I. Termika eluziĝo kaj kobalta forigo de PDC
En la altprema sintrada procezo de PDC, kobalto agas kiel katalizilo por antaŭenigi la rektan kombinon de diamanto kaj diamanto, kaj igas la diamantan tavolon kaj volframkarbidan matricon iĝi tutaĵon, rezultante en PDC-tranĉaj dentoj taŭgaj por geologia borado en naftoborejoj kun alta fortikeco kaj bonega eluziĝrezisto.
Varmorezisto de diamantoj estas sufiĉe limigita. Sub atmosfera premo, la surfaco de diamanto povas transformiĝi je temperaturoj ĉirkaŭ 900℃ aŭ pli altaj. Dum uzo, tradiciaj PDC-oj emas degradiĝi je ĉirkaŭ 750℃. Borante tra malmolaj kaj abraziaj roktavoloj, PDC-oj povas facile atingi ĉi tiun temperaturon pro frikcia varmo, kaj la tuja temperaturo (t.e., lokigita temperaturo je la mikroskopa nivelo) povas esti eĉ pli alta, multe superante la fandopunkton de kobalto (1495°C).
Kompare kun pura diamanto, pro la ĉeesto de kobalto, diamanto transformiĝas al grafito je pli malaltaj temperaturoj. Rezulte, eluziĝo de diamanto estas kaŭzita de la grafitiĝo rezultanta el lokigita frikcia varmo. Krome, la termika ekspansiokoeficiento de kobalto estas multe pli alta ol tiu de diamanto, do dum varmigo, la ligado inter diamantaj grajnoj povas esti interrompita per la ekspansio de kobalto.
En 1983, du esploristoj efektivigis diamantforigan traktadon sur la surfaco de normaj PDC-diamanttavoloj, signife plibonigante la rendimenton de PDC-dentoj. Tamen, ĉi tiu invento ne ricevis la atenton, kiun ĝi meritis. Nur post 2000, kun pli profunda kompreno pri PDC-diamanttavoloj, borilprovizantoj komencis apliki ĉi tiun teknologion al PDC-dentoj uzataj en rokborado. Dentoj traktitaj per ĉi tiu metodo taŭgas por tre abraziaj formacioj kun signifa termika mekanika eluziĝo kaj estas ofte nomataj "senkobaltigitaj" dentoj.
La tiel nomata "senkobalto" estas farita laŭ la tradicia maniero por fari PDC-on, kaj poste la surfaco de ĝia diamanta tavolo estas mergita en forta acido por forigi la kobaltan fazon per la acida gravurado. La profundo de kobalta forigo povas atingi ĉirkaŭ 200 mikrometrojn.
Testo pri peza eluziĝo estis farita sur du identaj PDC-dentoj (unu el kiuj spertis kobaltforigan traktadon sur la diamanta tavolo). Post tranĉado de 5000 m da granito, oni trovis, ke la eluziĝofteco de la nekobaltforigita PDC komencis akre pliiĝi. Kontraste, la kobaltforigita PDC konservis relative stabilan tranĉrapidecon dum tranĉado de ĉirkaŭ 15000 m da roko.
2. Detektometodo de PDC
Ekzistas du specoj de metodoj por detekti PDC-dentojn, nome detrua testado kaj nedetrua testado.
1. Detrua testado
Ĉi tiuj testoj celas simuli la kondiĉojn en la bortruo kiel eble plej realisme por taksi la rendimenton de tranĉdentoj sub tiaj kondiĉoj. La du ĉefaj formoj de detrua testado estas eluziĝrezistotestoj kaj fraprezistotestoj.
(1) Testo pri eluziĝrezisto
Tri specoj de ekipaĵo estas uzataj por plenumi PDC-eluziĝrezistajn testojn:
A. Vertikala tornilo (VTL)
Dum la testo, unue fiksu la PDC-pecon al la VTL-tornilo kaj metu rokspecimenon (kutime graniton) apud la PDC-pecon. Poste turnu la rokspecimenon ĉirkaŭ la tornilakso je certa rapideco. La PDC-peco tranĉas en la rokspecimenon kun specifa profundo. Kiam oni uzas graniton por testado, ĉi tiu tranĉprofundo estas ĝenerale malpli ol 1 mm. Ĉi tiu testo povas esti aŭ seka aŭ malseka. En "seka VTL-testado", kiam la PDC-peco tranĉas tra la roko, neniu malvarmigo estas aplikata; la tuta generita frikcia varmo eniras la PDC-on, akcelante la grafitigprocezon de la diamanto. Ĉi tiu testmetodo donas bonegajn rezultojn dum taksado de PDC-pecoj sub kondiĉoj postulantaj altan borpremon aŭ altan rotacian rapidecon.
La "malseka VTL-testo" detektas la vivdaŭron de PDC sub moderaj varmigkondiĉoj per malvarmigo de la PDC-dentoj per akvo aŭ aero dum la testado. Tial, la ĉefa eluziĝfonto de ĉi tiu testo estas la frotado de la rokprovaĵo prefere ol la varmigfaktoro.
B, horizontala tornilo
Ĉi tiu testo ankaŭ estas farata kun granito, kaj la principo de la testo estas baze la sama kiel VTL. La testtempo estas nur kelkaj minutoj, kaj la termika ŝoko inter granito kaj PDC-dentoj estas tre limigita.
La granitaj testparametroj uzataj de PDC-ilaraj provizantoj varias. Ekzemple, la testparametroj uzataj de Synthetic Corporation kaj DI Company en Usono ne estas tute la samaj, sed ili uzas la saman granitmaterialon por siaj testoj, krudan ĝis mezkvalitan polikristalan magman rokon kun tre malmulte da poreco kaj kunprema forto de 190MPa.
C. Mezurilo por abrazia proporcio
Sub la specifitaj kondiĉoj, la diamanta tavolo de PDC estas uzata por tajli silician karbidan muelilon, kaj la rilatumo inter la eluziĝrapideco de la muelilo kaj la eluziĝrapideco de PDC estas prenita kiel la eluziĝindekso de PDC, kiu nomiĝas eluziĝproporcio.
(2) Testo pri rezisto al frako
La metodo por fraktestado implikas instali PDC-dentojn laŭ angulo de 15-25 gradoj kaj poste faligi objekton de certa alto por vertikale trafi la diamantan tavolon sur la PDC-dentoj. La pezo kaj alto de la falanta objekto indikas la frakenergian nivelon spertitan de la testa dento, kiu povas iom post iom pliiĝi ĝis 100 ĵuloj. Ĉiu dento povas esti frapita 3-7 fojojn ĝis ĝi ne plu povas esti testita. Ĝenerale, almenaŭ 10 specimenoj de ĉiu tipo de dento estas testitaj ĉe ĉiu energinivelo. Ĉar ekzistas gamo en la rezisto de dentoj al fraktado, la testrezultoj ĉe ĉiu energinivelo estas la meza areo de diamanta splitiĝo post fraktado por ĉiu dento.
2. Nedetrua testado
La plej vaste uzata nedestrukta testa tekniko (krom vida kaj mikroskopa inspektado) estas ultrasona skanado (Cscan).
C-skanada teknologio povas detekti malgrandajn difektojn kaj determini la lokon kaj grandecon de difektoj. Kiam vi faras ĉi tiun teston, unue metu la PDC-denton en akvocisternon, kaj poste skanu per ultrasona sondilo;
Ĉi tiu artikolo estas represita de “Internacia Metalprilabora Reto“
Afiŝtempo: 21-a de marto 2025
