I. PDC: n lämmön kuluminen ja koboltin poisto
PDC: n korkeapaineen sintrausprosessissa koboltti toimii katalyyttinä timantin ja timantin suoran yhdistelmän edistämiseksi ja timanttikerroksen ja volframikarbidimatriisin saamiseksi kokonaisuudeksi, mikä johtaa PDC: n leikkaushampaisiin, jotka sopivat öljykentän geologiseen poraukseen, jolla
Timanttien lämmönkestävyys on melko rajallinen. Ilmakehän paineessa timantin pinta voi muuttua lämpötiloissa noin 900 ℃ tai korkeampi. Käytön aikana perinteisillä PDC: llä on taipumus hajottaa noin 750 ℃. Poraaessasi kovien ja hankaavien kivikerrosten läpi PDC: t voivat helposti saavuttaa tämän lämpötilan kitkalämpöä johtuen, ja hetkellinen lämpötila (ts. Lokalisoitu lämpötila mikroskooppisella tasolla) voi olla vielä korkeampi, ylittäen huomattavasti koboltin (1495 ° C) sulamispisteen.
Verrattuna puhtaan timanttiin, johtuen koboltin läsnäolosta, timantti muuntaa grafiitiksi alhaisemmissa lämpötiloissa. Seurauksena on, että timantin kuluminen johtuu paikallisesta kitkalämmöstä johtuvasta grafiitisoinnista. Lisäksi koboltin lämpölaajennuskerroin on paljon korkeampi kuin timantin, joten lämmityksen aikana timanttijyvien välinen sidos voidaan häiritä koboltin laajenemisella.
Vuonna 1983 kaksi tutkijaa suoritti timantinpoistokäsittelyn tavanomaisten PDC -timanttikerrosten pinnalla, mikä paransi merkittävästi PDC -hampaiden suorituskykyä. Tämä keksintö ei kuitenkaan saanut ansaittua huomiota. Vuoteen 2000 jälkeen PDC -timanttikerroksista syvemmällä ymmärryksellä poratoimittajat alkoivat soveltaa tätä tekniikkaa kallioporauksessa käytettyihin PDC -hampaisiin. Tällä menetelmällä käsitellyt hampaat sopivat erittäin hankaaviin muodostelmiin, joissa on merkitsevä lämpömekaaninen kuluminen, ja niitä kutsutaan yleisesti ”kopuutuneiksi” hampaiksi.
Niin kutsuttu ”debaltti” tehdään perinteisellä tavalla PDC: n valmistamiseksi, ja sen jälkeen timanttikerroksen pinta upotetaan vahvaan happoon kobolttifaasin poistamiseksi hapon etsausprosessin läpi. Koboltin poistosyvyys voi saavuttaa noin 200 mikronia.
Kahdelle identtiselle PDC-hampaiselle suoritettiin raskas kulutuskoe (joista yksi oli läpikäynyt koboltin poistokäsittelyn timanttikerroksen pinnalla). 5000 metrin graniitin leikkaamisen jälkeen havaittiin, että ei-kobalttivaratun PDC: n kulumisnopeus alkoi kasvaa voimakkaasti. Sitä vastoin kobolttivarattu PDC säilytti suhteellisen vakaan leikkausnopeuden leikkaamalla noin 15000 metriä kalliota.
2. PDC: n havaitsemismenetelmä
PDC-hampaiden havaitsemiseksi on olemassa kahdenlaisia menetelmiä, nimittäin tuhoisia testauksia ja tuhoamattomia testauksia.
1. Tuhoava testaus
Näiden testien tarkoituksena on simuloida alamäkeolosuhteita mahdollisimman realistisesti leikkaamisen suorituskyvyn arvioimiseksi tällaisissa olosuhteissa. Kaksi tuhoavan testauksen päämuotoa ovat kulutuskestävyystestit ja iskunkestävyyskokeet.
(1) kulumisvastustesti
PDC -kulumisvastuskokeita käytetään kolmen tyyppisiä laitteita:
A. pystysuora sorvi (VTL)
Kiinnitä testin aikana ensin PDC -bitti VTL -sorville ja aseta kivinäyte (yleensä graniitti) PDC -bitin viereen. Kierrä sitten kivinäyte sorvi -akselin ympärillä tietyllä nopeudella. PDC -bitti leikkaa kallionäytteeseen tietyllä syvyydellä. Kun käytetään graniittia testaukseen, tämä leikkaussyvyys on yleensä alle 1 mm. Tämä testi voi olla joko kuiva tai märkä. ”Kuiva VTL -testauksessa”, kun PDC -bitti leikkaa kallion läpi, jäähdytystä ei levitetä; Kaikki syntynyt kitkalämpö tulee PDC: hen nopeuttaen timantin grafiittiprosessia. Tämä testausmenetelmä tuottaa erinomaisia tuloksia arvioitaessa PDC -bittejä olosuhteissa, jotka vaativat suurta porauspaineita tai suurta pyörimisnopeutta.
”Märkä VTL -testi” havaitsee PDC: n käyttöiän kohtalaisissa lämmitysolosuhteissa jäähdyttämällä PDC -hampaat vedellä tai ilmalla testauksen aikana. Siksi tämän testin tärkein kulutuslähde on kivinäytteen hiominen kuin lämmityskerroin.
B, vaakasuora
Tämä testi suoritetaan myös graniitin kanssa, ja testin periaate on periaatteessa sama kuin VTL. Testiaika on vain muutama minuutti, ja graniitti- ja PDC -hampaiden välinen lämpöisku on hyvin rajallinen.
PDC -vaihdetoimittajien käyttämät graniittitestiparametrit vaihtelevat. Esimerkiksi Synthtic Corporationin ja DI -yhtiön käyttämät testiparametrit eivät ole täsmälleen samat, mutta ne käyttävät testeihinsä samaa graniittimateriaalia, karkeaa tai keskisuuria monikiteistä kivistä kalliota, jolla on hyvin vähän huokoisuutta ja puristusvoimakkuus 190MPA.
C. hankaussuhteen mittauslaite
Määritetyissä olosuhteissa PDC: n timanttikerroksia käytetään piidikarbidin hiomapyörän leikkaamiseen, ja hiomapyörän kulumisnopeuden ja PDC: n kulumisnopeuden suhteet otetaan PDC: n kulumisindeksiin, jota kutsutaan kulumissuhteeseen.
(2) iskunkestävyystesti
Impact-testausmenetelmä sisältää PDC-hampaiden asentamisen 15-25 asteen kulmaan ja sitten objektin pudottaminen tietystä korkeudesta timanttikerroksen lyömiseksi PDC-hampaisiin pystysuunnassa. Kumpaavan esineen paino ja korkeus osoittavat testihampaan kokeman iskuenergian tason, joka voi vähitellen nousta jopa 100 jouliin. Jokainen hammas voidaan vaikuttaa 3-7 kertaa, kunnes sitä ei voida testata tarkemmin. Yleensä vähintään 10 näytettä jokaisesta hammastyypistä testataan jokaisella energiatasolla. Koska hampaiden vastustuskyky on vaikutusvalta, testitulokset kussakin energiatasossa ovat timanttien spaalin keskimääräinen pinta -ala iskun jälkeen jokaiselle hampalle.
2. Tuhoton testaus
Laajimmin käytetty tuhoava testaustekniikka (muut kuin visuaalinen ja mikroskooppinen tarkastus) on ultraäänitutkimus (CSCAN).
C Skannaustekniikka voi havaita pienet viat ja määrittää vikojen sijainnin ja koon. Kun tehdään tätä testiä, aseta ensin PDC -hammas vesisäiliöön ja skannaa sitten ultraääni -anturilla;
Tämä artikkeli on tulostettu uudelleen "Kansainvälinen metallintyöverkko"
Viestin aika: Maaliskuu 21-2025
