В областта на сондажите за нефт и газ разликите в производителността на-разрушаващите скали елементи пряко влияят върху ефективността и икономичността на сондирането. В сравнение с традиционните ролкови конусни свредла, карбидни свредла с вложки и фрези от кубичен борнитрид (CBN), фрезите от PDC (поликристален диамантен композит) показват значителни разлики в състава на материала, механизма за-разбиване на скали, приложимите работни условия и цялостната производителност. Тези разлики определят тяхното уникално позициониране на приложения и технологични предимства.
По отношение на състава на материала PDC фрезите се изработват чрез комбиниране на поликристален диамантен слой с матрица от циментиран карбид при висока температура и налягане, притежавайки както ултра{0}}твърдостта на диаманта, така и здравината на циментирания карбид. Свредлата с ролкови конуси са направени предимно от единичен циментиран карбид от волфрамов карбид, образуван чрез свързване на частици и отливане, което води до по-ниска твърдост и устойчивост на износване от диаманта. Въпреки че зъбите от циментиран карбид на вложката се подлагат на повърхностно укрепване, те все още са система от един-метален материал. Въпреки че инструментите от CBN имат твърдост, сравнима с диаманта, тяхната термична стабилност и издръжливост са по-ниски от PDC композитната структура и те са по-склонни към напукване в сложната среда на напрежение при сондиране в дупки.
Що се отнася до механизмите за-разбиване на скали, фрезите PDC използват непрекъснато рязане с ножица, като прилагат постоянен натиск върху скалната повърхност на дъното на кладенеца през диамантен слой и изстъргват с висока скорост. Това причинява пластична деформация и разпространение на микро-пукнатини, последвано от оголване на скалата. Този метод е енергийно-ефективен и осигурява гладко рязане. Ролковите конусови свредла разчитат на ударно-смачкващо действие, разбиване на скални образувания чрез свободно-падащи удари, което води до висока консумация на енергия и склонност към предизвикване на вибрации. Твърдосплавните пластини използват основно микро-рязане и компресия, но тяхната ефективност и устойчивост на износване са ограничени. Въпреки че CBN инструментите могат да срязват твърди скали, тяхната устойчивост на разрушаване при ударни натоварвания в сондажа е недостатъчна, което ограничава приложението им до специфични сценарии на сухо рязане и ги прави неподходящи за динамичната среда на сондиране.
Разликите в приложимите работни условия също са значителни. PDC фрезите се представят изключително добре в меки до средно-твърди хомогенни образувания (като шисти и пясъчник), предлагайки значителни предимства в скоростта на механично пробиване и дължината. Ролковите конусни битове се отличават с изключително твърди, силно абразивни хетерогенни образувания, но тяхната ефективност е сравнително ниска. Твърдосплавните вложки се използват най-вече в плитки кладенци или операции с ниско-натоварване. CBN инструментите обаче са с ограничено приложение поради сложната среда в сондажа и честите въздействия.
По отношение на цялостната производителност PDC фрезите превъзхождат фрезите с ролкови конуси и карбидни пластини по отношение на устойчивост на износване, термична стабилност и продължителност на живота, а също така предлагат по-висока енергийна ефективност. В сравнение с CBN ножовете, тяхната композитна структура осигурява по-добра устойчивост на удар и адаптивност към различни работни условия, което ги прави по-подходящи за променливи натоварвания в сондажа.
В обобщение, благодарение на предимствата на композитния си материал, механизъм за-разрушаване на срязване и широка адаптивност към различни условия на работа, PDC фрезата си осигури уникална позиция в системата от елементи за-разбиване на скали, превръщайки се в основен инструмент за модерно високо{2}}ефективно сондиране за нефт и газ, като допълва и се отличава от традиционните и други нови елементи.
