Thermal wear ug cobalt pagtangtang sa PDC

I. Thermal wear ug cobalt pagtangtang sa PDC

Sa taas nga presyur nga sintering nga proseso sa PDC, ang cobalt naglihok isip usa ka catalyst aron sa pagpalambo sa direktang kombinasyon sa diamante ug diamante, ug paghimo sa diamante nga layer ug tungsten carbide matrix nga mahimong usa ka bug-os, nga miresulta sa PDC pagputol sa mga ngipon nga angay alang sa oilfield geological drilling nga adunay taas nga kalig-on ug maayo kaayo nga pagsukol sa pagsul-ob,

Ang pagbatok sa kainit sa diamante limitado kaayo. Ubos sa presyur sa atmospera, ang nawong sa diamante mahimong mabag-o sa mga temperatura nga 900 ℃ o mas taas pa. Sa panahon sa paggamit, ang tradisyonal nga mga PDC lagmit nga madaot sa mga 750 ℃. Kung mag-drill pinaagi sa gahi ug abrasive nga mga lut-od sa bato, ang mga PDC dali nga makaabut sa kini nga temperatura tungod sa frictional nga kainit, ug ang dali nga temperatura (ie, lokal nga temperatura sa microscopic nga lebel) mahimo’g mas taas pa, labaw pa sa lebel sa pagtunaw sa cobalt (1495 ° C).

Kung itandi sa lunsay nga diamante, tungod sa presensya sa cobalt, ang diamante nakabig ngadto sa graphite sa mas ubos nga temperatura. Ingon nga resulta, ang pagsul-ob sa diamante tungod sa graphitization nga resulta sa lokal nga frictional heat. Dugang pa, ang thermal expansion coefficient sa cobalt mas taas kay sa diamante, mao nga sa panahon sa pagpainit, ang bonding tali sa diamante nga mga lugas mahimong mabalda sa pagpalapad sa cobalt.

Kaniadtong 1983, duha ka tigdukiduki ang naghimo sa pagtambal sa pagtangtang sa diamante sa ibabaw sa sukaranan nga mga layer sa diamante sa PDC, nga labi nga nagpauswag sa pasundayag sa mga ngipon sa PDC. Bisan pa, kini nga imbensyon wala makadawat sa atensyon nga angay niini. Hangtud pagkahuman sa 2000 nga, nga adunay mas lawom nga pagsabut sa mga layer sa diamante sa PDC, ang mga supplier sa drill nagsugod sa paggamit niini nga teknolohiya sa mga ngipon sa PDC nga gigamit sa pag-drill sa bato. Ang mga ngipon nga gitambalan niini nga pamaagi angayan alang sa hilabihan ka abrasive nga mga porma nga adunay mahinungdanon nga thermal mechanical wear ug kasagarang gitawag nga "de-cobalted" nga mga ngipon.

Ang gitawag nga "de-cobalt" gihimo sa tradisyonal nga paagi sa paghimo sa PDC, ug dayon ang nawong sa layer sa diamante niini gituslob sa kusog nga asido aron makuha ang yugto sa cobalt pinaagi sa proseso sa pag-ukit sa acid. Ang giladmon sa pagtangtang sa cobalt mahimong moabot sa mga 200 microns.

Ang usa ka bug-at nga katungdanan nga pagsulay sa pagsul-ob gihimo sa duha ka parehas nga PDC nga ngipon (usa niini gipailalom sa pagtambal sa pagtangtang sa cobalt sa ibabaw nga layer sa diamante). Human sa pagputol sa 5000m nga granite, nakit-an nga ang wear rate sa non-cobalt-removed PDC nagsugod sa pag-usbaw pag-ayo. Sa kasukwahi, ang cobalt-removed PDC nagpabilin sa usa ka medyo stable cutting speed samtang nagputol sa gibana-bana nga 15000m sa bato.

2. Pamaagi sa pagkakita sa PDC

Adunay duha ka matang sa mga pamaagi sa pag-ila sa mga ngipon sa PDC, nga mao ang makadaot nga pagsulay ug dili makadaot nga pagsulay.

1. Makadaot nga pagsulay

Kini nga mga pagsulay gituyo aron masundog ang mga kondisyon sa downhole ingon realistiko kutob sa mahimo aron mahibal-an ang nahimo sa pagputol sa ngipon sa ilawom sa ingon nga mga kondisyon. Ang duha ka panguna nga porma sa makadaot nga pagsulay mao ang mga pagsulay sa pagsukol sa pagsul-ob ug mga pagsulay sa resistensya sa epekto.

(1) Pagsul-ob sa pagsulay sa pagsukol

Tulo ka matang sa kagamitan ang gigamit sa paghimo sa PDC wear resistance tests:

A. Vertical lathe (VTL)

Atol sa pagsulay, ayoha una ang PDC bit sa VTL lathe ug ibutang ang sample sa bato (kasagaran granite) sunod sa PDC bit. Dayon i-rotate ang sample sa bato palibot sa lathe axis sa usa ka piho nga katulin. Ang PDC bit nagputol sa sampol sa bato nga adunay piho nga giladmon. Kung gigamit ang granite alang sa pagsulay, kini nga giladmon sa pagputol kasagaran dili moubos sa 1 mm. Kini nga pagsulay mahimong uga o basa. Sa "dry VTL testing," sa dihang ang PDC bit magputol sa bato, walay pagpabugnaw nga magamit; ang tanan nga frictional heat nga namugna mosulod sa PDC, nga nagpadali sa proseso sa graphitization sa diamante. Kini nga pamaagi sa pagsulay naghatag maayo kaayo nga mga sangputanan kung gisusi ang mga bits sa PDC sa mga kondisyon nga nanginahanglan taas nga presyur sa pag-drill o taas nga tulin nga pagtuyok.

Ang "basa nga VTL test" nakamatikod sa kinabuhi sa PDC ubos sa kasarangang mga kondisyon sa pagpainit pinaagi sa pagpabugnaw sa mga ngipon sa PDC gamit ang tubig o hangin atol sa pagsulay. Busa, ang panguna nga gigikanan sa pagsul-ob sa kini nga pagsulay mao ang paggaling sa sample sa bato kaysa sa hinungdan sa pagpainit.

B, pinahigda nga lathe

Kini nga pagsulay gihimo usab gamit ang granite, ug ang prinsipyo sa pagsulay parehas ra sa VTL. Ang oras sa pagsulay pipila ra ka minuto, ug ang thermal shock tali sa mga ngipon sa granite ug PDC limitado kaayo.

Ang mga parameter sa pagsulay sa granite nga gigamit sa mga supplier sa gear sa PDC magkalainlain. Pananglitan, ang mga parameter sa pagsulay nga gigamit sa Synthetic Corporation ug DI Company sa Estados Unidos dili parehas, apan gigamit nila ang parehas nga materyal nga granite alang sa ilang mga pagsulay, usa ka coarse hangtod sa medium nga grade polycrystalline igneous rock nga adunay gamay nga porosity ug usa ka compressive nga kusog sa 190MPa.

C. Abrasion ratio nga instrumento sa pagsukod

Ubos sa gitakda nga mga kondisyon, ang diamante nga layer sa PDC gigamit sa pagputol sa silicon carbide grinding wheel, ug ang ratio sa wear rate sa grinding wheel ug ang wear rate sa PDC gikuha isip wear index sa PDC, nga gitawag nga wear ratio.

(2) Pagsulay sa resistensya sa epekto

Ang pamaagi sa pag-eksamin sa epekto naglakip sa pag-instalar sa mga ngipon sa PDC sa anggulo nga 15-25 degrees ug dayon paghulog sa usa ka butang gikan sa usa ka gitas-on aron hampakon ang layer sa diamante sa mga ngipon sa PDC nga patayo. Ang gibug-aton ug gitas-on sa nahulog nga butang nagpaila sa lebel sa enerhiya sa epekto nga nasinati sa pagsulay nga ngipon, nga mahimong anam-anam nga motaas hangtod sa 100 joules. Ang matag ngipon mahimong maapektuhan sa 3-7 ka beses hangtod nga dili na kini masulayan pa. Kasagaran, labing menos 10 ka sample sa matag matang sa ngipon ang gisulayan sa matag lebel sa enerhiya. Tungod kay adunay lainlain ang resistensya sa mga ngipon sa epekto, ang mga resulta sa pagsulay sa matag lebel sa enerhiya mao ang kasagaran nga lugar sa pag-spray sa diamante pagkahuman sa epekto sa matag ngipon.

2. Non-makadaot nga pagsulay

Ang labing kaylap nga gigamit nga non-destructive testing technique (gawas sa visual ug microscopic inspection) mao ang ultrasonic scanning (Cscan).

Ang teknolohiya sa pag-scan sa C makamatikod sa gagmay nga mga depekto ug makatino sa lokasyon ug gidak-on sa mga depekto. Kung buhaton kini nga pagsulay, ibutang una ang ngipon sa PDC sa tangke sa tubig, ug dayon i-scan gamit ang ultrasonic probe;

Kini nga artikulo gipatik pag-usab gikan sa "Internasyonal nga Metalworking Network“