I. Wear Thermal dan Penghapusan PDC
In the high pressure sintering process of PDC, cobalt acts as a catalyst to promote the direct combination of diamond and diamond, and make the diamond layer and tungsten carbide matrix become a whole, resulting in PDC cutting teeth suitable for oilfield geological drilling with high toughness and excellent wear resistance,
Ketahanan panas berlian sangat terbatas. Di bawah tekanan atmosfer, permukaan berlian dapat berubah pada suhu sekitar 900 ℃ atau lebih tinggi. Selama penggunaan, PDC tradisional cenderung terdegradasi pada sekitar 750 ℃. Saat mengebor melalui lapisan batuan yang keras dan abrasif, PDC dapat dengan mudah mencapai suhu ini karena panas gesekan, dan suhu sesaat (yaitu, suhu lokal pada tingkat mikroskopis) dapat lebih tinggi, jauh melebihi titik leleh kobalt (1495 ° C).
Dibandingkan dengan berlian murni, karena adanya kobalt, berlian dikonversi menjadi grafit pada suhu yang lebih rendah. Akibatnya, keausan pada berlian disebabkan oleh grafitisasi yang dihasilkan dari panas gesekan lokal. Selain itu, koefisien ekspansi termal kobalt jauh lebih tinggi daripada berlian, jadi selama pemanasan, ikatan antara butiran berlian dapat terganggu oleh perluasan kobalt.
Pada tahun 1983, dua peneliti melakukan perawatan penghapusan berlian pada permukaan lapisan berlian PDC standar, secara signifikan meningkatkan kinerja gigi PDC. Namun, penemuan ini tidak menerima perhatian yang layak. Itu tidak sampai setelah tahun 2000 itu, dengan pemahaman yang lebih dalam tentang lapisan berlian PDC, pemasok bor mulai menerapkan teknologi ini pada gigi PDC yang digunakan dalam pengeboran batu. Gigi yang diobati dengan metode ini cocok untuk formasi yang sangat abrasif dengan keausan mekanik termal yang signifikan dan biasanya disebut sebagai gigi "de-cobalted".
Yang disebut "de-cobalt" dibuat dengan cara tradisional untuk membuat PDC, dan kemudian permukaan lapisan berliannya direndam dalam asam kuat untuk menghilangkan fase kobalt melalui proses etsa asam. Kedalaman penghapusan kobalt dapat mencapai sekitar 200 mikron.
Tes keausan tugas berat dilakukan pada dua gigi PDC yang identik (salah satunya telah mengalami perawatan penghilangan kobalt pada permukaan lapisan berlian). Setelah memotong 5000m granit, ditemukan bahwa laju keausan PDC yang tidak dikeluarkan non-cobalt mulai meningkat tajam. Sebaliknya, PDC yang dikeluarkan kobalt mempertahankan kecepatan pemotongan yang relatif stabil sambil memotong sekitar 15000m batuan.
2. Metode deteksi PDC
Ada dua jenis metode untuk mendeteksi gigi PDC, yaitu pengujian destruktif dan pengujian non-destruktif.
1. Pengujian destruktif
Tes -tes ini dimaksudkan untuk mensimulasikan kondisi downhole secara realistis mungkin untuk mengevaluasi kinerja pemotongan gigi dalam kondisi seperti itu. Dua bentuk utama pengujian destruktif adalah tes resistensi keausan dan tes resistensi dampak.
(1) Tes ketahanan aus
Tiga jenis peralatan digunakan untuk melakukan tes ketahanan aus PDC:
A. Bubut vertikal (VTL)
Selama pengujian, pertama -tama perbaiki bit PDC ke mesin bubut VTL dan tempatkan sampel batu (biasanya granit) di sebelah bit PDC. Kemudian putar sampel batuan di sekitar sumbu mesin bubut pada kecepatan tertentu. Bit PDC memotong ke sampel batu dengan kedalaman tertentu. Saat menggunakan granit untuk pengujian, kedalaman pemotongan ini umumnya kurang dari 1 mm. Tes ini bisa kering atau basah. Dalam “Pengujian VTL Kering,” ketika bit PDC memotong batu, tidak ada pendinginan yang diterapkan; Semua panas gesekan yang dihasilkan memasuki PDC, mempercepat proses grafitisasi berlian. Metode pengujian ini menghasilkan hasil yang sangat baik saat mengevaluasi bit PDC dalam kondisi yang membutuhkan tekanan pengeboran tinggi atau kecepatan rotasi tinggi.
“Tes VTL Basah” mendeteksi umur PDC dalam kondisi pemanasan sedang dengan mendinginkan gigi PDC dengan air atau udara selama pengujian. Oleh karena itu, sumber keausan utama dari tes ini adalah penggilingan sampel batuan daripada faktor pemanas.
B, mesin bubut horizontal
Tes ini juga dilakukan dengan granit, dan prinsip tes pada dasarnya sama dengan VTL. Waktu tes hanya beberapa menit, dan guncangan termal antara granit dan gigi PDC sangat terbatas.
Parameter uji granit yang digunakan oleh pemasok roda gigi PDC akan bervariasi. Sebagai contoh, parameter uji yang digunakan oleh Sintetic Corporation dan DI Company di Amerika Serikat tidak persis sama, tetapi mereka menggunakan bahan granit yang sama untuk pengujian mereka, batuan beku polikristalin kasar hingga menengah dengan porositas yang sangat sedikit dan kekuatan tekan 190MPA.
C. Instrumen Pengukuran Rasio Abrasi
Di bawah kondisi yang ditentukan, lapisan berlian PDC digunakan untuk memotong roda gerinda silikon karbida, dan rasio laju keausan roda penggilingan dan laju keausan PDC diambil sebagai indeks keausan PDC, yang disebut rasio keausan.
(2) Tes Resistansi Dampak
Metode untuk pengujian dampak melibatkan pemasangan gigi PDC pada sudut 15-25 derajat dan kemudian menjatuhkan benda dari ketinggian tertentu untuk menyerang lapisan berlian pada gigi PDC secara vertikal. Berat dan tinggi benda yang jatuh menunjukkan dampak tingkat energi yang dialami oleh gigi uji, yang secara bertahap dapat meningkat hingga 100 joule. Setiap gigi dapat dipengaruhi 3-7 kali sampai tidak dapat diuji lebih lanjut. Secara umum, setidaknya 10 sampel dari setiap jenis gigi diuji pada setiap tingkat energi. Karena ada kisaran resistensi gigi terhadap dampak, hasil tes pada setiap tingkat energi adalah luas rata -rata spall berlian setelah dampak untuk setiap gigi.
2. Pengujian non-destruktif
Teknik pengujian non-destruktif yang paling banyak digunakan (selain inspeksi visual dan mikroskopis) adalah ultrasonic scanning (CSCAN).
C Teknologi Pemindaian dapat mendeteksi cacat kecil dan menentukan lokasi dan ukuran cacat. Saat melakukan tes ini, pertama -tama letakkan gigi PDC di dalam tangki air, lalu pindai dengan probe ultrasonik;
Artikel ini dicetak ulang dari "Jaringan Pengerjaan Logam Internasional“
Waktu posting: Mar-21-2025
