ʻO ka ʻaʻahu wela a me ka wehe ʻana o ka cobalt o PDC

I. Ka lole wela a me ka wehe ʻana o ka cobalt o PDC

Ma ke kaʻina hana sintering kiʻekiʻe o PDC, hana ka cobalt ma ke ʻano he catalyst e hoʻolaha i ka hui pololei o ke daimana a me ke daimana, a hana i ka papa daimana a me ka tungsten carbide matrix i lilo i mea holoʻokoʻa, ka hopena i ka ʻoki ʻana o PDC i nā niho kūpono no ka hoʻoheheʻe ʻana i ka ʻaila me ka paʻakikī kiʻekiʻe.

ʻAʻole i kaupalena ʻia ke kūpaʻa wela o nā daimana. Ma lalo o ke kaomi lewa, hiki ke hoʻololi ka ʻili o ke daimana i nā mahana ma kahi o 900 ℃ a i ʻole. I ka wā e hoʻohana ai, hoʻohaʻahaʻa nā PDC kuʻuna ma kahi o 750 ℃. I ka wili ana i na papa pohaku paakiki a me ka abrasive, hiki i na PDC ke hiki maalahi i keia wela ma muli o ka wela, a o ka wela hikiwawe (oia hoi, ka wela o ka aina ma ka microscopic level) hiki ke oi aku, oi loa aku mamua o ka helu hehee o ka cobalt (1495°C).

Ke hoʻohālikelike ʻia me ke daimana maʻemaʻe, ma muli o ka loaʻa ʻana o ka cobalt, ua hoʻololi ke daimana i graphite ma nā haʻahaʻa haʻahaʻa. ʻO ka hopena, ʻaʻahu ʻia ke daimana ma muli o ka graphitization i loaʻa mai ka wela frictional kūloko. Eia kekahi, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka coefficient hoʻonui wela o ka cobalt ma mua o ke daimana, no laila i ka wā e hoʻomehana ai, hiki ke hoʻopau ʻia ka hoʻopaʻa ʻana ma waena o nā hua daimana e ka hoʻonui ʻana o ka cobalt.

I ka makahiki 1983, ua hana ʻelua mau mea noiʻi i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ke daimana ma ka ʻili o nā papa daimana PDC maʻamau, e hoʻonui nui i ka hana o nā niho PDC. Akā naʻe, ʻaʻole i loaʻa ka manaʻo o kēia mea hana. ʻAʻole hiki i ka makahiki 2000, me ka ʻike hohonu o nā papa daimana PDC, ua hoʻomaka nā mea hoʻolako drill e hoʻohana i kēia ʻenehana i nā niho PDC i hoʻohana ʻia i ka ʻeli pōhaku. Ua kūpono nā niho i mālama ʻia me kēia ʻano hana no nā ʻano abrasive loa me ka ʻaʻahu mechanical thermal nui a ua kapa ʻia ʻo ia he niho "de-cobalted".

ʻO ka mea i kapa ʻia ʻo "de-cobalt" i hana ʻia ma ke ʻano kuʻuna e hana ai i ka PDC, a laila hoʻokomo ʻia ka ʻili o kāna papa daimana i loko o ka waikawa ikaika e wehe ai i ka māhele cobalt ma o ke kaʻina hana etching acid. ʻO ka hohonu o ka wehe ʻana o ka cobalt hiki ke hiki i kahi 200 microns.

Ua hana ʻia kahi hoʻāʻo ʻaʻahu koʻikoʻi ma luna o nā niho PDC like ʻole (ʻo kekahi o ia i hana ʻia i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka cobalt ma ka ʻili daimana). Ma hope o ka ʻoki ʻana i ka 5000m o ka granite, ua ʻike ʻia ua hoʻomaka ka piʻi ʻana o ka nui o ka lole o ka PDC non-cobalt-removed. ʻO ka ʻokoʻa, mālama ka PDC i wehe ʻia i ka cobalt i ka wikiwiki o ka ʻoki ʻana i ka wā e ʻoki ana ma kahi o 15000m o ka pōhaku.

2. Ke ala ʻike o PDC

ʻElua ʻano hana e ʻike ai i nā niho PDC, ʻo ia hoʻi ka hoʻāʻo luku a me ka hoʻāʻo ʻole.

1. Ho'āʻo luku

Hoʻolālā ʻia kēia mau hoʻāʻo e hoʻohālikelike i nā kūlana downhole e like me ka hiki ke loiloi i ka hana o ka ʻoki ʻana i nā niho ma lalo o ia mau kūlana. ʻO nā ʻano nui ʻelua o ka hoʻāʻo luku ʻana ʻo ia nā hoʻāʻo kūʻē ʻaʻahu a me nā hōʻike kūʻē hopena.

(1) Ho'āʻo kū'ē i nā lole

Hoʻohana ʻia ʻekolu ʻano mea hana no ka hoʻokō ʻana i nā hoʻāʻo kūʻē kūʻē PDC:

A. Lathe Vertical (VTL)

I ka wā o ka hoʻāʻo ʻana, e hoʻoponopono mua i ka bit PDC i ka lathe VTL a kau i kahi laʻana pōhaku (maʻamau ka granite) ma kahi kokoke i ka bit PDC. A laila e hoʻohuli i ka hāpana pōhaku a puni ke koʻi lathe ma kekahi māmā. ʻOki ka bit PDC i ka hāpana pōhaku me kahi hohonu kikoʻī. Ke hoʻohana nei i ka granite no ka hoʻāʻo ʻana, ʻoi aku ka hohonu o kēia ʻokiʻoki ma lalo o 1 mm. Hiki ke maloo a pulu paha keia hoao. Ma ka "ho'āʻo VTL maloʻo," i ka wā eʻoki ai ka bit PDC i ka pōhaku,ʻaʻole hoʻohanaʻia ka hoʻomaha; ʻO ka wela a pau i hanaʻia e komo i ka PDC, e hoʻonui i ke kaʻina hana graphitization o ke daimana. Hāʻawi kēia ʻano hoʻāʻo i nā hopena maikaʻi loa i ka loiloi ʻana i nā bits PDC ma lalo o nā kūlana e koi ana i ke kaomi wili kiʻekiʻe a i ʻole ka wikiwiki rotational kiʻekiʻe.

ʻIke ka "hōʻike VTL mākū" i ke ola o PDC ma lalo o nā kūlana hoʻomehana haʻahaʻa ma o ka hoʻoluʻu ʻana i nā niho PDC me ka wai a i ʻole ka ea i ka wā o ka hoʻāʻo ʻana. No laila, ʻo ke kumu nui o ka ʻaʻahu o kēia hoʻāʻo ʻana ʻo ia ka wili ʻana o ka hāpana pōhaku ma mua o ka mea wela.

B, hili pae

Hoʻokō ʻia kēia hoʻāʻo me ka granite, a ʻo ke kumu o ka hoʻāʻo ʻana like me VTL. He mau minuke wale nō ka manawa hoʻāʻo, a ua kaupalena ʻia ka haʻalulu wela ma waena o ka granite a me nā niho PDC.

E ʻokoʻa nā ʻāpana hoʻāʻo granite i hoʻohana ʻia e nā mea hoʻolako hāmeʻa PDC. No ka laʻana, ʻaʻole like like nā ʻāpana hoʻāʻo i hoʻohana ʻia e Synthetic Corporation a me DI Company ma ʻAmelika Hui Pū ʻIa, akā hoʻohana lākou i nā mea granite like no kā lākou hoʻāʻo ʻana, he pōhaku ʻeleʻele polycrystalline a me waena me ka porosity liʻiliʻi a me ka ikaika compressive o 190MPa.

C. Mea ana lākiō abrasion

Ma lalo o nā kūlana i ʻōlelo ʻia, hoʻohana ʻia ka papa daimana o PDC e ʻoki i ka huila wili carbide silicon, a ua lawe ʻia ka lakio o ka ʻaʻahu o ka huila wili a me ka nui o ka lole o PDC e like me ke kapa komo ʻana o PDC, i kapa ʻia ʻo ka lākiō.

(2) Ho'āʻo kū'ē i ka hopena

ʻO ke ʻano o ka hoʻāʻo ʻana i ka hopena e pili ana i ka hoʻokomo ʻana i nā niho PDC ma kahi kihi o 15-25 degere a laila hoʻokuʻu i kahi mea mai kahi kiʻekiʻe e paʻi i ka papa daimana ma nā niho PDC a kū pololei. ʻO ke kaumaha a me ke kiʻekiʻe o ka mea hāʻule e hōʻike i ka pae ikehu hopena i ʻike ʻia e ka niho hoʻāʻo, hiki ke piʻi mālie a hiki i 100 joules. Hiki ke hoʻopaʻa ʻia kēlā me kēia niho i 3-7 mau manawa a hiki ʻole ke hoʻāʻo hou ʻia. ʻO ka maʻamau, ma kahi o 10 mau laʻana o kēlā me kēia ʻano niho e hoʻāʻo ʻia ma kēlā me kēia pae ikehu. No ka mea aia ka nui o ke kū'ē ʻana o nā niho i ka hopena, ʻo nā hopena hoʻāʻo ma kēlā me kēia pae ikehu ka ʻāpana awelika o ka spalling daimana ma hope o ka hopena no kēlā me kēia niho.

2. ʻO ka hoʻāʻo ʻole luku

ʻO ka ʻenehana hoʻāʻo hoʻāʻo ʻole hoʻopōʻino i hoʻohana nui ʻia (ma waho aʻe o ka nānā ʻike a me ka microscopic) ʻo ia ka ultrasonic scanning (Cscan).

Hiki i ka ʻenehana scanning C ke ʻike i nā hemahema liʻiliʻi a hoʻoholo i kahi a me ka nui o nā hemahema. I ka hana ʻana i kēia hoʻāʻo, e hoʻokomo mua i ka niho PDC i loko o kahi pahu wai, a laila e nānā me kahi ʻimi ultrasonic;

Ua paʻi hou ʻia kēia ʻatikala mai "Pūnaehana Hana Metala honua“