I. Zużycie termiczne i usunięcie kobaltu PDC
W procesie spiekania pod wysokim ciśnieniem PDC kobalt działa jako katalizator promujący bezpośrednią kombinację diamentu i diamentu, a także warstwa diamentowa i macierz węglików wolframowych stają się całością, co powoduje, że zęby wycinane PDC odpowiednie do geologicznego wiercenia pola naftowego z dużą wytrzymałością i doskonałą odpornością na zużycie
Odporność na ciepło diamentów jest dość ograniczona. Pod ciśnieniem atmosferycznym powierzchnia diamentu może przekształcić w temperaturach około 900 ℃ lub wyższych. Podczas użytkowania tradycyjne PDC mają tendencję do rozkładania się na około 750 ℃. Podczas wiercenia przez twarde i ścierne warstwy skały PDC mogą łatwo osiągnąć tę temperaturę z powodu ciepła tarcia, a temperatura chwilowa (tj. Zlokalizowana temperatura na poziomie mikroskopowym) może być jeszcze wyższa, znacznie przekraczając temperaturę topnienia kobaltu (1495 ° C).
W porównaniu z czystym diamentem, ze względu na obecność kobaltu, diament przekształca się w grafit w niższych temperaturach. W rezultacie zużycie diamentu jest spowodowane grafityzacją wynikającą z zlokalizowanego ciepła tarcia. Ponadto współczynnik rozszerzania termicznego kobaltu jest znacznie wyższy niż w przypadku diamentu, więc podczas ogrzewania wiązanie między ziarnami diamentowymi można zakłócić przez rozszerzenie kobaltu.
W 1983 r. Dwóch badaczy przeprowadziło leczenie usuwania diamentów na powierzchni standardowych warstw diamentów PDC, znacznie zwiększając wydajność zębów PDC. Jednak wynalazek ten nie zwrócił uwagi, na jaką zasłużył. Dopiero po 2000 r. Dzięki głębszym zrozumieniu warstw diamentów PDC dostawcy wiertnicy zaczęli stosować tę technologię do zębów PDC stosowanych w wierceniu skalnym. Zęby traktowane tą metodą są odpowiednie do wysoce ściernych formacji o znacznym zużyciu mechanicznym termicznym i są powszechnie określane jako „zdezorientowane” zęby.
Tak zwany „de-cobalt” jest produkowany w tradycyjny sposób, aby wytwarzać PDC, a następnie powierzchnia jej warstwy diamentowej jest zanurzona w silnym kwasie w celu usunięcia fazy kobaltu poprzez proces trawienia kwasu. Głębokość usuwania kobaltu może osiągnąć około 200 mikronów.
Test zużycia ciężkiego przeprowadzono na dwóch identycznych zębach PDC (z których jeden miał leczenie usuwania kobaltu na powierzchni warstwy diamentowej). Po obniżeniu 5000 m granitu stwierdzono, że szybkość zużycia pdc niezwiązanego z cobaltem zaczęła gwałtownie rosnąć. W przeciwieństwie do kobaltu PDC, utrzymywał stosunkowo stabilną prędkość cięcia, jednocześnie obniżając około 15000 m skały.
2. Metoda wykrywania PDC
Istnieją dwa rodzaje metod wykrywania zębów PDC, mianowicie niszczycielskie testowanie i testy nieniszczące.
1. Testy destrukcyjne
Testy te mają na celu symulację warunków w dół tak realistycznie, jak to możliwe, aby ocenić wydajność cięcia zębów w takich warunkach. Dwie główne formy badań destrukcyjnych to testy odporności na zużycie i testy odporności na uderzenie.
(1) Test odporności na zużycie
Do przeprowadzania testów odporności na zużycie PDC są używane trzy rodzaje sprzętu:
A. Pionowa tokarka (VTL)
Podczas testu najpierw napraw bit PDC do tokarki VTL i umieść próbkę skalną (zwykle granitową) obok bitu PDC. Następnie obróć próbkę skały wokół osi tokarki z pewną prędkością. Bit PDC przecina próbkę skały o określonej głębokości. Podczas korzystania z granitu do testowania ta głębokość cięcia jest ogólnie mniejsza niż 1 mm. Ten test może być suchy lub mokry. W „Testowaniu suchym VTL”, gdy bit PDC przecina kamień, nie stosuje się chłodzenia; Wszystkie wytwarzane ciepło tarcia wchodzi do PDC, przyspieszając proces grafityzacji diamentu. Ta metoda testowania daje doskonałe wyniki podczas oceny bitów PDC w warunkach wymagających wysokiego ciśnienia wiertniczego lub wysokiej prędkości obrotowej.
„Wet VTL Test” wykrywa żywotność PDC w umiarkowanych warunkach ogrzewania poprzez chłodzenie zębów PDC wodą lub powietrzem podczas testowania. Dlatego głównym źródłem zużycia tego testu jest szlifowanie próbki skały, a nie współczynnik grzewczy.
B, tokarnia pozioma
Ten test jest również przeprowadzany z granitem, a zasada testu jest zasadniczo taka sama jak VTL. Czas testu wynosi zaledwie kilka minut, a wstrząs termiczny między zębami granitu a PDC jest bardzo ograniczony.
Parametry testu granitowego stosowane przez dostawców sprzętu PDC będą się różnić. Na przykład parametry testowe stosowane przez syntetyczną korporację i firmę DI w Stanach Zjednoczonych nie są dokładnie takie same, ale używają tego samego materiału granitowego do swoich testów, gruboziarnistej i średniej klasy polikrystalicznej skały magmowej o bardzo małej porowatości i wytrzymałości na ściskanie 190 MPa.
C. Przyrząd do pomiaru stosunku ścierania
W określonych warunkach diamentowa warstwa PDC jest używana do przycinania koła mielenia węgla krzemu, a stosunek zużycia koła szlifierskiego i szybkość zużycia PDC jest przyjmowana jako wskaźnik zużycia PDC, który nazywa się stosunkiem zużycia.
(2) Test odporności na uderzenie
Metoda testowania uderzenia polega na instalacji zębów PDC pod kątem 15-25 stopni, a następnie upuszczenie obiektu z pewnej wysokości, aby uderzyć warstwę diamentową na zęby PDC w pionie. Waga i wysokość spadającego obiektu wskazują poziom energii uderzenia doświadczony przez ząb testowy, który może stopniowo zwiększać do 100 dżuli. Każdy ząb może mieć wpływ na 3-7 razy, aż nie można go przetestować dalej. Zasadniczo co najmniej 10 próbek każdego rodzaju zęba jest testowanych na każdym poziomie energii. Ponieważ istnieje zakres odporności na uderzenie zębów, wyniki testu na każdym poziomie energii są średnim obszarem rozciągania diamentów po uderzeniu dla każdego zęba.
2. Testy nieniszczące
Najczęściej stosowaną nieniszczącą techniką testowania (inną niż kontrola wzrokowa i mikroskopowa) jest skanowanie ultradźwiękowe (CSCAN).
Technologia skanowania C może wykryć małe wady i określić lokalizację i rozmiar wad. Wykonując ten test, najpierw umieść ząb PDC w zbiorniku na wodę, a następnie skanuj sondę ultradźwiękową;
Ten artykuł jest przedrukowany z „Międzynarodowa sieć obróbki metalowej"
Czas po: 21-2025
