PDC-Auswaschung

BHintergrund

Presslinge aus polykristallinem Diamant (PDC) wurden in industriellen Anwendungen verwendet, einschließlich Gesteinsbohranwendungen und Metallbearbeitungsanwendungen. Solche Preßlinge haben gegenüber einigen anderen Arten von Schneidelementen Vorteile gezeigt, wie beispielsweise eine bessere Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit. Der PDC kann durch Zusammensintern einzelner Diamantpartikel unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen (HPHT) in Gegenwart eines Katalysators/Lösungsmittels gebildet werden, das die Diamant-Diamant-Bindung fördert. Einige Beispiele für Katalysator/Lösungsmittel für gesinterte Diamantpresslinge sind Kobalt, Nickel, Eisen und andere Metalle der Gruppe VIII. PDCs haben normalerweise einen Diamantgehalt von mehr als siebzig Volumenprozent, wobei etwa achtzig Prozent bis etwa achtundneunzig Prozent typisch sind. PDC wird mit einem Substrat verbunden, wodurch ein PDC-Schneider gebildet wird, der typischerweise in ein Bohrlochwerkzeug, wie beispielsweise einen Bohrmeißel oder eine Reibahle, eingesetzt oder daran montiert werden kann.

PDC-Auswaschung

PDC-Schneider werden aus Wolframcarbid-Substrat und Diamantpulver unter hoher Temperatur und hohem Druck hergestellt. Kobalt ist ein Bindemittel. Der Auslaugungsprozess entfernt chemisch den Kobaltkatalysator, der eine polykristalline Struktur enthält. Das Ergebnis ist ein Diamanttisch mit verbesserter Beständigkeit gegen thermischen Abbau und abrasiven Verschleiß, was zu einer längeren Nutzungsdauer des Schneidwerkzeugs führt. Dieser Prozess wird normalerweise in mehr als 10 Stunden unter 500 bis 600 Grad im Vakuumofen abgeschlossen. Der Zweck des Auslaugens besteht darin, die Zähigkeit des PDC zu verbessern. Normalerweise wird diese Technologie nur von Ölfeld-PDC übernommen, da die Arbeitsumgebung von Ölfeldern komplexer ist.

KnappGeschichte

In den 1980er Jahren untersuchten sowohl die GE Company (USA) als auch die Sumitomo Company (Japan) die Entfernung von Kobalt von der Arbeitsfläche von PDC-Zähnen, um die Arbeitsleistung der Zähne zu verbessern. Aber sie erzielten keinen kommerziellen Erfolg. Eine Technologie wurde später von Hycalog neu entwickelt und patentiert（Vereinigte Staaten von Amerika）. Es wurde bewiesen, dass, wenn das Metallmaterial aus dem Kornspalt entfernt werden kann, die thermische Stabilität der PDC-Zähne stark verbessert wird, so dass der Meißel besser in härtere und abrasivere Formationen bohren kann. Diese Kobaltentfernungstechnologie verbessert die Verschleißfestigkeit von PDC-Zähnen in hochabrasiven Hartgesteinsformationen und erweitert den Anwendungsbereich von PDC-Meißeln weiter.