Η κρυογονική επεξεργασία του κόφτη PDC

Ο κόφτης PDC είναι ένα σύνθετο υλικό με εξαιρετικές ιδιότητες που λαμβάνεται με πυροσυσσωμάτωση σε σκόνη διαμαντιού με υπόστρωμα καρβιδίου με τσιμέντο χρησιμοποιώντας τεχνολογία υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης (HTHP).

Ο κόφτης PDC έχει μεγάλη θερμική αγωγιμότητα, εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, καθώς και υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή σε κρούση και εύκολη συγκόλληση.

Το στρώμα πολυκρυσταλλικού διαμαντιού υποστηρίζεται από το τσιμεντοειδές υπόστρωμα καρβιδίου, το οποίο μπορεί να απορροφήσει το μεγάλο φορτίο κρούσης και να αποφύγει σοβαρές ζημιές κατά την εργασία. Έτσι, το PDC χρησιμοποιήθηκε ευρέως για την κατασκευή κοπτικών εργαλείων, γεωλογικών και γεωτρήσεων γεωτρήσεων πετρελαίου και αερίου και άλλων εργαλείων ανθεκτικών στη φθορά.

Στο πεδίο γεώτρησης πετρελαίου και φυσικού αερίου, περισσότερο από το 90% του συνολικού πλάνα γεώτρησης ολοκληρώνεται με μπιτ PDC. Τα κομμάτια PDC χρησιμοποιούνται συνήθως για διάτρηση μαλακών έως μεσαίων σκληρών πετρωμάτων. Όταν πρόκειται για βαθιά διάτρηση, εξακολουθούν να υπάρχουν προβλήματα μικρής διάρκειας ζωής και χαμηλού ROP.

Στον σχηματισμό βαθιού συμπλέγματος, οι συνθήκες εργασίας του τρυπανιού PDC είναι πολύ σκληρές. Οι κύριες μορφές αστοχίας του σύνθετου τεμαχίου περιλαμβάνουν μακρο-κατάγματα όπως σπασμένα δόντια και θρυμματισμό που προκαλείται από την πρόσκρουση που προκαλείται από το τρυπάνι που δέχεται μεγάλο φορτίο κρούσης και η υπερβολική θερμοκρασία της κάτω οπής που προκαλεί τα σύνθετα κομμάτια. Η μειωμένη αντίσταση στη φθορά του φύλλου προκαλεί θερμική φθορά του σύνθετου φύλλου PDC. Η προαναφερθείσα αστοχία του σύνθετου φύλλου PDC θα επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τη διάρκεια ζωής και την απόδοση διάτρησης.

Τι είναι η Κρυογονική Θεραπεία;

Η κρυογονική επεξεργασία είναι μια επέκταση της συμβατικής θερμότητας. Χρησιμοποιεί υγρό άζωτο και άλλα ψυκτικά ως μέσα ψύξης για την ψύξη των υλικών σε θερμοκρασία πολύ κάτω από τη θερμοκρασία δωματίου (-100~-196°C) για να βελτιώσει την απόδοσή τους.

Πολλές υπάρχουσες μελέτες έχουν δείξει ότι η κρυογονική επεξεργασία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα, των κραμάτων αλουμινίου και άλλων υλικών. Μετά την κρυογονική επεξεργασία, σε αυτά τα υλικά εμφανίζεται το φαινόμενο της ενίσχυσης της καθίζησης. Η κρυογονική επεξεργασία μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στην κάμψη, την αντοχή στη φθορά και την απόδοση κοπής των εργαλείων τσιμεντοειδούς καρβιδίου, συνοδευόμενη από αποτελεσματική βελτίωση της διάρκειας ζωής. Σχετική έρευνα έχει επίσης δείξει ότι η κρυογονική επεξεργασία μπορεί να βελτιώσει τη στατική αντοχή σε θλίψη των σωματιδίων διαμαντιού, ο κύριος λόγος για την αύξηση της αντοχής είναι η αλλαγή της κατάστασης υπολειπόμενης τάσης.

Μπορούμε όμως να βελτιώσουμε την απόδοση του κόφτη PDC μέσω της κρυογονικής επεξεργασίας; Αυτή τη στιγμή υπάρχουν λίγες σχετικές μελέτες.

Η μέθοδος της κρυογονικής επεξεργασίας

Μια μέθοδος κρυογονικής επεξεργασίας για κοπτήρες PDC, οι λειτουργίες είναι:

(1) Τοποθετήστε τους κοπτήρες PDC σε θερμοκρασία δωματίου σε φούρνο κρυογονικής επεξεργασίας.

(2) Ενεργοποιήστε τον κλίβανο κρυογονικής επεξεργασίας, περάστε υγρό άζωτο και χρησιμοποιήστε έλεγχο θερμοκρασίας για να μειώσετε τη θερμοκρασία στον κλίβανο κρυογονικής επεξεργασίας στους -30℃ με ρυθμό -3℃/min. όταν η θερμοκρασία φτάσει τους -30℃, στη συνέχεια θα μειωθεί στους -1℃/λεπτό. Μειώστε στους -120℃; αφού η θερμοκρασία φτάσει τους -120℃, μειώστε τη θερμοκρασία στους -196℃ με ταχύτητα -0,1℃/min.

(3) Διατηρήστε το για 24 ώρες σε θερμοκρασία -196°C.

(4) Στη συνέχεια αυξήστε τη θερμοκρασία στους -120°C με ρυθμό 0,1°C/min, στη συνέχεια χαμηλώστε την στους -30°C με ρυθμό 1°C/min και, τέλος, μειώστε τη σε θερμοκρασία δωματίου με ρυθμό 3°C/min;

(5) Επαναλάβετε την παραπάνω λειτουργία δύο φορές για να ολοκληρώσετε την κρυογονική επεξεργασία των κοπτικών PDC.

Ο κρυογονικά επεξεργασμένος κόφτης PDC και ο μη επεξεργασμένος κόφτης PDC δοκιμάστηκαν για την αναλογία φθοράς του τροχού λείανσης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι οι αναλογίες φθοράς ήταν 3380000 και 4800000 αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι μετά από βαθιά ψύξη Ο λόγος φθοράς του κοπτικού PDC που έχει υποστεί ψυχρή επεξεργασία είναι σημαντικά χαμηλότερος από αυτόν του κοπτήρα PDC χωρίς κρυογονική επεξεργασία.

Επιπλέον, τα κρυογονικά επεξεργασμένα και μη επεξεργασμένα σύνθετα φύλλα PDC συγκολλήθηκαν στη μήτρα και τρυπήθηκαν για 200 μέτρα στο ίδιο τμήμα παρακείμενων φρεατίων με τις ίδιες παραμέτρους γεώτρησης. Το ROP μηχανικής διάτρησης ενός τρυπανιού αυξάνεται κατά 27,8% χρησιμοποιώντας PDC που έχει υποστεί κρυογονική επεξεργασία σε σύγκριση με εκείνο που δεν χρησιμοποιεί κρυογονικά επεξεργασμένο κόφτη PDC.

Τι πιστεύετε για την κρυογονική επεξεργασία του κόφτη PDC; Καλώς ήρθατε να μας αφήσετε τα σχόλιά σας.

Για κοπτήρες PDC, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας μέσω email στη διεύθυνση [email protected].