Инструментите PDC (поликристален диамантен композит) с високата си твърдост на външния диамантен слой и добрата якост на долния слой от циментиран карбид демонстрират значителни предимства при нефтени сондажи, геоложки проучвания и обработка на силно износоустойчиви-материали. Въпреки това, реализирането на тези предимства в производителността силно зависи от научната логика на подбор-само чрез дълбоко интегриране на характеристиките на работните условия, параметрите на материала и целите на приложението може да се постигне ефективна, стабилна и икономична употреба.
Основната основа за избор на PDC инструменти е прецизният анализ на характеристиките на работното състояние. Основните изисквания към режещите инструменти се различават значително в различните сценарии на приложение: При сондиране на нефт ключовите съображения включват твърдостта на скалата (напр. средно-меките характеристики на пясъчника и варовика спрямо средно-твърдите характеристики на гранита), абразивността (по-високото съдържание на кварц води до по-голяма абразивност) и индекса на пробиваемост, като същевременно се обръща внимание на температурата, налягането и ударните натоварвания в сондажа (напр. периодични въздействия от чакълести слоеве); при геолого-проучвателни операции по вземане на керна, в допълнение към условията на образуване, трябва да се вземат предвид целостта на пробата от керна и контролът на смущенията на керна от режещите зъби; при обработката на високо-износо-устойчиви материали (напр. високо-силициеви алуминиеви сплави и композити от въглеродни влакна), фокусът трябва да бъде върху топлопроводимостта на материала, тенденцията към втвърдяване при работа и термомеханичното натоварване в зоната на рязане. Създаването на модел на работни условия въз основа на геоложки данни, исторически записи на операциите или машинни тестове е основата за последващ избор на инструмент.
Съответствието на структурните параметри на инструмента е решаваща стъпка в процеса на избор. Размерът на диамантеното зърно на повърхностния поликристален диамантен слой трябва да се регулира според абразивността на формацията: фино{1}}диамантените слоеве (напр. 1-5 μm) са подходящи за силно абразивни формации или сценарии на обработка, предразположени към залепване на инструмента поради техните плътни граници на зърната и отлична устойчивост на износване; грубо{12}}диамантените слоеве (напр. 10-25 μm) са по-подходящи за работни условия, съдържащи твърди частици или периодични удари, поради тяхната голяма област на междукристално свързване и по-силна устойчивост на удар. Видът на свързващата фаза пряко влияе върху термичната стабилност: конвенционалните метални свързващи фази (напр. базирани на кобалт-) са с ниска цена, но лесно катализират графитизацията при високи температури, което ги прави подходящи за сценарии с ниска-температура, ниско-натоварване; ниска{20}}катализа или не-метални свързващи фази (напр. силициди, карбиди), макар и по-скъпи, могат да повишат температурата на термично разлагане до над 700 градуса, което ги прави от съществено значение за дълбоко сондиране при висока{34}}температура или високоскоростна обработка. Съдържанието на кобалт в основната матрица от циментиран карбид трябва да балансира здравината и твърдостта: високото съдържание на кобалт (напр. 15%-20%) води до отлична якост на матрицата, способна да издържи на силни удари; ниското съдържание на кобалт (напр. 6%-10%) води до висока твърдост на матрицата, подходяща за устойчивост на износване при стабилни натоварвания. Освен това, формата на короната на режещите зъби (напр. плосък връх, заоблен връх), ъгълът на наклона и дизайнът на ъгъла на хлабина влияят на траекторията на рязане и ефективността на отстраняване на стружките, което изисква оптимизиране на базата на механизми за разбиване на скали или рязане.
Производственият процес и стабилността на качеството са имплицитни, но решаващи съображения. Високо-качествените PDC инструменти изискват строг процес на синтероване при висока-температура, високо-налягане (HPHT), за да се осигури здравината на металургичното свързване между диамантения слой и матрицата, като се избягва рискът от разслояване на междинния слой; чистотата (по-голяма или равна на 99,9%) и еднородността на разпределението на размера на частиците (обхват по-малък или равен на 2 μm) на диамантения прах пряко влияят върху устойчивостта на износване на инструмента; равномерността на разпределението на фазата на свързване (без локално обогатяване или дефицит) определя надеждността на термичната стабилност и устойчивостта на умора при удар. Изборът на доставчик с цялостна система за проверка на качеството (като ултразвуково изпитване, металографски анализ и термогравиметричен анализ) може да намали риска от ранна повреда поради производствени дефекти от самото начало.
Икономиката и общите разходи за жизнения цикъл трябва да бъдат включени в цялостна оценка. Въпреки че високо-производителните PDC инструменти имат по-високи първоначални разходи за закупуване, техният дълъг живот (3-5 пъти по-дълъг от конвенционалните инструменти) и високата оперативна ефективност (30%-50% по-висока механична скорост на пробиване) могат значително да намалят общите разходи за единица кадри или за единица обработка. От решаващо значение е да се избягва жертването на ключова производителност в името на ниската цена; трябва да се извърши изчисление на пълния жизнен цикъл на "първоначална цена + честота на подмяна + загуби при престой", за да се избере най-рентабилното решение.
В обобщение, изборът на PDC инструменти е систематичен проект, интегриращ анализ на работните условия, съпоставяне на параметри, проверка на процеса и икономическа оценка. Само като се управлява-от данни и е ориентиран-от търсенето, може да се идентифицира най-подходящото инструментално решение в сложни работни условия, осигурявайки солидна гаранция за ефективна работа и контрол на разходите.
