Ługowanie PDC

Btło

Wypraski z polikrystalicznego diamentu (PDC) są wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych, w tym w wierceniu skał i obróbce metali. Takie kompakty wykazują zalety w porównaniu z niektórymi innymi typami elementów tnących, takie jak lepsza odporność na zużycie i odporność na uderzenia. PDC można utworzyć przez spiekanie pojedynczych cząstek diamentu razem w warunkach wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HPHT), w obecności katalizatora/rozpuszczalnika, który promuje wiązanie diament-diament. Niektórymi przykładami katalizatorów/rozpuszczalników do spiekanych wyprasek diamentowych są kobalt, nikiel, żelazo i inne metale grupy VIII. PDC zwykle mają zawartość diamentów większą niż siedemdziesiąt procent objętości, przy czym typowa jest około osiemdziesiąt procent do około dziewięćdziesięciu ośmiu procent. PDC jest spajany z podłożem, tworząc w ten sposób frez PDC, który zazwyczaj można wkładać do narzędzia wiertniczego, takiego jak wiertło lub rozwiertak, lub montować do niego.

Ługowanie PDC

Frezy PDC są wykonane z podłoża z węglika wolframu i proszku diamentowego w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Kobalt jest spoiwem. Proces ługowania chemicznie usuwa katalizator kobaltowy, który zawiera strukturę polikrystaliczną. Rezultatem jest stół diamentowy o zwiększonej odporności na degradację termiczną i zużycie ścierne, co zapewnia dłuższą żywotność frezu. Proces ten zwykle kończy się w ciągu ponad 10 godzin w temperaturze od 500 do 600 stopni w piecu próżniowym. Celem ługowania jest zwiększenie wytrzymałości PDC. Zwykle tylko PDC pól naftowych przyjmuje tę technologię, ponieważ środowisko pracy pola naftowego jest bardziej złożone.

KrótkiHistoria

W latach 80. zarówno GE Company (USA), jak i Sumitomo Company (Japonia) badały usuwanie kobaltu z powierzchni roboczej zębów PDC w celu poprawy wydajności pracy zębów. Ale nie odnieśli sukcesu komercyjnego. Technologia została później ponownie opracowana i opatentowana przez Hycalog（USA）. Udowodniono, że jeśli materiał metalowy można usunąć ze szczeliny ziarna, stabilność termiczna zębów PDC ulegnie znacznej poprawie, dzięki czemu wiertło będzie mogło lepiej wiercić w twardszych i bardziej ściernych formacjach. Ta technologia usuwania kobaltu poprawia odporność na zużycie zębów PDC w silnie ściernych formacjach twardych skał i dodatkowo poszerza zakres zastosowań wierteł PDC.