I. Термический износ и удаление кобальта PDC
В процессе спекания высокого давления PDC кобальт действует как катализатор, способствующий прямой комбинации алмаза и алмаза, а также создание слоя алмаза и карбида вольфрама становятся целыми, что приводит к тому, что стрижка PDC подходит для геологического бурения на нефтяном поле с высокой вязкостью и превосходным износостойким сопротивлением, устойчивости к PDC, подходящим для геологического бурения на нефтяном поле с высокой вязкостью и превосходным износостойким сопротивлением, PDC, подходящими для геологического бурения на нефтяном поле с высокой вязкостью и превосходным износостойким сопротивлением, приводит к режущим зубам PDC.
Теплостойкость алмазов довольно ограничена. При атмосферном давлении поверхность алмаза может трансформироваться при температуре около 900 ℃ или выше. Во время использования традиционные ПДК, как правило, разлагаются примерно на 750 ℃. При бурении через твердые и абразивные породы PDC могут легко достигать этой температуры из -за тепла трения, и мгновенная температура (то есть локализованная температура на микроскопическом уровне) может быть еще выше, что намного превышает температуру плавления кобальта (1495 ° C).
По сравнению с чистым бриллиантом из -за присутствия кобальта Diamond превращается в графит при более низких температурах. В результате износ на алмазе вызвано графитизацией, возникающей в результате локализованного тепла трения. Кроме того, коэффициент термического расширения кобальта намного выше, чем у алмаза, поэтому во время нагрева связь между алмазными зернами может быть нарушена путем расширения кобальта.
В 1983 году два исследователя выполнили обработку с удалением алмаза на поверхности стандартных слоев алмаза PDC, значительно повышая производительность зубов PDC. Тем не менее, это изобретение не получило того внимания, которое оно заслужило. Только после 2000 года, с более глубоким пониманием слоев алмаза PDC, поставщики буровых работ начали применять эту технологию к зубам PDC, используемым при бурении в скале. Зубы, обработанные этим методом, подходят для высокоабразивных образов со значительным тепловым механическим износом и обычно называются «декобальтированными» зубами.
Так называемый «декобальт» производится традиционным способом создания PDC, а затем поверхность его алмазного слоя погружается в сильную кислоту, чтобы удалить кобальтскую фазу через процесс кислотного травления. Глубина удаления кобальта может достигать около 200 микрон.
Тест с тяжелым износом проводился на двух одинаковых зубах PDC (один из которых подвергался обработке удаления кобальта на поверхности слоя алмаза). После сокращения 5000 м гранита было обнаружено, что скорость износа ПДК, не приготовленного кобальтом, начала резко увеличиваться. Напротив, PDC, удаленной кобальтом, сохранил относительно стабильную скорость резания при сокращении приблизительно 15000 м камни.
2. Метод обнаружения PDC
Существует два вида методов обнаружения зубов PDC, а именно деструктивное тестирование и неразрушающее тестирование.
1. разрушительное испытание
Эти тесты предназначены для имитации условий скважины как можно более реалистично, чтобы оценить производительность режущих зубов в таких условиях. Двумя основными формами деструктивного тестирования являются тесты на износостойкость и тесты на устойчивость к воздействию.
(1) Тест на износ
Три типа оборудования используются для выполнения тестов на износ PDC износ:
A. Вертикальный токар (VTL)
Во время теста сначала исправьте бит PDC до токарного станка VTL и поместите образец скалы (обычно гранит) рядом с битом PDC. Затем поверните образец камня вокруг оси токарного станка с определенной скоростью. Бит PDC прорезает в образец скалы с определенной глубиной. При использовании гранита для тестирования эта глубина резки обычно составляет менее 1 мм. Этот тест может быть либо сухой, либо влажной. В «Сухом тестировании VTL», когда бит PDC прорезает камень, охлаждение не применяется; Все генерируемое тепло, созданное в PDC, ускоряя процесс графитизации алмаза. Этот метод тестирования дает отличные результаты при оценке битов PDC в условиях, требующих высокого давления бурения или высокой скорости вращения.
«Мокрый тест VTL» обнаруживает срок службы PDC в условиях умеренного нагрева, охлаждая зубы PDC водой или воздухом во время тестирования. Следовательно, основным источником износа этого теста является измельчение образца породы, а не коэффициента нагрева.
B, горизонтальный токарный станок
Этот тест также проводится с гранитом, и принцип теста в основном такой же, как VTL. Время испытания составляет всего несколько минут, а тепловой удар между гранитными и зубами PDC очень ограничен.
Параметры тестирования гранита, используемые поставщиками передач PDC, будут варьироваться. Например, параметры теста, используемые Синтетической Корпорацией и Компанией DI в Соединенных Штатах, не совсем одинаковы, но они используют тот же гранитный материал для своих испытаний, грубого или поликристаллической магматической породы среднего уровня с очень маленькой пористостью и прочностью сжатия 190 МПа.
C. Инструмент измерительного коэффициента истирания
В указанных условиях алмазный слой PDC используется для обречения кремниевого карбида, а соотношение скорости износа шлифовального колеса и скорость износа PDC принимается в качестве индекса износа PDC, который называется коэффициентом износа.
(2) Тест на сопротивление воздействия
Метод испытания удара включает установку зубов PDC под углом 15-25 градусов, а затем сбрасывание объекта с определенной высоты, чтобы ударить слой алмаза на зубах PDC по вертикали. Вес и высота падающего объекта указывают на уровень энергии воздействия, испытываемый испытательным зубом, который может постепенно увеличивать до 100 джоулей. Каждый зуб может быть затронут 3-7 раз, пока он не может быть протестирован дальше. Как правило, по меньшей мере 10 образцов каждого типа зуба протестируются на каждом уровне энергии. Поскольку существует диапазон сопротивления зубов для воздействия, результаты испытаний на каждом уровне энергии представляют собой среднюю площадь алмазного сорта после удара для каждого зуба.
2. Неразрушающее тестирование
Наиболее широко используемым методом неразрушающего тестирования (кроме визуального и микроскопического осмотра) является ультразвуковое сканирование (CSCAN).
C Сканирующая технология может обнаружить небольшие дефекты и определять местоположение и размер дефектов. При выполнении этого теста сначала поместите зуб PDC в резервуар для воды, а затем сканируйте с помощью ультразвукового зонда;
Эта статья переиздана из «Международная металлообработка«
Пост времени: марта-21-2025
