boranna.
Frá árinu 2000 hefur notkun PDC-bora aukist hratt. Þær myndanir sem ekki var hægt að bora með PDC-borum hafa smám saman orðið hagkvæmar og áreiðanlegar með PDC-borum.
Árið 2004 námu markaðstekjur PDC-bora um 50% af borunariðnaðinum og borfjarlægðin náði næstum 60%. Þessi vöxtur heldur áfram enn þann dag í dag. Næstum allar PDC-borar sem nú eru notaðar í borunarforritum í Norður-Ameríku eru notaðar.

mynd6

Í stuttu máli, frá því að PDC-tæknin var sett á markað á áttunda áratugnum og upplifði upphaflega hægan vöxt, hafa hún smám saman stuðlað að áframhaldandi þróun borvélaiðnaðarins fyrir olíu- og gasleit og borun. Áhrif PDC-tækni á boriðnaðinn eru gríðarleg.
Nýir aðilar á markaði hágæða PDC-skurðartanna, sem og helstu borfyrirtæki, halda áfram að leiða umbætur og nýsköpun í nýstárlegum efnum og framleiðsluferlum svo að hægt sé að bæta stöðugt afköst PDC-skurðartanna og PDC-boranna.

mynd7
mynd8

Birtingartími: 7. apríl 2023