Veshja termike dhe heqja e kobaltit të PDC-së

I. Veshja termike dhe heqja e kobaltit të PDC-së

Në procesin e sinterimit me presion të lartë të PDC, kobalti vepron si katalizator për të promovuar kombinimin e drejtpërdrejtë të diamantit dhe diamantit, dhe për ta bërë shtresën e diamantit dhe matricën e karbidit të tungstenit të bëhen një e tërë, duke rezultuar në dhëmbë prerës PDC të përshtatshëm për shpime gjeologjike në fushat e naftës me rezistencë të lartë dhe rezistencë të shkëlqyer ndaj konsumimit,

Rezistenca e diamanteve ndaj nxehtësisë është mjaft e kufizuar. Nën presionin atmosferik, sipërfaqja e diamantit mund të transformohet në temperatura rreth 900℃ ose më të larta. Gjatë përdorimit, PDC-të tradicionale kanë tendencë të degradojnë në rreth 750℃. Kur shpohen shtresa shkëmbinjsh të fortë dhe gërryes, PDC-të mund ta arrijnë lehtësisht këtë temperaturë për shkak të nxehtësisë së fërkimit, dhe temperatura e menjëhershme (domethënë, temperatura e lokalizuar në nivel mikroskopik) mund të jetë edhe më e lartë, duke tejkaluar shumë pikën e shkrirjes së kobaltit (1495°C).

Krahasuar me diamantin e pastër, për shkak të pranisë së kobaltit, diamanti shndërrohet në grafit në temperatura më të ulëta. Si rezultat, konsumimi i diamantit shkaktohet nga grafitizimi që rezulton nga nxehtësia e lokalizuar e fërkimit. Përveç kësaj, koeficienti i zgjerimit termik të kobaltit është shumë më i lartë se ai i diamantit, kështu që gjatë ngrohjes, lidhja midis kokrrizave të diamantit mund të ndërpritet nga zgjerimi i kobaltit.

Në vitin 1983, dy studiues kryen trajtim për heqjen e diamantit në sipërfaqen e shtresave standarde të diamantit PDC, duke përmirësuar ndjeshëm performancën e dhëmbëve PDC. Megjithatë, kjo shpikje nuk mori vëmendjen që meritonte. Vetëm pas vitit 2000, me një kuptim më të thellë të shtresave të diamantit PDC, furnizuesit e shpimit filluan ta aplikonin këtë teknologji në dhëmbët PDC të përdorur në shpimin e shkëmbinjve. Dhëmbët e trajtuar me këtë metodë janë të përshtatshëm për formacione shumë gërryese me konsum të konsiderueshëm termo-mekanik dhe zakonisht quhen dhëmbë "të dekobaltuar".

I ashtuquajturi "dekobalt" prodhohet në mënyrën tradicionale për të prodhuar PDC, dhe më pas sipërfaqja e shtresës së tij të diamantit zhytet në acid të fortë për të hequr fazën e kobaltit përmes procesit të gdhendjes me acid. Thellësia e heqjes së kobaltit mund të arrijë rreth 200 mikronë.

Një provë konsumimi për punë të rëndë u krye në dy dhëmbë identikë të PDC-së (njëri prej të cilëve i ishte nënshtruar trajtimit për heqjen e kobaltit në sipërfaqen e shtresës së diamantit). Pas prerjes së 5000 m granit, u zbulua se shkalla e konsumimit të PDC-së pa kobalt filloi të rritej ndjeshëm. Në të kundërt, PDC-ja e hequr nga kobalti ruajti një shpejtësi prerjeje relativisht të qëndrueshme ndërsa priste afërsisht 15000 m shkëmb.

2. Metoda e zbulimit të PDC-së

Ekzistojnë dy lloje metodash për të zbuluar dhëmbët PDC, përkatësisht testimi shkatërrues dhe testimi jo-shkatërrues.

1. Testimi shkatërrues

Këto teste kanë për qëllim të simulojnë kushtet e pusit sa më realisht të jetë e mundur për të vlerësuar performancën e dhëmbëve prerës në kushte të tilla. Dy format kryesore të testimit shkatërrues janë testet e rezistencës ndaj konsumimit dhe testet e rezistencës ndaj goditjes.

(1) Testi i rezistencës ndaj konsumimit

Tre lloje pajisjesh përdoren për të kryer testet e rezistencës ndaj konsumimit të PDC:

A. Torno vertikale (VTL)

Gjatë testit, së pari fiksoni majën PDC në tornon VTL dhe vendosni një mostër shkëmbi (zakonisht granit) pranë majës PDC. Pastaj rrotulloni mostrën e shkëmbit rreth boshtit të tornos me një shpejtësi të caktuar. Maja PDC pret mostrën e shkëmbit me një thellësi specifike. Kur përdoret graniti për testim, kjo thellësi prerjeje është përgjithësisht më pak se 1 mm. Ky test mund të jetë ose i thatë ose i lagësht. Në "testimin VTL të thatë", kur maja PDC pret shkëmbin, nuk aplikohet ftohje; e gjithë nxehtësia e gjeneruar nga fërkimi hyn në PDC, duke përshpejtuar procesin e grafitizimit të diamantit. Kjo metodë testimi jep rezultate të shkëlqyera kur vlerësohen majat PDC në kushte që kërkojnë presion të lartë shpimi ose shpejtësi të lartë rrotullimi.

"Testi i lagësht VTL" zbulon jetëgjatësinë e PDC-së në kushte të moderuara ngrohjeje duke i ftohur dhëmbët e PDC-së me ujë ose ajër gjatë testimit. Prandaj, burimi kryesor i konsumimit të këtij testi është bluarja e mostrës së shkëmbit dhe jo faktori i ngrohjes.

B, torno horizontale

Ky test kryhet edhe me granit, dhe parimi i testit është në thelb i njëjtë me VTL. Koha e testimit është vetëm disa minuta, dhe shoku termik midis granitit dhe dhëmbëve PDC është shumë i kufizuar.

Parametrat e testimit të granitit të përdorur nga furnizuesit e pajisjeve PDC do të ndryshojnë. Për shembull, parametrat e testimit të përdorur nga Synthetic Corporation dhe DI Company në Shtetet e Bashkuara nuk janë saktësisht të njëjtë, por ata përdorin të njëjtin material graniti për testet e tyre, një shkëmb magmatik polikristalin të trashë deri në të mesëm me porozitet shumë të vogël dhe një rezistencë ndaj shtypjes prej 190MPa.

C. Instrument matës i raportit të gërryerjes

Nën kushtet e specifikuara, shtresa e diamantit e PDC përdoret për të shkurtuar rrotën bluarëse të karabit të silikonit, dhe raporti i shkallës së konsumimit të rrotës bluarëse dhe shkallës së konsumimit të PDC merret si indeksi i konsumimit të PDC, i cili quhet raporti i konsumimit.

(2) Testi i rezistencës ndaj goditjes

Metoda për testimin e impaktit përfshin instalimin e dhëmbëve PDC në një kënd prej 15-25 gradësh dhe më pas hedhjen e një objekti nga një lartësi e caktuar për të goditur shtresën e diamantit në dhëmbët PDC vertikalisht. Pesha dhe lartësia e objektit që bie tregojnë nivelin e energjisë së impaktit që përjeton dhëmbi i testimit, i cili mund të rritet gradualisht deri në 100 xhaul. Çdo dhëmb mund të impaktohet 3-7 herë derisa të mos mund të testohet më tej. Në përgjithësi, të paktën 10 mostra të secilit lloj dhëmbi testohen në secilin nivel energjie. Meqenëse ekziston një diapazon në rezistencën e dhëmbëve ndaj impaktit, rezultatet e testimit në secilin nivel energjie janë sipërfaqja mesatare e copëtimit të diamantit pas impaktit për secilin dhëmb.

2. Testimi jo-destruktiv

Teknika më e përdorur gjerësisht e testimit jo-destruktiv (përveç inspektimit vizual dhe mikroskopik) është skanimi tejzanor (Cscan).

Teknologjia e skanimit C mund të zbulojë defekte të vogla dhe të përcaktojë vendndodhjen dhe madhësinë e defekteve. Kur kryeni këtë test, së pari vendosni dhëmbin PDC në një rezervuar uji dhe më pas skanoni me një sondë ultrasonike;

Ky artikull është ribotuar nga "Rrjeti Ndërkombëtar i Përpunimit të Metaleve“