Ως βασικό στοιχείο πέτρας-στα σύγχρονα τρυπάνια, οι κοπτήρες PDC (Polycrystalline Diamond Composite) για εφαρμογές πετρελαίου και φυσικού αερίου χαρακτηρίζονται από πρωτοποριακό σχεδιασμό σύνθετων υλικών και μηχανισμούς εργασίας, που τους προσδίδουν μοναδικά πλεονεκτήματα απόδοσης σε πολύπλοκα περιβάλλοντα διάτρησης. Αυτά τα χαρακτηριστικά δεν αντικατοπτρίζονται μόνο στις φυσικές ιδιότητες του ίδιου του υλικού, αλλά και στη συνολική βελτίωση της απόδοσης, της αντοχής και της προσαρμοστικότητας στη διάσπαση των πετρωμάτων σε διάφορες συνθήκες εργασίας.
Πρώτον, η εξαιρετικά-υψηλή σκληρότητα και η εξαιρετική αντοχή στη φθορά είναι από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των κοπτικών PDC. Η επιφανειακή πολυκρυσταλλική στρώση διαμαντιού σχηματίζεται από τη σύντηξη σωματιδίων διαμαντιού μεγέθους-μικρών υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση, δημιουργώντας μια συνεχή τρισδιάστατη δομή κρυστάλλου δικτύου με σκληρότητα που φτάνει τα 8000–10000 HV, πολύ μεγαλύτερη από αυτή των παραδοσιακών δοντιών καρβιδίου του βολφραμίου και άλλων υλικών σκληρού κράματος. Αυτό το χαρακτηριστικό του επιτρέπει να αντιστέκεται αποτελεσματικά στην τριβή όταν αντιμετωπίζει βραχώδεις σχηματισμούς όπως ψαμμίτη, σχιστόλιθο και ασβεστόλιθο, διατηρώντας την ευκρίνεια και την ακεραιότητα της κοπτικής ακμής, διατηρώντας έτσι σταθερή-ικανότητα θραύσης βράχου κατά τη μακροχρόνια-λειτουργία και παρατείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού.
Δεύτερον, ο αποτελεσματικός μηχανισμός διάτμησης-θραύσης βράχου δίνει στον κόφτη PDC ανώτερη ταχύτητα διάτρησης. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά κομμάτια κώνου κυλίνδρου που βασίζονται στην κρούση και τη σύνθλιψη για τη διάσπαση του βράχου, ο κόφτης PDC χρησιμοποιεί σχετική κίνηση υψηλής-ταχύτητας μεταξύ του στρώματος διαμαντιού και της κάτω επιφάνειας του βράχου για συνεχή απόξεση και διάτμηση, προκαλώντας πλαστική παραμόρφωση και διάδοση μικρο-ρωγμών στο βράχο, διασπώντας τον σε θραύσματα. Αυτή η μέθοδος έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και ομαλή κοπή, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για μαλακούς έως μεσαίους{5}}σκληρούς σχηματισμούς με καλή ομοιογένεια. Μπορεί να αυξήσει το ρυθμό μηχανικής διάτρησης σε 2 έως 5 φορές εκείνον των κομματιών κώνου κυλίνδρων, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση της διάτρησης.
Τρίτον, η καλή θερμική σταθερότητα και η θερμική αγωγιμότητα αποτελούν σημαντικά χαρακτηριστικά του κόφτη PDC για το χειρισμό σκληρών συνθηκών εργασίας. Το Diamond διαθέτει εξαιρετικά χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα. Κατά τη διάρκεια της κοπής υψηλής-ταχύτητας και των στιγμιαίων υψηλών θερμοκρασιών που προκύπτουν, μπορεί να διαχέει γρήγορα τη θερμότητα, επιβραδύνοντας τη γραφιτοποίηση του στρώματος διαμαντιού και διατηρώντας τη δομική σταθερότητα. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στον κόφτη να διατηρεί την απόδοση ακόμα και σε περιβάλλοντα υψηλής-θερμοκρασίας ή σε εργασίες υψηλής-ταχύτητας σε βαθιά φρεάτια, αποτρέποντας τη μείωση της ικανότητας κοπής ή την πρόωρη αστοχία λόγω θερμικής βλάβης.
Τέταρτον, η άκαμπτη-ευέλικτη σύνθετη δομή ενισχύει την αντοχή στην κρούση και την αξιοπιστία που φέρει-το φορτίο. Ο κόφτης PDC είναι μεταλλουργικά συνδεδεμένος με μια στρώση διαμαντιού υψηλής-σκληρότητας και μια μήτρα καρβιδίου με τσιμέντο υψηλής-σκληρότητας. Η μήτρα όχι μόνο παρέχει μηχανική υποστήριξη για το στρώμα διαμαντιού, αλλά επίσης απορροφά και διασκορπίζει αποτελεσματικά τα κρουστικά φορτία και τις τάσεις κάμψης από τον πυθμένα του φρεατίου, αποτρέποντας το εύθραυστο θρυμματισμό ή θραύση του επιφανειακού στρώματος. Αυτός ο σύνθετος σχεδιασμός εξισορροπεί τη σκληρότητα και τη σκληρότητα, επιτρέποντας στον κόφτη να διατηρεί μεγαλύτερη διάρκεια ζωής ακόμη και σε σκληρά ενδιάμεσα στρώματα ή σχηματισμούς με χαλίκι-.
Πέμπτον, η σχεδιασμένη γεωμετρική ποικιλομορφία και η ευελιξία ανάπτυξης επεκτείνουν την προσαρμοστικότητα της εφαρμογής. Ο κόφτης PDC μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορα σχήματα, όπως κυκλικό, κωνικό και{1}}σε σχήμα τσεκούρι. Η διάμετρός του, το πάχος του στρώματος διαμαντιού και το ύψος της αιχμής κοπής μπορούν να ρυθμιστούν ανάλογα με τις ανάγκες. Μέσω διαφορετικών διατάξεων συστοιχιών και αντιστοίχισης με το προφίλ της κορώνας, επιτυγχάνει πλήρη κάλυψη της κοπής της κάτω οπής και ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στον κόφτη PDC να βελτιστοποιείται σύμφωνα με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά σχηματισμού και απαιτήσεις διαδικασίας διάτρησης, εξισορρόπηση της απόδοσης κοπής, απαγωγής θερμότητας και δομικής αντοχής.
Συνοπτικά, ο κόφτης PDC για λάδι και φυσικό αέριο, με τα βασικά του χαρακτηριστικά: εξαιρετικά-αντοχή στη φθορά, υψηλή-διάτμηση απόδοσης, θερμική σταθερότητα, φέρουσα ικανότητα σύνθετου φορτίου{{2} και προσαρμόσιμο σχεδιασμό, επιδεικνύει σημαντικά πλεονεκτήματα στη βελτίωση της απόδοσης γεώτρησης, στην επέκταση της προσαρμογής σε πολύπλοκες συνθήκες εργασίας και στη διάρκεια ζωής του τρυπανιού. Έχει γίνει ένα απαραίτητο-εργαλείο υψηλών επιδόσεων-θραύσης στο σύγχρονο πεδίο γεώτρησης πετρελαίου και φυσικού αερίου.
