Kriogena obrada PDC rezača

PDC rezač je kompozitni materijal izvrsnih svojstava dobiven sinteriranjem dijamantnog praha s podlogom od cementnog karbida korištenjem tehnologije visoke temperature i visokog tlaka (HTHP).

PDC rezač ima veliku toplinsku vodljivost, ultra-visoku tvrdoću i otpornost na habanje, kao i veliku čvrstoću, visoku udarnu žilavost i lako se zavariva.

Polikristalni dijamantni sloj podupire podloga od cementnog karbida, koja može apsorbirati velika udarna opterećenja i izbjeći ozbiljna oštećenja tijekom rada. Stoga se PDC naširoko koristio za proizvodnju alata za rezanje, bušotina za geološke i naftne i plinske bušotine i drugih alata otpornih na habanje.

U polju za bušenje nafte i plina, više od 90% ukupnih snimaka bušenja završeno je PDC krunama. PDC svrdla se obično koriste za bušenje formacije meke do srednje tvrde stijene. Kada je riječ o dubokom bušenju, još uvijek postoje problemi kratkog vijeka trajanja i niskog ROP-a.

U dubokoj složenoj formaciji, radni uvjeti PDC svrdla su vrlo teški. Glavni oblici kvara kompozitnog komada uključuju makro-lomove kao što su slomljeni zubi i krhotine uzrokovane udarom uzrokovanim velikim udarnim opterećenjem svrdla i pretjeranu temperaturu na dnu bušotine koja uzrokuje kompozitne komade. Smanjena otpornost na trošenje ploče uzrokuje toplinsko trošenje PDC kompozitne ploče. Gore spomenuti kvar PDC kompozitne ploče uvelike će utjecati na njen vijek trajanja i učinkovitost bušenja.

Što je kriogeni tretman?

Kriogeni tretman je proširenje konvencionalne topline. Koristi tekući dušik i druga rashladna sredstva kao rashladne medije za hlađenje materijala na temperaturu daleko ispod sobne temperature (-100~-196°C) kako bi se poboljšala njihova učinkovitost.

Mnoge postojeće studije pokazale su da kriogena obrada može znatno poboljšati mehanička svojstva čelika, aluminijskih legura i drugih materijala. Nakon kriogene obrade, u ovim materijalima dolazi do pojave taloženja. Kriogeni tretman može poboljšati čvrstoću na savijanje, otpornost na habanje i performanse rezanja alata od cementnog karbida, uz učinkovito poboljšanje životnog vijeka. Relevantna istraživanja također su pokazala da kriogeni tretman može poboljšati statičku tlačnu čvrstoću dijamantnih čestica, glavni razlog za povećanje čvrstoće je promjena stanja zaostalog naprezanja.

No, možemo li poboljšati performanse PDC rezača kroz kriogenu obradu? U ovom trenutku postoji nekoliko relevantnih studija.

Metoda kriogene obrade

Metoda kriogene obrade za PDC rezače, operacije su:

(1) Stavite PDC rezače na sobnu temperaturu u peć za kriogenu obradu;

(2) Uključite peć za kriogenu obradu, pustite tekući dušik i upotrijebite kontrolu temperature da smanjite temperaturu u peći za kriogenu obradu na -30 ℃ brzinom od -3 ℃/min; kada temperatura dosegne -30 ℃, tada će se smanjiti na -1 ℃/min. Smanjite na -120 ℃; nakon što temperatura dosegne -120 ℃, smanjite temperaturu na -196 ℃ brzinom od -0,1 ℃/min;

(3) Držati 24 sata na temperaturi od -196°C;

(4) Zatim povećajte temperaturu na -120°C brzinom od 0,1°C/min, zatim je spustite na -30°C brzinom od 1°C/min, i na kraju je smanjite na sobnu temperaturu brzinom od 3°C/min;

(5) Ponovite gornju operaciju dvaput kako biste dovršili kriogenu obradu PDC rezača.

Kriogenski obrađeno PDC glodalo i netretirano PDC glodalo testirani su na omjer istrošenosti brusne ploče. Rezultati ispitivanja pokazali su da su omjeri trošenja bili 3380000 odnosno 4800000. Rezultati ispitivanja su pokazali da je nakon dubokog hlađenja omjer trošenja hladno obrađenog PDC rezača značajno niži nego kod PDC rezača bez kriogene obrade.

Osim toga, kriogenski obrađeni i neobrađeni PDC kompozitni listovi zavareni su na matricu i bušeni 200 m u istom dijelu susjednih bušotina s istim parametrima bušenja. Mehanički ROP bušenja svrdla povećan je za 27,8% korištenjem kriogeno tretiranog PDC-a u usporedbi s onim bez korištenja kriogeno tretiranog PDC rezača.

Što mislite o kriogenom tretmanu PDC rezača? Dobrodošli da nam ostavite svoje komentare.

Za PDC rezače možete nas kontaktirati e-poštom na [email protected].