หัวเจาะเพชรผลึกหลายเหลี่ยม (PDC) และดอกเจาะ PDC ได้ถูกนำออกสู่ตลาดมานานหลายทศวรรษแล้ว ในช่วงเวลาอันยาวนานนี้ หัวเจาะ PDC และดอกเจาะ PDC ได้ประสบกับอุปสรรคมากมายในระยะเริ่มต้น และได้มีการพัฒนาอย่างมาก ในที่สุด ดอกเจาะ PDC ก็ค่อยๆ เข้ามาแทนที่ดอกเจาะทรงกรวย ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในด้านหัวเจาะ PDC ความเสถียรของดอกเจาะ และโครงสร้างไฮดรอลิกของดอกเจาะ ปัจจุบัน ดอกเจาะ PDC ครองส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 90% ของพื้นที่การเจาะทั้งหมดทั่วโลก
หัวตัด PDC ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกโดยบริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก (GE) ในปี 1971 หัวตัด PDC รุ่นแรกสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซผลิตขึ้นในปี 1973 และหลังจากผ่านการทดลองและทดสอบภาคสนามเป็นเวลา 3 ปี ก็ได้นำออกจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปี 1976 หลังจากพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าการบดด้วยหัวตัดแบบปุ่มคาร์ไบด์มาก
ในยุคแรก โครงสร้างของหัวตัด PDC มีลักษณะดังนี้: ปลายกลมทำจากคาร์ไบด์ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 8.38 มม. ความหนา 2.8 มม.) และชั้นเพชร (ความหนา 0.5 มม. โดยไม่มีการลบคมบนพื้นผิว) ในเวลานั้น ยังมีหัวตัด PDC แบบ "ระบบแท่ง" Compax ด้วย โครงสร้างของหัวตัดแบบนี้คือ การเชื่อม PDC Compax เข้ากับแท่งคาร์ไบด์ ทำให้ติดตั้งบนดอกสว่านตัวเหล็กได้ง่ายขึ้น ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกให้กับผู้ออกแบบดอกสว่านได้มากขึ้น
ในปี 1973 GE ได้ทดสอบหัวเจาะ PDC รุ่นแรกในบ่อน้ำแห่งหนึ่งในพื้นที่คิงแรนช์ทางตอนใต้ของรัฐเท็กซัส ระหว่างกระบวนการเจาะทดสอบ พบว่ามีปัญหาเรื่องการทำความสะอาดหัวเจาะ ฟันสามซี่เสียหายตรงรอยเชื่อม และอีกสองซี่หักพร้อมกับส่วนที่เป็นทังสเตนคาร์ไบด์ ต่อมา บริษัทได้ทดสอบหัวเจาะรุ่นที่สองในพื้นที่ฮัดสัน รัฐโคโลราโด หัวเจาะรุ่นนี้ได้ปรับปรุงโครงสร้างไฮดรอลิกเพื่อแก้ปัญหาเรื่องการทำความสะอาด หัวเจาะรุ่นนี้มีประสิทธิภาพดีขึ้นในการเจาะชั้นหินทรายและหินดินดานด้วยความเร็วในการเจาะที่รวดเร็ว แต่ยังคงมีการเบี่ยงเบนจากแนวเจาะที่วางแผนไว้หลายครั้งระหว่างการเจาะ และยังคงมีการสูญเสียใบมีด PDC จำนวนเล็กน้อยเนื่องจากรอยเชื่อม
ในเดือนเมษายน ปี 1974 มีการทดสอบหัวเจาะแบบที่สามในพื้นที่ซานฮวน รัฐยูทาห์ สหรัฐอเมริกา หัวเจาะนี้มีโครงสร้างฟันและรูปทรงของหัวเจาะที่ดีขึ้น หัวเจาะนี้เข้ามาแทนที่หัวเจาะทรงกรวยตัวเหล็กในบ่อเจาะข้างเคียง แต่หัวฉีดหลุดและหัวเจาะเสียหาย ในเวลานั้น สันนิษฐานว่าอาจเกิดขึ้นใกล้สิ้นสุดการเจาะในชั้นหินแข็ง หรือเป็นปัญหาที่เกิดจากหัวฉีดหลุด
ระหว่างปี 1974 ถึง 1976 บริษัทผู้ผลิตดอกสว่านและผู้ประกอบการต่างๆ ได้ประเมินการปรับปรุงต่างๆ ในหัวตัด PDC โดยมุ่งเน้นการวิจัยแก้ไขปัญหาที่มีอยู่หลายประการ ผลการวิจัยเหล่านั้นได้รับการบูรณาการเข้ากับหัวตัด PDC รุ่น Stratapax ซึ่งเปิดตัวโดย GE ในเดือนธันวาคม 1976
การเปลี่ยนชื่อจาก Compax เป็น Stratapax ช่วยขจัดความสับสนในอุตสาหกรรมดอกสว่านระหว่างดอกสว่านที่มีส่วนประกอบของทังสเตนคาร์ไบด์และดอกสว่าน Compax ที่ทำจากเพชร
ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ผู้คนเริ่มนำเทคโนโลยีการลบคมมาใช้กันอย่างแพร่หลายบนฟันตัด PDC โดยเทคโนโลยีการลบคมหลายระดับได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1995 หากใช้เทคโนโลยีการลบคมอย่างถูกต้อง ความต้านทานการแตกหักของฟันตัด PDC สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 100%
ในช่วงทศวรรษ 1980 ทั้งบริษัท GE (สหรัฐอเมริกา) และบริษัท Sumitomo (ญี่ปุ่น) ได้ศึกษาการกำจัดโคบอลต์ออกจากพื้นผิวการทำงานของฟันดอกสว่าน PDC เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของฟัน แต่ไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ ต่อมาเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาใหม่และจดสิทธิบัตรโดย Hycalog (สหรัฐอเมริกา) พิสูจน์แล้วว่าหากสามารถกำจัดวัสดุโลหะออกจากช่องว่างระหว่างเม็ดแร่ได้ ความเสถียรทางความร้อนของฟันดอกสว่าน PDC จะดีขึ้นอย่างมาก ทำให้ดอกสว่านสามารถเจาะได้ดีขึ้นในชั้นหินที่แข็งและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เทคโนโลยีการกำจัดโคบอลต์นี้ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของฟันดอกสว่าน PDC ในชั้นหินแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และขยายขอบเขตการใช้งานของดอกสว่าน PDC ให้กว้างขึ้นอีกด้วย
นับตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมา การใช้งานดอกสว่าน PDC ได้ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ชั้นหินที่ไม่สามารถเจาะได้ด้วยดอกสว่าน PDC ในอดีต ก็ค่อยๆ สามารถเจาะได้อย่างประหยัดและน่าเชื่อถือด้วยดอกสว่าน PDC มากขึ้นเรื่อยๆ
ในปี 2547 ในอุตสาหกรรมดอกสว่าน ดอกสว่านแบบ PDC มีส่วนแบ่งการตลาดประมาณ 50% และระยะการเจาะสูงถึงเกือบ 60% การเติบโตนี้ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปัจจุบัน ดอกสว่านแบบ PDC ถูกใช้เกือบทั้งหมดในงานเจาะในอเมริกาเหนือในปัจจุบัน
กล่าวโดยสรุป นับตั้งแต่เปิดตัวในทศวรรษ 1970 และประสบกับการเติบโตอย่างช้าๆ ในช่วงแรก หัวตัด PDC ได้ค่อยๆ ส่งเสริมการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมหัวเจาะสำหรับการสำรวจและขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ ผลกระทบของเทคโนโลยี PDC ต่ออุตสาหกรรมการเจาะนั้นมีมหาศาล
ผู้เล่นรายใหม่ในตลาดฟันตัด PDC คุณภาพสูง รวมถึงบริษัทผู้ผลิตดอกสว่านรายใหญ่ ยังคงเป็นผู้นำในการปฏิรูปและสร้างสรรค์นวัตกรรมด้านวัสดุและกระบวนการผลิต เพื่อให้ประสิทธิภาพของฟันตัด PDC และดอกสว่าน PDC สามารถพัฒนาได้อย่างต่อเนื่อง
วันที่โพสต์: 7 เมษายน 2566