I. Uzura termică și îndepărtarea cobaltului PDC
În procesul de sinterizare de înaltă presiune a PDC, cobalt acționează ca un catalizator pentru a promova combinația directă de diamant și diamant și a face ca stratul de diamant și matricea carburii de tungsten să devină un întreg, rezultând dinții de tăiere PDC potrivite pentru forajul geologic al câmpului petrolier, cu o rezistență ridicată și o rezistență excelentă la uzură,
Rezistența la căldură cu diamante este destul de limitată. Sub presiunea atmosferică, suprafața diamantului se poate transforma la temperaturi în jur de 900 ℃ sau mai mare. În timpul utilizării, PDC -urile tradiționale tind să se degradeze la aproximativ 750 ℃. Atunci când găuriți prin straturi de rocă dure și abrazive, PDC -urile pot atinge cu ușurință această temperatură datorită căldurii fricționale, iar temperatura instantanee (adică temperatura localizată la nivel microscopic) poate fi și mai mare, depășind cu mult punctul de topire al cobaltului (1495 ° C).
În comparație cu diamantul pur, datorită prezenței cobaltului, diamantul se transformă în grafit la temperaturi mai scăzute. Drept urmare, uzura pe diamant este cauzată de grafitizarea rezultată din căldura de frecare localizată. În plus, coeficientul de expansiune termică al cobaltului este mult mai mare decât cel al diamantului, astfel încât în timpul încălzirii, lipirea dintre boabele de diamant poate fi perturbată de expansiunea cobaltului.
În 1983, doi cercetători au efectuat un tratament de îndepărtare a diamantelor pe suprafața straturilor standard de diamante PDC, îmbunătățind semnificativ performanța dinților PDC. Cu toate acestea, această invenție nu a primit atenția pe care o merita. Nu după 2000, cu o înțelegere mai profundă a straturilor de diamante PDC, furnizorii de foraj au început să aplice această tehnologie pe dinții PDC utilizați în forajul de roci. Dintii tratați cu această metodă sunt potriviți pentru formațiuni extrem de abrazive cu uzură mecanică termică semnificativă și sunt denumite în mod obișnuit ca dinți „de-cobalați”.
Așa-numitul „de-cobalt” este realizat în mod tradițional de a face PDC, iar apoi suprafața stratului său de diamant este cufundată în acid puternic pentru a îndepărta faza de cobalt prin procesul de gravare acid. Adâncimea îndepărtării cobaltului poate ajunge la aproximativ 200 de microni.
Un test de uzură grea a fost efectuat pe doi dinți PDC identici (dintre care unul a fost supus unui tratament de îndepărtare a cobaltului pe suprafața stratului de diamant). După tăierea a 5000 m de granit, s-a constatat că rata de uzură a PDC-ului necontestat cu cobalt a început să crească brusc. În schimb, PDC-ul eliminat de cobalt a menținut o viteză de tăiere relativ stabilă, în timp ce a tăiat aproximativ 15000 m de rocă.
2. Metoda de detectare a PDC
Există două tipuri de metode de detectare a dinților PDC, și anume testarea distructivă și testarea nedistructivă.
1.. Testare distructivă
Aceste teste sunt destinate să simuleze condițiile de coborâre cât mai realist posibil pentru a evalua performanța tăierii dinților în astfel de condiții. Cele două forme principale de testare distructivă sunt testele de rezistență la uzură și testele de rezistență la impact.
(1) Testul de rezistență la uzură
Trei tipuri de echipamente sunt utilizate pentru a efectua teste de rezistență la uzură PDC:
A. strung vertical (VTL)
În timpul testului, remediați mai întâi bitul PDC pe strungul VTL și așezați un eșantion de rocă (de obicei granit) lângă bitul PDC. Apoi rotiți proba de rocă în jurul axei strungului la o anumită viteză. Bitul PDC se taie în eșantionul de rocă cu o adâncime specifică. Când utilizați granit pentru testare, această adâncime de tăiere este în general mai mică de 1 mm. Acest test poate fi uscat sau umed. În „Testarea VTL uscată”, când bitul PDC se taie prin rocă, nu se aplică răcire; Toată căldura de frecare generată intră în PDC, accelerând procesul de grafitizare al diamantului. Această metodă de testare dă rezultate excelente atunci când se evaluează biți PDC în condiții care necesită o presiune ridicată de foraj sau o viteză de rotație ridicată.
„Testul VTL umed” detectează durata de viață a PDC în condiții de încălzire moderate prin răcirea dinților PDC cu apă sau aer în timpul testării. Prin urmare, principala sursă de uzură a acestui test este șlefuirea probei de rocă, mai degrabă decât factorul de încălzire.
B, strung orizontal
Acest test este, de asemenea, efectuat cu granit, iar principiul testului este practic același cu VTL. Timpul de testare este de doar câteva minute, iar șocul termic între dinții de granit și PDC este foarte limitat.
Parametrii testului de granit folosiți de furnizorii de viteze PDC vor varia. De exemplu, parametrii de testare folosiți de Synthetic Corporation și DI Company din Statele Unite nu sunt exact aceiași, dar folosesc același material de granit pentru testele lor, o rocă igneoasă policristalină de calitate medie până la medie, cu o porozitate foarte mică și o rezistență la compresiune de 190MPa.
C. Instrument de măsurare a raportului de abraziune
În condițiile specificate, stratul de diamant al PDC este utilizat pentru a tăia roata de măcinare a carburii de siliciu, iar raportul dintre rata de uzură a roții de măcinare și rata de uzură a PDC este luată ca indicele de uzură al PDC, care se numește raport de uzură.
(2) Testul de rezistență la impact
Metoda pentru testarea impactului implică instalarea dinților PDC într-un unghi de 15-25 de grade și apoi aruncarea unui obiect de la o anumită înălțime pentru a lovi stratul de diamant pe dinții PDC pe verticală. Greutatea și înălțimea obiectului în cădere indică nivelul de energie de impact experimentat de dintele de testare, care poate crește treptat până la 100 de joule. Fiecare dinte poate fi afectat de 3-7 ori până când nu poate fi testat în continuare. În general, cel puțin 10 probe din fiecare tip de dinte sunt testate la fiecare nivel de energie. Deoarece există o gamă de rezistență a dinților la impact, rezultatele testelor la fiecare nivel de energie sunt suprafața medie a diamantului care se scurge după impact pentru fiecare dinte.
2. Testare nedistructivă
Cea mai utilizată tehnică de testare nedistructivă (alta decât inspecția vizuală și microscopică) este scanarea cu ultrasunete (CSCAN).
C Tehnologia de scanare poate detecta defecte mici și poate determina locația și dimensiunea defectelor. Când faceți acest test, plasați mai întâi dintele PDC într -un rezervor de apă, apoi scanați cu o sondă cu ultrasunete;
Acest articol este reimprimat din „Rețea internațională de prelucrare a metalelor„
Timpul post: 21-2025 martie
