I. PDC šiluminis susidėvėjimas ir kobalto pašalinimas
Aukšto slėgio PDC sukepinimo procese kobaltas veikia kaip katalizatorius, skatinantis tiesioginį deimanto ir deimanto derinį, ir padaryti deimantų sluoksnį ir volframo karbido matricą tampa visuma, todėl PDC pjaustymo dantys, tinkami naftos telkiniams, su dideliu tvirtumu ir puikiu atsparumu dėvėjimui, atsparumą dėvėjimams, atsparumui dėvėjimui, atsparumą dėvėjimams, ir tai yra puiki atsparumas drabužiams.
Deimantai šilumos atsparumas yra gana ribotas. Esant atmosferos slėgiui, deimanto paviršius gali virsti maždaug 900 ar aukštesnėmis temperatūromis. Naudojimo metu tradiciniai PDC paprastai skaidosi esant maždaug 750 ℃. Gręžiant kietų ir abrazyviniams uolienų sluoksniams, PDCS gali lengvai pasiekti šią temperatūrą dėl trinties šilumos, o momentinė temperatūra (ty lokalizuota temperatūra mikroskopiniu lygiu) gali būti dar aukštesnė, žymiai viršijanti kobalto lydymosi tašką (1495 ° C).
Palyginti su grynu deimantu, dėl kobalto buvimo, deimantai virsta grafitu žemesnėje temperatūroje. Dėl to deimanto susidėvėjimą sukelia grafitizavimas, atsirandantis dėl lokalios trinties šilumos. Be to, kobalto šiluminio išsiplėtimo koeficientas yra daug didesnis nei deimanto, taigi kaitinimo metu sujungimą tarp deimantų grūdų gali sutrikdyti kobalto išsiplėtimas.
1983 m. Du tyrėjai atliko deimantų pašalinimo apdorojimą standartinių PDC deimantų sluoksnių paviršiuje, žymiai padidindami PDC dantų veikimą. Tačiau šis išradimas nesulaukė jo nusipelniusio dėmesio. Iki 2000 m., Turėdami gilesnį PDC deimantų sluoksnių supratimą, gręžimo tiekėjai pradėjo taikyti šią technologiją PDC dantims, naudojamoms gręžiant uolieną. Dantys, apdoroti šiuo metodu, yra tinkami labai abrazyviniams formacijoms, turinčioms reikšmingą šiluminį mechaninį nusidėvėjimą, ir paprastai vadinami „de-kibravusiais“ dantimis.
Vadinamasis „de-kobaltas“ yra pagamintas tradiciniu būdu, kad būtų pagamintas PDC, o tada jo deimantinio sluoksnio paviršius yra panardintas į stiprią rūgštį, kad būtų pašalinta kobalto fazė per rūgšties ėsdinimo procesą. Kobalto pašalinimo gylis gali pasiekti apie 200 mikronų.
Dviejų identiškų PDC dantų buvo atliktas sunkiųjų dėvėjimo testas (iš kurių vienas buvo atliktas kobalto pašalinimo apdorojimas deimantinio sluoksnio paviršiuje). Išpjaustant 5000 m granito, buvo nustatyta, kad nefalto pašalinto PDC nusidėvėjimo greitis pradėjo smarkiai augti. Priešingai, kobalto pašalintas PDC palaikė santykinai stabilų pjovimo greitį, pjaustant maždaug 15000 m uolienų.
2. PDC aptikimo metodas
Yra dviejų rūšių PDC dantų aptikimo būdai, būtent destruktyvūs bandymai ir neardomieji bandymai.
1. Destruktyvus bandymas
Šie testai yra skirti kuo realiai modeliuoti downhole sąlygas, kad būtų galima įvertinti dantų pjovimo efektyvumą tokiomis sąlygomis. Dvi pagrindinės destruktyvių bandymų formos yra atsparumo nusidėvėjimo ir smūgio atsparumo testai.
(1) atsparumo nusidėvėjimo testas
Trijų tipų įranga naudojami PDC atsparumo dilimavimo bandymams atlikti:
A. Vertikali tekinimo staklės (VTL)
Bandymo metu pirmiausia pritvirtinkite PDC bitą į VTL tekinimo staklę ir padėkite uolienų mėginį (paprastai granitą) šalia PDC bitų. Tada tam tikru greičiu pasukite uolienų mėginį aplink tekinimo tekinimo ašį. PDC bitas į roko mėginį supjaustė specifiniu gyliu. Kai bandymui naudojamas granitas, šis pjovimo gylis paprastai yra mažesnis nei 1 mm. Šis testas gali būti sausas arba šlapias. Atliekant „sausas VTL bandymas“, kai PDC bitas išpjauna per uolą, aušinimas netaikomas; Visa sugeneruota trinties šiluma patenka į PDC, pagreitindama deimanto grafitizacijos procesą. Šis bandymo metodas duoda puikių rezultatų vertinant PDC bitus tokiomis sąlygomis, reikalaujančiomis didelio gręžimo slėgio ar didelio sukimosi greičio.
„Šlapio VTL testas“ nustato PDC tarnavimo laiką vidutinio sunkumo kaitinimo sąlygomis, aušindamas PDC dantis vandeniu ar oru bandymo metu. Todėl pagrindinis šio bandymo dėvėjimo šaltinis yra uolienų mėginio šlifavimas, o ne kaitinimo faktorius.
B, horizontaliojo tekinimo staklės
Šis testas taip pat atliekamas naudojant granitą, o bandymo principas iš esmės yra toks pat kaip VTL. Bandymo laikas yra tik kelios minutės, o šiluminis šokas tarp granito ir PDC dantų yra labai ribotas.
Granito bandymo parametrai, kuriuos naudoja „PDC Gear“ tiekėjai, skirsis. Pavyzdžiui, bandymo parametrai, kuriuos JAV naudoja „Synthetic Corporation“ ir „Di Company“, nėra visiškai vienodi, tačiau bandymams jie naudoja tą pačią granito medžiagą, šiurkščią ir vidutinės klasės polikristalinę igneozinę uolieną su labai mažai poringumu ir gniuždomojo stiprumo stiprumą - 190MPA.
C. dilimo santykis matavimo instrumentas
Nurodytomis sąlygomis PDC deimantinis sluoksnis naudojamas silicio karbido šlifavimo ratukui apipjaustyti, o šlifavimo rato susidėvėjimo greičio ir PDC susidėvėjimo greičio santykis yra PDC nusidėvėjimo indeksas, kuris vadinamas nusidėvėjimo santykiu.
(2) Atsparumo smūgio testas
Poveikio bandymo metodas apima PDC dantų įrengimą 15–25 laipsnių kampu ir tada numesti objektą iš tam tikro aukščio, kad deimantinis sluoksnis būtų ant PDC dantų vertikaliai. Krentančio objekto svoris ir aukštis rodo, kokį poveikį patiria bandomojo danties energijos lygis, kuris palaipsniui gali padidėti iki 100 džaulių. Kiekvienas dantis gali būti paveiktas 3–7 kartus, kol jo negalima toliau išbandyti. Paprastai kiekviename energijos lygyje tikrinami mažiausiai 10 kiekvieno tipo danties mėginių. Kadangi dantų pasipriešinimo poveikiui diapazonas yra diapazonas, kiekvieno energijos lygio bandymo rezultatai yra vidutinis deimantų plotas po kiekvieno danties smūgio.
2. Neardomieji bandymai
Plačiausiai naudojama neardomojo bandymo technika (išskyrus vaizdinę ir mikroskopinę apžiūrą) yra ultragarsinis skenavimas (CSCAN).
C nuskaitymo technologija gali aptikti mažus defektus ir nustatyti defektų vietą ir dydį. Atlikdami šį testą, pirmiausia įdėkite PDC dantį į vandens rezervuarą, o tada nuskaitykite ultragarsiniu zondu;
Šis straipsnis perspausdintas iš “Tarptautinis metalo apdirbimo tinklas“
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 21 d
