耐熱性多結晶ダイヤモンドビットカッター

ドリル加工中に PDC ビット カッターが欠けることがあることがわかったときに、熱的に安定した多結晶ダイヤモンド ビット カッターが導入されました。この失敗は、ダイヤモンドとバインダー材料の膨張差によって引き起こされた内部応力によるものでした。

コバルトは、焼結 PCD 製品で最も広く使用されているバインダーです。この材料の熱膨張係数は 1.2 x 10^-5 度です。ダイヤモンドの 2.7 x 10 ^-6 と比較した C。したがって、コバルトはダイヤモンドよりも速く膨張します。カッターのバルク温度が 730 ℃ を超えると、さまざまな膨張率によって内部応力が発生し、重大な粒界亀裂、マクロ チッピング、およびカッターの急速な故障が発生します。

これらの温度は、ボアホールの底で見られる温度 (通常、8000 フィートで 100 ℃) よりもはるかに高いです。それらは、これらのビットが岩石を切断するせん断作用によって生じる摩擦から生じます。

この 730 ℃ の温度障壁は、PCD カッター ビットの性能向上に対する深刻な障壁となっていました。

メーカーは、カッターの熱安定性を改善する実験を行い、熱的に安定した多結晶ダイヤモンド ビット カッターが開発されました。

これらのビット カッターは、コバルト バインダーが除去されており、膨張差による内部応力が除去されているため、高温での安定性が向上しています。ほとんどの結合剤は相互に結合しているため、酸で長時間処理すると結合剤の大部分が浸出する可能性があります。隣接するダイヤモンド粒子間の結合は影響を受けず、成形体の強度の 50 ～ 80% を保持します。浸出された PCD は、不活性または還元雰囲気で 1200 ℃ まで熱的に安定していますが、酸素の存在下では 875 ℃ で劣化します。

コバルト材料をグレイン ギャップから取り除くことができれば、PDC 歯の熱安定性が大幅に向上し、ビットがより硬く研磨性の高い地層でより適切に穴あけできることが証明されました。このコバルト除去技術は、摩耗性の高い硬岩層における PDC 歯の耐摩耗性を高め、PDC ビットの適用範囲をさらに広げます。

PDC カッターの詳細については、www.zzbetter.com をご覧ください。