PDC-leikkurin kryogeeninen käsittely

PDC-leikkuri on erinomaiset ominaisuudet omaava komposiittimateriaali, joka saadaan sintraamalla timanttijauhetta sementoidulla kovametallisubstraatilla käyttämällä korkean lämpötilan ja korkean paineen (HTHP) -tekniikkaa.

PDC-leikkurilla on hyvä lämmönjohtavuus, erittäin korkea kovuus ja kulutuskestävyys sekä suuri lujuus, suuri iskunkestävyys ja helppo hitsata.

Monikiteistä timanttikerrosta tukee kovametallisubstraatti, joka voi absorboida suuren iskukuormituksen ja välttää vakavia vaurioita työn aikana. Näin ollen PDC:tä käytettiin laajalti leikkaustyökalujen, geologisten sekä öljy- ja kaasuporanterien ja muiden kulutusta kestävien työkalujen valmistukseen.

Öljyn- ja kaasunporauskentällä yli 90 % kaikista porausmateriaalista valmistetaan PDC-terillä. PDC-teriä käytetään tavallisesti pehmeän ja keskikovan kallionmuodostusporaukseen. Mitä tulee syväporaukseen, ongelmana on edelleen lyhyt käyttöikä ja alhainen ROP.

Syvässä kompleksimuodostelmassa PDC-poranterän työolosuhteet ovat erittäin ankarat. Komposiittikappaleen pääasiallisia rikkoutumismuotoja ovat makromurtumat, kuten hampaiden rikkoutuminen ja suuren iskukuorman saaneen poranterän iskun aiheuttama halkeama sekä komposiittikappaleita aiheuttava pohjareiän liiallinen lämpötila. Arkin alentunut kulutuskestävyys aiheuttaa PDC-komposiittilevyn lämpökulumista. Yllä mainittu PDC-komposiittilevyn vika vaikuttaa suuresti sen käyttöikään ja porauksen tehokkuuteen.

Mitä kryogeeninen hoito on?

Kryogeeninen käsittely on tavanomaisen lämmön jatke. Se käyttää nestemäistä typpeä ja muita kylmäaineita jäähdytysväliaineena materiaalien jäähdyttämiseen huomattavasti huoneenlämpötilan alapuolelle (-100–196 °C) parantaakseen niiden suorituskykyä.

Monet olemassa olevat tutkimukset ovat osoittaneet, että kryogeeninen käsittely voi parantaa huomattavasti teräksen, alumiiniseosten ja muiden materiaalien mekaanisia ominaisuuksia. Kryogeenisen käsittelyn jälkeen näissä materiaaleissa esiintyy saostumista vahvistavaa ilmiötä. Kryogeeninen käsittely voi parantaa kovametallityökalujen taivutuslujuutta, kulutuskestävyyttä ja leikkaussuorituskykyä sekä parantaa niiden käyttöikää tehokkaasti. Asiaankuuluvat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että kryogeeninen käsittely voi parantaa timanttihiukkasten staattista puristuslujuutta, pääasiallinen syy lujuuden kasvuun on jäännösjännitystilan muutos.

Mutta voimmeko parantaa PDC-leikkurin suorituskykyä kryogeenisellä käsittelyllä? Tällä hetkellä asiaankuuluvia tutkimuksia on vähän.

Kryogeenisen käsittelyn menetelmä

Kryogeeninen käsittelymenetelmä PDC-leikkureille, toiminnot ovat:

(1) Aseta PDC-leikkurit huoneenlämpötilaan kryogeeniseen käsittelyuuniin;

(2) Kytke kryogeeninen käsittelyuuni päälle, syötä nestetyppeä ja käytä lämpötilan säätöä kryogeenisen käsittelyuunin lämpötilan alentamiseksi -30 ℃:een nopeudella -3 ℃/min; kun lämpötila saavuttaa -30 ℃, se laskee -1 ℃/min. Vähennä -120 ℃; kun lämpötila on saavuttanut -120 ℃, laske lämpötila -196 ℃ nopeudella -0,1 ℃/min;

(3) Säilytä 24 tuntia -196 °C:n lämpötilassa;

(4) Nosta sitten lämpötila -120 °C:seen nopeudella 0,1 °C/min, laske se sitten -30 °C:seen nopeudella 1 °C/min ja lopuksi laske se huoneenlämpötilaan nopeudella 3 °C/min;

(5) Toista yllä oleva toimenpide kahdesti PDC-leikkurien kryogeenisen käsittelyn suorittamiseksi loppuun.

Kryogeenisesti käsitellystä PDC-leikkurista ja käsittelemättömästä PDC-leikkurista testattiin hiomalaikan kulumissuhde. Testitulokset osoittivat, että kulumissuhteet olivat 3380000 ja 4800000. Testitulokset osoittivat, että syväjäähdytyksen jälkeen Kylmäkäsitellyn PDC-leikkurin kulumissuhde on merkittävästi pienempi kuin ilman kryogeenistä käsittelyä olevan PDC-leikkurin.

Lisäksi kryogeenisesti käsitellyt ja käsittelemättömät PDC-komposiittilevyt hitsattiin matriisiin ja porattiin 200 metriä samassa osassa vierekkäisiä kaivoja samoilla porausparametreilla. Poranterän mekaanisen porauksen ROP kasvaa 27,8 % käyttämällä kryogeenisesti käsiteltyä PDC:tä verrattuna siihen, jossa ei käytetä kryogeenisesti käsiteltyä PDC-leikkuria.

Mitä mieltä olet PDC-leikkurin kryogeenisestä käsittelystä? Tervetuloa jättämään meille kommenttisi.

PDC-leikkureiden osalta voit ottaa meihin yhteyttä sähköpostitse osoitteeseen [email protected].