المعالجة المبردة لقاطع PDC

قاطع PDC عبارة عن مادة مركبة ذات خصائص ممتازة تم الحصول عليها عن طريق تلبيد مسحوق الماس مع ركيزة كربيد أسمنتية باستخدام تقنية درجة الحرارة العالية والضغط العالي (HTHP).

تتميز آلة القطع PDC بموصلية حرارية رائعة، وصلابة عالية جدًا، ومقاومة للتآكل، فضلاً عن القوة العالية، والمتانة العالية للصدمات، وسهولة اللحام.

طبقة الماس متعدد البلورات مدعومة بركيزة من الكربيد الأسمنتي، والتي يمكنها امتصاص أحمال الصدمات الكبيرة وتجنب الأضرار الجسيمة أثناء العمل. وبالتالي، تم استخدام PDC على نطاق واسع لتصنيع أدوات القطع، لقم حفر آبار النفط والغاز الجيولوجية، وغيرها من الأدوات المقاومة للتآكل.

في مجال حفر النفط والغاز، يتم إكمال أكثر من 90% من إجمالي لقطات الحفر بواسطة وحدات PDC. تُستخدم عادةً وحدات PDC لحفر تكوينات الصخور الصلبة الناعمة إلى المتوسطة. عندما يتعلق الأمر بالحفر العميق، لا تزال هناك مشاكل تتعلق بقصر العمر وانخفاض معدل الـ ROP.

في التكوين المعقد العميق، تكون ظروف العمل لقمة الحفر PDC قاسية للغاية. تشمل الأشكال الرئيسية لفشل القطعة المركبة الكسور الكبيرة مثل الأسنان المكسورة والتقطيع الناتج عن التأثير الناجم عن تلقي لقمة الحفر لحمل تأثير كبير، ودرجة حرارة الحفرة السفلية المفرطة التي تسبب القطع المركبة. تؤدي مقاومة التآكل المنخفضة للورقة إلى التآكل الحراري للورقة المركبة PDC. إن الفشل المذكور أعلاه للصفائح المركبة PDC سوف يؤثر بشكل كبير على عمر الخدمة وكفاءة الحفر.

ما هو العلاج بالتبريد؟

المعالجة المبردة هي امتداد للحرارة التقليدية. يستخدم النيتروجين السائل ومواد التبريد الأخرى كوسيلة تبريد لتبريد المواد إلى درجة حرارة أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة (-100~-196 درجة مئوية) لتحسين أدائها.

أظهرت العديد من الدراسات الحالية أن المعالجة المبردة يمكن أن تحسن بشكل كبير الخواص الميكانيكية للصلب وسبائك الألومنيوم والمواد الأخرى. وبعد المعالجة المبردة، تحدث ظاهرة تقوية الهطول في هذه المواد. يمكن للمعالجة المبردة أن تحسن قوة الانثناء، ومقاومة التآكل، وأداء القطع لأدوات الكربيد الأسمنتية، مصحوبة بتحسين فعال للحياة. أظهرت الأبحاث ذات الصلة أيضًا أن المعالجة المبردة يمكن أن تحسن قوة الضغط الساكنة لجزيئات الماس، والسبب الرئيسي لزيادة القوة هو تغير حالة الإجهاد المتبقية.

ولكن، هل يمكننا تحسين أداء آلة القطع PDC من خلال المعالجة المبردة؟ في هذه اللحظة هناك عدد قليل من الدراسات ذات الصلة.

طريقة العلاج بالتبريد

طريقة المعالجة المبردة لقواطع PDC، العمليات هي:

(1) ضع قواطع PDC في درجة حرارة الغرفة في فرن المعالجة المبردة؛

(2) قم بتشغيل فرن المعالجة المبردة، وتمرير النيتروجين السائل، واستخدام التحكم في درجة الحرارة لخفض درجة الحرارة في فرن المعالجة المبردة إلى -30 درجة مئوية بمعدل -3 درجة مئوية / دقيقة؛ عندما تصل درجة الحرارة إلى -30 درجة مئوية، فسوف تنخفض إلى -1 درجة مئوية/دقيقة. تقليل إلى -120 درجة مئوية؛ بعد أن تصل درجة الحرارة إلى -120 درجة مئوية، خفض درجة الحرارة إلى -196 درجة مئوية بسرعة -0.1 درجة مئوية/دقيقة؛

(3) احتفظ بها لمدة 24 ساعة عند درجة حرارة -196 درجة مئوية؛

(4) ثم قم بزيادة درجة الحرارة إلى -120 درجة مئوية بمعدل 0.1 درجة مئوية/دقيقة، ثم خفضها إلى -30 درجة مئوية بمعدل 1 درجة مئوية/دقيقة، وأخيرًا خفضها إلى درجة حرارة الغرفة بمعدل من 3 درجات مئوية / دقيقة؛

(5) كرر العملية المذكورة أعلاه مرتين لإكمال المعالجة المبردة لقواطع PDC.

تم اختبار قاطع PDC المعالج بالتبريد وقاطع PDC غير المعالج لمعرفة نسبة التآكل لعجلة الطحن. أظهرت نتائج الاختبار أن نسب التآكل كانت 3380000 و4800000 على التوالي. أظهرت نتائج الاختبار أنه بعد التبريد العميق، تكون نسبة التآكل لقاطع PDC المعالج بالبرد أقل بشكل ملحوظ من نسبة تآكل قاطع PDC بدون معالجة مبردة.

بالإضافة إلى ذلك، تم لحام صفائح PDC المركبة المعالجة بالتبريد وغير المعالجة بالمصفوفة وحفرها لمسافة 200 متر في نفس القسم من الآبار المجاورة بنفس معلمات الحفر. يتم زيادة معدل ROP للحفر الميكانيكي لقمة الحفر بنسبة 27.8% باستخدام PDC المعالج بالتبريد مقارنةً بتلك التي لا تستخدم قاطع PDC المعالج بالتبريد.

ما رأيك في المعالجة المبردة لقاطع PDC؟ مرحبا بكم في ترك لنا تعليقاتك.

بالنسبة لقواطع PDC، يمكنك التواصل معنا عبر البريد الإلكتروني على [email protected].