I. PDC ची औष्णिक झीज आणि कोबाल्ट काढणे
PDC च्या उच्च दाब सिंटरिंग प्रक्रियेमध्ये, कोबाल्ट उत्प्रेरक म्हणून काम करून हिरा आणि हिऱ्याच्या थेट संयोगाला चालना देतो, आणि हिऱ्याचा थर व टंगस्टन कार्बाइड मॅट्रिक्स यांना एकसंध बनवतो, परिणामी उच्च कणखरता आणि उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोधकता असलेले, तेलक्षेत्रातील भूगर्भीय ड्रिलिंगसाठी उपयुक्त असे PDC कटिंग दाते तयार होतात.
हिऱ्यांची उष्णता प्रतिरोधकता बरीच मर्यादित असते. वातावरणीय दाबाखाली, हिऱ्याचा पृष्ठभाग सुमारे ९००°C किंवा त्याहून अधिक तापमानात बदलू शकतो. वापरादरम्यान, पारंपरिक PDCs सुमारे ७५०°C तापमानाला खराब होऊ लागतात. कठीण आणि खरखरीत खडकांच्या थरांमधून ड्रिलिंग करताना, घर्षणातून निर्माण होणाऱ्या उष्णतेमुळे PDCs सहजपणे या तापमानापर्यंत पोहोचू शकतात, आणि तात्कालिक तापमान (म्हणजेच, सूक्ष्म स्तरावरील स्थानिक तापमान) त्याहूनही जास्त असू शकते, जे कोबाल्टच्या वितळणबिंदूला (१४९५°C) कित्येक पटीने ओलांडते.
शुद्ध हिऱ्याच्या तुलनेत, कोबाल्टच्या उपस्थितीमुळे, हिरा कमी तापमानात ग्रॅफाइटमध्ये रूपांतरित होतो. परिणामी, स्थानिक घर्षणाच्या उष्णतेमुळे होणाऱ्या ग्रॅफायटीकरणामुळे हिऱ्याची झीज होते. याव्यतिरिक्त, कोबाल्टचा औष्णिक प्रसरण गुणांक हिऱ्यापेक्षा खूप जास्त असतो, त्यामुळे उष्णता देताना, कोबाल्टच्या प्रसरणामुळे हिऱ्याच्या कणांमधील बंध तुटू शकतात.
१९८३ मध्ये, दोन संशोधकांनी मानक PDC डायमंड लेयर्सच्या पृष्ठभागावर डायमंड काढण्याची प्रक्रिया केली, ज्यामुळे PDC टीथची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या वाढली. तथापि, या शोधाला योग्य तेवढे लक्ष मिळाले नाही. २००० नंतरच, PDC डायमंड लेयर्सबद्दल अधिक सखोल माहिती मिळाल्यावर, ड्रिल पुरवठादारांनी खडक ड्रिलिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या PDC टीथवर हे तंत्रज्ञान लागू करण्यास सुरुवात केली. या पद्धतीने प्रक्रिया केलेले टीथ, लक्षणीय औष्णिक यांत्रिक झीज असलेल्या अत्यंत अपघर्षक रचनांसाठी योग्य आहेत आणि त्यांना सामान्यतः “डी-कोबाल्टेड” टीथ म्हणून ओळखले जाते.
तथाकथित “डी-कोबाल्ट” हे PDC बनवण्याच्या पारंपरिक पद्धतीने केले जाते, आणि नंतर त्याच्या डायमंड लेयरचा पृष्ठभाग तीव्र ऍसिडमध्ये बुडवून ऍसिड एचिंग प्रक्रियेद्वारे कोबाल्टचा भाग काढून टाकला जातो. कोबाल्ट काढण्याची खोली सुमारे २०० मायक्रॉनपर्यंत पोहोचू शकते.
दोन एकसारख्या PDC दातांवर (ज्यापैकी एकाच्या डायमंड लेयरच्या पृष्ठभागावरून कोबाल्ट काढण्याची प्रक्रिया करण्यात आली होती) एक तीव्र झीज चाचणी घेण्यात आली. ५००० मीटर ग्रॅनाइट कापल्यानंतर, असे आढळून आले की ज्या PDC दातांवरून कोबाल्ट काढले नव्हते, त्यांच्या झिजेचा दर झपाट्याने वाढू लागला. याउलट, कोबाल्ट काढलेल्या PDC दाताने सुमारे १५००० मीटर खडक कापताना तुलनेने स्थिर कटिंग गती राखली.
२. पीडीसी शोधण्याची पद्धत
PDC दात तपासण्याच्या दोन पद्धती आहेत, म्हणजेच विनाशकारी चाचणी आणि अविनाशकारी चाचणी.
१. विनाशकारी चाचणी
या चाचण्यांचा उद्देश, अशा परिस्थितीत कटिंग टीथच्या कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी, डाउनहोल परिस्थितीचे शक्य तितके वास्तववादी अनुकरण करणे हा आहे. विनाशकारी चाचणीचे दोन मुख्य प्रकार म्हणजे झीज प्रतिरोध चाचण्या आणि आघात प्रतिरोध चाचण्या.
(1) झीज प्रतिरोध चाचणी
PDC झीज प्रतिरोध चाचण्या करण्यासाठी तीन प्रकारची उपकरणे वापरली जातात:
अ. व्हर्टिकल लेथ (व्हीटीएल)
चाचणी दरम्यान, प्रथम PDC बिट VTL लेथवर निश्चित करा आणि खडकाचा नमुना (सहसा ग्रॅनाइट) PDC बिटच्या शेजारी ठेवा. त्यानंतर खडकाचा नमुना लेथच्या अक्षाभोवती एका विशिष्ट गतीने फिरवा. PDC बिट खडकाच्या नमुन्यात एका विशिष्ट खोलीपर्यंत कापतो. चाचणीसाठी ग्रॅनाइट वापरताना, ही कापण्याची खोली साधारणपणे १ मिमी पेक्षा कमी असते. ही चाचणी कोरडी किंवा ओल्या पद्धतीने केली जाऊ शकते. “कोरड्या VTL चाचणी” मध्ये, जेव्हा PDC बिट खडक कापतो, तेव्हा कोणतेही शीतलीकरण केले जात नाही; घर्षणातून निर्माण होणारी सर्व उष्णता PDC मध्ये प्रवेश करते, ज्यामुळे हिऱ्याच्या ग्राफायटीकरण प्रक्रियेला गती मिळते. उच्च ड्रिलिंग दाब किंवा उच्च फिरण्याच्या गतीची आवश्यकता असलेल्या परिस्थितीत PDC बिट्सचे मूल्यांकन करताना ही चाचणी पद्धत उत्कृष्ट परिणाम देते.
"वेट व्हीटीएल टेस्ट" मध्ये, चाचणीदरम्यान पीडीसीचे दाते पाणी किंवा हवेने थंड करून, मध्यम उष्णतेच्या परिस्थितीत पीडीसीचे आयुष्य तपासले जाते. त्यामुळे, या चाचणीतील झिजेचा मुख्य स्रोत उष्णता नसून खडकाच्या नमुन्याचे घासणे हा आहे.
बी, क्षैतिज लेथ
ही चाचणी ग्रॅनाइटवर देखील केली जाते आणि या चाचणीचे तत्त्व मुळात VTL प्रमाणेच आहे. चाचणीचा वेळ फक्त काही मिनिटांचा असतो आणि ग्रॅनाइट व PDC दातांमधील औष्णिक धक्का खूपच मर्यादित असतो.
PDC गिअर पुरवठादारांद्वारे वापरले जाणारे ग्रॅनाइट चाचणी मापदंड वेगवेगळे असू शकतात. उदाहरणार्थ, अमेरिकेतील सिंथेटिक कॉर्पोरेशन आणि डीआय कंपनीद्वारे वापरले जाणारे चाचणी मापदंड तंतोतंत सारखे नाहीत, परंतु ते त्यांच्या चाचण्यांसाठी समान ग्रॅनाइट सामग्री वापरतात, जो एक जाडसर ते मध्यम दर्जाचा, अत्यंत कमी सच्छिद्रता असलेला आणि 190MPa संपीडन शक्ती असलेला बहुस्फटिकी अग्निजन्य खडक आहे.
सी. घर्षण गुणोत्तर मोजण्याचे उपकरण
निर्दिष्ट परिस्थितीत, PDC च्या हिऱ्याच्या थराचा वापर सिलिकॉन कार्बाइड ग्राइंडिंग व्हीलला ट्रिम करण्यासाठी केला जातो आणि ग्राइंडिंग व्हीलच्या झीज दराचे PDC च्या झीज दराशी असलेले गुणोत्तर हे PDC चा झीज निर्देशांक म्हणून घेतले जाते, ज्याला झीज गुणोत्तर म्हणतात.
(2) आघात प्रतिरोध चाचणी
आघात चाचणीच्या पद्धतीमध्ये, PDC दाते १५-२५ अंशांच्या कोनात बसवले जातात आणि नंतर एका विशिष्ट उंचीवरून एक वस्तू खाली टाकून PDC दातांवरील हिऱ्याच्या थरावर उभ्या दिशेने आदळवली जाते. खाली पडणाऱ्या वस्तूचे वजन आणि उंची यावरून चाचणी दाताला जाणवणाऱ्या आघात ऊर्जेची पातळी कळते, जी हळूहळू १०० जूलपर्यंत वाढू शकते. प्रत्येक दातावर ३-७ वेळा आघात केला जाऊ शकतो, जोपर्यंत त्याची पुढील चाचणी करणे शक्य होत नाही. साधारणपणे, प्रत्येक ऊर्जा पातळीवर प्रत्येक प्रकारच्या दातांचे किमान १० नमुने तपासले जातात. दातांच्या आघात प्रतिकारशक्तीमध्ये विविधता असल्याने, प्रत्येक ऊर्जा पातळीवरील चाचणीचे निकाल हे प्रत्येक दातासाठी आघातानंतर हिऱ्याच्या थराच्या झालेल्या नुकसानीचे सरासरी क्षेत्रफळ असते.
२. अविनाशी चाचणी
सर्वात जास्त वापरले जाणारे नॉन-डिस्ट्रक्टिव्ह टेस्टिंग तंत्र (व्हिज्युअल आणि मायक्रोस्कोपिक तपासणी व्यतिरिक्त) अल्ट्रासोनिक स्कॅनिंग (सीस्कॅन) आहे.
सी स्कॅनिंग तंत्रज्ञान लहान दोष शोधू शकते आणि दोषांचे स्थान व आकार निश्चित करू शकते. ही चाचणी करताना, प्रथम पीडीसी दात पाण्याच्या टाकीत ठेवा आणि नंतर अल्ट्रासोनिक प्रोबने स्कॅन करा;
हा लेख “ येथून पुनर्मुद्रित केला आहे”आंतरराष्ट्रीय धातूकाम नेटवर्क"
पोस्ट करण्याची वेळ: २१ मार्च २०२५
