Термично износване и отстраняване на кобалт на PDC

I. Термично износване и отстраняване на кобалт на PDC

В процеса на синтероване с високо налягане на PDC кобалтът действа като катализатор за насърчаване на директната комбинация от диамант и диамант и направете диамантения слой и волфрамовата карбидна матрица стават цяло, което води до изрязване на PDC, подходящи за геологично пробиване на нефтено находище с висока здравина и отлична устойчивост на износване,

Топлинната устойчивост на диамантите е доста ограничена. Под атмосферно налягане повърхността на диаманта може да се трансформира при температури около 900 ℃ или по -висока. По време на употреба традиционните PDC са склонни да се разграждат при около 750 ℃. При пробиване през твърди и абразивни скални слоеве, PDC могат лесно да достигнат тази температура поради триене на триене и моменталната температура (т.е. локализирана температура на микроскопично ниво) може да бъде още по -висока, далеч надвишаваща точката на топене на кобалт (1495 ° С).

В сравнение с чистия диамант, поради наличието на кобалт, диамантът се превръща в графит при по -ниски температури. В резултат на това износването на диамант се причинява от графитизацията в резултат на локализирана триене топлина. Освен това коефициентът на топлинно разширяване на кобалта е много по -висок от този на диаманта, така че по време на нагряване свързването между диамантените зърна може да бъде нарушено от разширяването на кобалта.

През 1983 г. двама изследователи извършват обработка за отстраняване на диаманти на повърхността на стандартните PDC диамантени слоеве, като значително повишават работата на PDC зъбите. Това изобретение обаче не получи вниманието, което заслужаваше. До 2000 г., след като по -задълбочено разбиране на диамантените слоеве PDC, доставчиците на сондажи започнаха да прилагат тази технология към PDC зъби, използвани при скално пробиване. Зъбите, третирани с този метод, са подходящи за силно абразивни образувания със значително термично механично износване и обикновено се наричат ​​„декобалрани“ зъби.

Така нареченият „декобалт“ е направен по традиционния начин за приготвяне на PDC, а след това повърхността на нейния диамантен слой е потопена в силна киселина, за да се отстрани фазата на кобалта чрез процеса на ецване на киселината. Дълбочината на отстраняване на кобалт може да достигне около 200 микрона.

Проведен е тест за износване на тежко натоварване на два идентични PDC зъба (единият от които е претърпял обработка на кобалтово отстраняване на повърхността на диамантения слой). След като се намали 5000 м гранит, беше установено, че скоростта на износване на не-колежния PDC започна рязко да се увеличава. За разлика от тях, PDC, преразгледан от кобалт, поддържа сравнително стабилна скорост на рязане, докато режеше приблизително 15000 м скала.

2. Метод за откриване на PDC

Има два вида методи за откриване на PDC зъби, а именно разрушително тестване и неразрушително тестване.

1. Разрушително тестване

Тези тестове са предназначени да симулират условията на спускане възможно най -реалистично, за да се оцени работата на рязането на зъби при такива условия. Двете основни форми на разрушително тестване са тестове за устойчивост на износване и тестове за устойчивост на въздействието.

(1) Тест за устойчивост на износване

Три вида оборудване се използват за извършване на тестове за устойчивост на износване на PDC:

А. Вертикален струг (VTL)

По време на теста първо фиксирайте PDC бита към струга VTL и поставете скална проба (обикновено гранит) до бита на PDC. След това завъртете скалната проба около оста на струга с определена скорост. PDC битът се врязва на скалната проба със специфична дълбочина. Когато използвате гранит за тестване, тази дълбочина на рязане обикновено е по -малка от 1 mm. Този тест може да бъде или сух или мокър. При „сухо VTL тестване“, когато PDC битът се пресече през скалата, не се прилага охлаждане; Цялата генерирана от триене топлина влиза в PDC, ускорявайки процеса на графитизация на диаманта. Този метод на тестване дава отлични резултати при оценка на битовете на PDC при условия, изискващи високо налягане на пробиване или висока скорост на въртене.

„Мокрият VTL тест“ открива живота на PDC при умерени условия на нагряване, като охлажда PDC зъбите с вода или въздух по време на тестване. Следователно, основният източник на износване на този тест е смилането на скалната проба, а не на отоплителния фактор.

B, хоризонтален струг

Този тест също се провежда с гранит, а принципът на теста е основно същият като VTL. Времето за изпитване е само няколко минути, а топлинният шок между гранит и PDC зъби е много ограничен.

Гранитните тестови параметри, използвани от доставчиците на PDC Gear, ще варират. Например, тестовите параметри, използвани от Synthetic Corporation и DI Company в Съединените щати, не са абсолютно същите, но те използват един и същ гранит материал за своите тестове, груба до средна поликристална магнитна скала с много малка порьозност и якост на натиск от 190MPa.

В. Съотношение на съотношение на измерване на абразия

При определените условия диамантеният слой на PDC се използва за подстригване на шлифовъчното колело на силициев карбид и съотношението на скоростта на износване на шлифовъчното колело и скоростта на износване на PDC се приема като индекс на износване на PDC, който се нарича съотношение на износване.

(2) Тест за устойчивост на въздействие

Методът за тестване на удара включва инсталиране на PDC зъби под ъгъл 15-25 градуса и след това изпускането на обект от определена височина, за да удари диамантения слой върху PDC зъбите вертикално. Теглото и височината на падащия обект показват нивото на енергията на въздействието, преживяно от тестовия зъб, което постепенно може да се увеличи до 100 джаула. Всеки зъб може да бъде повлиян 3-7 пъти, докато не може да бъде тестван допълнително. Като цяло, най -малко 10 проби от всеки тип зъб се тестват на всяко ниво на енергия. Тъй като има диапазон в съпротивлението на зъбите, за да въздейства, резултатите от тестовете на всяко ниво на енергия са средната зона на диамантено разпръскване след въздействие за всеки зъб.

2. Неразрушително тестване

Най-широко използваната неразрушителна техника за тестване (различна от визуална и микроскопична проверка) е ултразвуково сканиране (CSCAN).

Технологията за сканиране на C може да открие малки дефекти и да определи местоположението и размера на дефектите. Когато правите този тест, първо поставете PDC зъба в резервоар за вода и след това сканирайте с ултразвукова сонда;

Тази статия е препечатана от “Международна метална работна мрежа"