Термически стабильная поликристаллическая алмазная фреза

Термически стабильные резцы из поликристаллического алмаза были внедрены, когда было обнаружено, что резцы долот PDC иногда скалываются во время бурения. Этот отказ произошел из-за внутренних напряжений, вызванных дифференциальным расширением алмаза и связующего материала.

Кобальт является наиболее широко используемым связующим в спеченных изделиях из ПКА. Этот материал имеет коэффициент теплового расширения 1,2 х 10^-5 град. C по сравнению с 2,7 x 10 ^-6 для алмаза. Поэтому кобальт расширяется быстрее, чем алмаз. При повышении объемной температуры резца выше 730°С внутренние напряжения, вызванные различной скоростью расширения, приводят к сильному межкристаллитному растрескиванию, макросколам и быстрому выходу резца из строя.

Эти температуры намного выше, чем температуры на дне скважины (обычно 100°C на высоте 8000 футов). Они возникают из-за трения, возникающего при сдвиговом действии, которым эти долота режут скалу.

Этот температурный барьер в 730 градусов по Цельсию представляет собой серьезное препятствие для повышения производительности резцов с ПКА.

Производители экспериментировали с повышением термической стабильности резцов, и были разработаны термостабильные резцы из поликристаллического алмаза.

Эти резцы долот более стабильны при более высоких температурах, поскольку кобальтовое связующее было удалено, что устраняет внутренние напряжения, вызванные дифференциальным расширением. Поскольку большая часть связующего является взаимосвязанной, длительная обработка кислотами может выщелачивать большую его часть. Связи между соседними алмазными частицами не затрагиваются, сохраняя 50-80% прочности компактов. Выщелоченный ПХД термически стабилен в инертной или восстановительной атмосфере до 1200°С, но разлагается при 875°С в присутствии кислорода.

Было доказано, что если кобальтовый материал можно удалить из межзеренного зазора, термическая стабильность зубьев PDC будет значительно улучшена, так что долото сможет лучше бурить в более твердых и более абразивных породах. Эта технология удаления кобальта повышает износостойкость зубьев PDC в высокоабразивных твердых горных породах и еще больше расширяет область применения долот PDC.

Для получения дополнительной информации о резаках PDC посетите наш сайт www.zzbetter.com.