热稳定多晶金刚石钻头刀具

当发现 PDC 钻头刀具在钻孔过程中有时会崩刃时，引入了热稳定性聚晶金刚石钻头刀具。这种失败是由于金刚石和粘合剂材料的不同膨胀引起的内应力。

钴是烧结 PCD 产品中使用最广泛的粘合剂。这种材料的热膨胀系数为 1.2 x 10 ^-5 度。 C 与钻石的 2.7 x 10 ^-6 相比。因此钴比金刚石膨胀得更快。当刀具的整体温度上升到 730 摄氏度以上时，不同膨胀率引起的内应力会导致严重的晶间开裂、宏观崩裂和刀具的快速失效。

这些温度远高于钻孔底部的温度（在 8000 英尺处通常为 100 摄氏度）。它们是由这些钻头切割岩石的剪切作用产生的摩擦力引起的。

这一 730 摄氏度的温度障碍严重阻碍了 PCD 刀具钻头的性能提升。

制造商尝试提高刀具的热稳定性，并开发了热稳定的聚晶金刚石钻头刀具。

这些钻头刀具在较高温度下更稳定，因为钴粘合剂已被去除，这消除了由差异膨胀引起的内部应力。由于大部分粘合剂是相互关联的，因此用酸进行长时间处理可以将其中的大部分浸出。相邻金刚石颗粒之间的结合不受影响，保留了压块强度的 50-80%。浸出的 PCD 在惰性或还原气氛中热稳定至 1200 摄氏度，但在氧气存在的情况下会在 875 摄氏度时降解。

事实证明，如果能够去除颗粒间隙中的钴材料，PDC齿的热稳定性将得到显着提高，从而使钻头能够更好地钻进更硬、更具磨蚀性的地层。这种除钴技术增强了PDC齿在高磨蚀性硬岩层中的耐磨性，进一步拓宽了PDC钻头的应用范围。

更多PDC刀具信息，欢迎访问www.zzbetter.com