Kuvaa kwa joto na kuondolewa kwa cobalt ya PDC

I. Kuvaa kwa joto na kuondolewa kwa cobalt ya PDC

Katika mchakato wa uchomaji wa shinikizo la juu wa PDC, cobalt hufanya kama kichocheo cha kukuza mchanganyiko wa moja kwa moja wa almasi na almasi, na kufanya safu ya almasi na tungsten carbudi tumbo kuwa nzima, na kusababisha PDC kukata meno yanafaa kwa ajili ya oilfield kuchimba visima kijiolojia na ushupavu juu na upinzani bora kuvaa,

Upinzani wa joto wa almasi ni mdogo kabisa. Chini ya shinikizo la angahewa, uso wa almasi unaweza kubadilika kwa joto karibu 900℃ au zaidi. Wakati wa matumizi, PDC za kitamaduni huelekea kuharibika kwa takriban 750℃. Wakati wa kuchimba visima kupitia tabaka za miamba ngumu na abrasive, PDCs zinaweza kufikia joto hili kwa urahisi kutokana na joto la msuguano, na halijoto ya papo hapo (yaani, halijoto iliyojanibishwa katika kiwango cha hadubini) inaweza kuwa kubwa zaidi, kuzidi kiwango myeyuko wa kobalti (1495°C).

Ikilinganishwa na almasi safi, kwa sababu ya uwepo wa cobalt, almasi hubadilika kuwa grafiti kwa joto la chini. Kwa sababu hiyo, uchakavu wa almasi husababishwa na mchoro unaotokana na joto la ndani la msuguano. Zaidi ya hayo, mgawo wa upanuzi wa joto wa cobalt ni wa juu zaidi kuliko ule wa almasi, hivyo wakati wa joto, kuunganisha kati ya nafaka za almasi kunaweza kuvuruga na upanuzi wa cobalt.

Mnamo 1983, watafiti wawili walifanya matibabu ya kuondolewa kwa almasi kwenye uso wa tabaka za kawaida za almasi za PDC, na kuimarisha kwa kiasi kikubwa utendaji wa meno ya PDC. Walakini, uvumbuzi huu haukupokea umakini unaostahili. Haikuwa hadi baada ya 2000 ambapo, kwa uelewa wa kina wa tabaka za almasi za PDC, wasambazaji wa kuchimba visima walianza kutumia teknolojia hii kwa meno ya PDC yanayotumika kuchimba miamba. Meno yaliyotibiwa kwa njia hii yanafaa kwa uundaji wa abrasive sana na uvaaji mkubwa wa mitambo ya mafuta na hujulikana kama meno "yaliyotiwa cobalted".

Kinachojulikana kama "de-cobalt" kinafanywa kwa njia ya jadi ya kufanya PDC, na kisha uso wa safu yake ya almasi hutiwa ndani ya asidi kali ili kuondoa awamu ya cobalt kupitia mchakato wa etching asidi. Kina cha kuondolewa kwa cobalt kinaweza kufikia mikroni 200 hivi.

Jaribio la uvaaji mzito lilifanywa kwa meno mawili ya PDC yanayofanana (moja ambayo ilikuwa imepitia matibabu ya kuondolewa kwa cobalt kwenye uso wa safu ya almasi). Baada ya kukata 5000m ya granite, iligundua kuwa kiwango cha kuvaa cha PDC isiyo ya cobalt-iliyoondolewa ilianza kuongezeka kwa kasi. Kinyume chake, PDC iliyoondolewa na cobalt ilidumisha kasi ya kukata iliyotulia huku ikikata takriban 15000m ya mwamba.

2. Njia ya kugundua ya PDC

Kuna aina mbili za njia za kugundua meno ya PDC, ambayo ni majaribio ya uharibifu na majaribio yasiyo ya uharibifu.

1. Upimaji wa uharibifu

Vipimo hivi vinakusudiwa kuiga hali ya shimo kwa uhalisia iwezekanavyo ili kutathmini utendaji wa kukata meno chini ya hali kama hizo. Aina mbili kuu za majaribio ya uharibifu ni vipimo vya upinzani wa kuvaa na vipimo vya upinzani wa athari.

(1) Mtihani wa upinzani wa kuvaa

Aina tatu za vifaa hutumiwa kufanya vipimo vya upinzani vya kuvaa kwa PDC:

A. Lathe wima (VTL)

Wakati wa jaribio, kwanza rekebisha biti ya PDC kwenye lathe ya VTL na uweke sampuli ya mwamba (kawaida granite) karibu na biti ya PDC. Kisha zungusha sampuli ya mwamba kuzunguka mhimili wa lathe kwa kasi fulani. Biti ya PDC hukata sampuli ya mwamba kwa kina maalum. Wakati wa kutumia granite kwa kupima, kina hiki cha kukata kwa ujumla ni chini ya 1 mm. Jaribio hili linaweza kuwa kavu au mvua. Katika "kupima VTL kavu," wakati PDC kidogo inakata kwenye mwamba, hakuna baridi inatumika; joto zote za msuguano zinazozalishwa huingia PDC, kuharakisha mchakato wa graphitization ya almasi. Mbinu hii ya majaribio hutoa matokeo bora wakati wa kutathmini bits za PDC chini ya hali zinazohitaji shinikizo la juu la kuchimba visima au kasi ya juu ya mzunguko.

"Jaribio la VTL mvua" hutambua maisha ya PDC chini ya hali ya joto ya wastani kwa kupoza meno ya PDC kwa maji au hewa wakati wa kupima. Kwa hiyo, chanzo kikuu cha kuvaa mtihani huu ni kusaga sampuli ya mwamba badala ya sababu ya joto.

B, lathe mlalo

Mtihani huu pia unafanywa na granite, na kanuni ya mtihani kimsingi ni sawa na VTL. Muda wa mtihani ni dakika chache tu, na mshtuko wa joto kati ya granite na meno ya PDC ni mdogo sana.

Vigezo vya mtihani wa granite vinavyotumiwa na wasambazaji wa gia za PDC vitatofautiana. Kwa mfano, vigezo vya majaribio vinavyotumiwa na Synthetic Corporation na DI Company nchini Marekani havifanani kabisa, lakini hutumia nyenzo zilezile za granite kwa majaribio yao, mwamba wa mwako wa daraja la kati wa polycrystalline wenye upenyo mdogo sana na nguvu ya kubana ya 190MPa.

C. Chombo cha kupimia uwiano wa abrasion

Chini ya masharti maalum, safu ya almasi ya PDC hutumiwa kupunguza gurudumu la kusaga carbudi ya silicon, na uwiano wa kasi ya kuvaa kwa gurudumu la kusaga na kiwango cha kuvaa cha PDC huchukuliwa kama fahirisi ya kuvaa ya PDC, ambayo inaitwa uwiano wa kuvaa.

(2) Mtihani wa upinzani wa athari

Mbinu ya kupima athari inahusisha kusakinisha meno ya PDC kwa pembe ya digrii 15-25 na kisha kudondosha kitu kutoka kwa urefu fulani ili kupiga safu ya almasi kwenye meno ya PDC kwa wima. Uzito na urefu wa kitu kinachoanguka huonyesha kiwango cha nishati ya athari inayopatikana na jino la mtihani, ambayo inaweza kuongezeka hatua kwa hatua hadi joule 100. Kila jino linaweza kuathiriwa mara 3-7 hadi haliwezi kupimwa zaidi. Kwa ujumla, angalau sampuli 10 za kila aina ya jino hupimwa katika kila kiwango cha nishati. Kwa kuwa kuna ustahimilivu wa meno kuathiriwa, matokeo ya majaribio katika kila kiwango cha nishati ni eneo la wastani la almasi iliyomwagika baada ya athari kwa kila jino.

2. Upimaji usio na uharibifu

Mbinu inayotumika zaidi ya kupima isiyo ya uharibifu (zaidi ya ukaguzi wa kuona na hadubini) ni utambazaji wa ultrasonic (Cscan).

Teknolojia ya skanning C inaweza kugundua kasoro ndogo na kuamua eneo na ukubwa wa kasoro. Wakati wa kufanya mtihani huu, kwanza weka jino la PDC kwenye tank ya maji, na kisha uangalie kwa uchunguzi wa ultrasonic;

Nakala hii imechapishwa tena kutoka "Mtandao wa Kimataifa wa Uchumaji"