Înainte ca tehnologia de producție PDC să se maturizeze, sau mai degrabă, înainte ca burghiele PDC să fie complet dezvoltate, unii producători au folosit diamant sintetic policristalin fără un substrat de carbură cimentată pentru a înlocui diamantele naturale mari la fabricarea burghiilor-setate la suprafață. Diamantul policristalin vine în diferite forme, inclusiv cilindric cu un capăt conic, blocuri triunghiulare, discuri, dreptunghiuri și blocuri.
Exemplele includ Geoset și Fomset de la GE, Syndax3 de la De Beers și TSP de la Institutul Zhengzhou de abrazive. Caracteristica lor comună este stabilitatea termică ridicată, ceea ce înseamnă că pot rezista la temperaturi ridicate de la 1000 de grade până la 1100 de grade și pot fi sinterizate direct pe coroana corpului burghiului, care este compus din pulbere de carbură de tungsten și un metal liant, pentru a acționa ca dinți tăietori pentru spargerea și tăierea formațiunilor de rocă.
Din 1969 până în 1975, Institutul Zhengzhou de abrazive a produs mai multe tipuri de diamante policristaline JR20SN-2 de diferite diametre. Acestea au fost utilizate inițial la fabricarea burghiilor impregnate și alezoarelor pentru menținerea diametrului găurii, forând prin formațiuni de rocă sub gradul 7 în mine. Mai târziu, diamantele policristaline de 6×6 mm au fost folosite pentru a fabrica biți de tracțiune pentru zăcămintele petroliere, care au fost testate în zăcământul petrolier Shengli. Luând ca exemplu forarea la o adâncime de 2400 m, bitul de tracțiune policristalin a economisit 11.000 până la 12.000 de yuani per sondă și 78% din timp în comparație cu biți de tracțiune din carbură cimentată; în comparație cu bucățile conice cu role, a economisit mai mult de 50% din costuri și a redus timpul de găurire cu 5 până la 8 zile. În plus, s-au folosit diamante policristaline de 1,8×5 mm în miezuri și alezoare geologice, iar diamantele policristaline de 2,5×5 mm au fost folosite pentru menținerea diametrului burghiilor impregnate în metalurgie, câmpuri de cărbune și geologie, cu rezultate similare cu diamantele naturale.
La începutul anilor 1980, înainte ca țara mea să-și dezvolte cu succes propria tehnologie PDC, diamantele policristaline de 6 × 6 mm erau utilizate pe scară largă la burghie de carotare și burghii de foraj-cu față integrală (biti în formă de-pepene verde) pentru forarea petrolului și gazelor. Diamantele policristaline în formă de bloc-triunghiulare au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă la fabricarea de burghie cu miez sau-cu suprafață totală pentru formațiuni medii-duri până la dure (cum ar fi calcar și dolomit) și formațiuni ușor abrazive. De la producția pe scară largă-de PDC produs pe plan intern în anii 1990, compactele cu diamant policristalin (PDC) s-au retras treptat de pe piața de foraj, fiind complet înlocuite de PDC.
Cercetarea, dezvoltarea și aplicarea burghiilor PDC pentru foraj de petrol și gaze a durat o perioadă considerabilă de timp. PDC-urile timpurii aveau o rezistență scăzută la impact și prezentau delaminare, împreună cu probleme în proiectarea și fabricarea burghiilor și riscurile inerente ale forării de petrol și gaze. Producătorii de burghie cu role cu con, care dețineau o pondere mare pe piața de foraj, nu au fost foarte proactivi, astfel că cercetarea și aplicarea burghiilor PDC au întâmpinat dificultăți și rezistență semnificative.
Între 1973 și 1975, Statele Unite au efectuat teste folosind PDC-uri de 8,38 × 2,8 mm (Compax) cu un strat de diamant de 0,5 mm grosime produs de GE, care au fost sudate pe inserții de carbură și apoi montate pe burghie din oțel. O cantitate mare de date de testare inițială a arătat că PDC ar putea înlocui diamantele naturale utilizate în burghiile-setate la suprafață pentru găurirea celor mai dure și mai abrazive roci. Cu toate acestea, având în vedere caracteristicile structurale și de performanță ale PDC și faptul că majoritatea formațiunilor de petrol și gaze sunt moi până la mediu-dure, producătorii de burghie au concentrat aplicarea PDC pe piața de foraj petrolier, care avea un potențial semnificativ de piață. Centrul de Cercetare în Foraj de la Universitatea din Tulsa a participat la proiectarea inițială a burghiilor plane PDC și a efectuat teste cheie pe PDC în sine. În această perioadă, GE a efectuat teste pe patru burghie PDC în Texas de Sud, Colorado, Utah și Michigan superior, care au evidențiat unele probleme cu inserțiile PDC, designul burghiilor și producția.
După rezolvarea problemelor întâlnite la testele inițiale, în decembrie 1976, GE a lansat seria Stratapax de produse PDC special pentru burghie, care aveau performanțe îmbunătățite, erau mai rezistente la impact-și erau mai ușor de fixat pe corpul burghiului. În același timp, Diamant Boart a efectuat câteva teste de burghie PDC relativ reușite în formațiuni de sare din Golful Persic și Marea Nordului, iar Eastman Christensen a efectuat și teste în Marea Nordului. În urma testelor exploratorii inițiale descrise mai sus, de la sfârșitul anilor 1980 până în prezent, producătorii de PDC au adus o serie de îmbunătățiri și inovații biților PDC, îmbunătățindu-le semnificativ performanța. Între timp, marile companii de burghie, impulsionate de piața energetică în plină expansiune și de creșterea continuă a prețurilor țițeiului, au colaborat activ cu companiile petroliere pentru a dezvolta o serie de noi burghie PDC, îmbunătățindu-și performanța și extinzându-și gama de aplicații.
Începând cu anii 1990, s-au făcut progrese semnificative în abordarea problemelor întâlnite la forarea prin formațiunile de șist prin îmbunătățirea hidraulică a fluidului de foraj pentru a controla formarea burghiilor în șist. O dezvoltare majoră a burghiilor PDC a fost descoperirea lui Amoco că cauza principală a deteriorării burghiului a fost deformarea rotațională. Acest lucru a dus la dezvoltarea tehnologiei de design anti-voblete. Producătorii de burghie, din punct de vedere al designului, au adoptat o serie de tehnici de proiectare anti-voblează pentru aranjamentul frezei, structura lamei și forma profilului burghiului, reducând la minimum deformarea rotațională. Mai mult, Eastman Christensen a comercializat produsul Amoco anti-balanț, utilizând un dispozitiv de stabilizare a burghiului pentru a reduce sarcinile severe de balansare care provoacă daune în timpul forării și a lansat oficial burghie anti-rotaționale. Aceste bucăți sunt deosebit de avantajoase atunci când se forează prin formațiuni de rocă multi-stratificate (eterogene). În plus, forma coroanei de biți a evoluat de la o formă plată la o formă asemănătoare-pepenelor verde cu 3-8 lame sau chiar mai multe lame (helicoidale).
Un alt motiv pentru îmbunătățirea și inovarea continuă a burghiilor PDC este dezvoltarea și aplicarea unor sisteme de modelare a datelor computerizate mai moderne și complexe (CAD/CAM), combinate cu verificarea de laborator, crescând probabilitatea aplicării cu succes a bitului. În țara mea, dezvoltarea burghiilor PDC a rămas în urma Statelor Unite cu aproximativ 15 ani din cauza impactului limitărilor producției interne. La mijlocul-1980, unități precum Fabrica de burghie Jianghan, Institutul de Cercetare pentru Foraj al Uzinei Generale de Mașini Dagang și Universitatea Petrolului din Beijing au început să dezvolte burghie PDC. După înființarea companiei Sichuan Christensen Diamond Drill Bit Company în 1985 și Xinjiang DBS Drill Bit & Tool Company în 1990, aceste companii au introdus tehnologii străine mature de burghie PDC și noi tehnologii ulterioare. Ei au folosit materiale PDC de înaltă calitate și fiabile produse de GE, DeBeers și USS, iar burghiele lor fabricate au demonstrat performanțe excelente în operațiunile de foraj, deschizând calea pentru dezvoltarea și aplicarea rapidă a burghiilor PDC în țara mea și arătând perspectivele strălucitoare ale burghiilor PDC pe piața de foraj de petrol și gaze naturale. Cu toate acestea, din cauza costului ridicat al burghiilor și a prețului lor scump, aplicarea lor a fost limitată în principal la câmpurile petroliere din regiunea Xinjiang și la câmpurile petroliere offshore.
