A PDC vágó kriogén kezelése

A PDC vágó kiváló tulajdonságokkal rendelkező kompozit anyag, amelyet gyémántpor szinterezésével nyernek cementált keményfém hordozóval, magas hőmérsékletű és nagynyomású (HTHP) technológia alkalmazásával.

A PDC vágó nagy hővezető képességgel, rendkívül nagy keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, valamint nagy szilárdsággal, nagy ütésállósággal és könnyen hegeszthető.

A polikristályos gyémántréteget a cementezett keményfém aljzat tartja meg, amely képes elnyelni a nagy ütési terhelést és elkerülni a komoly munkavégzés során keletkező sérüléseket. Így a PDC-t széles körben használták vágószerszámok, geológiai és olaj- és gázkútfúrók, valamint egyéb kopásálló szerszámok gyártására.

Az olaj- és gázfúrás területén a teljes fúrási felvétel több mint 90%-át PDC bitek teszik ki. A PDC biteket általában lágy és közepesen kemény kőzetképződmények fúrásához használják. Ha a mélyfúrásról van szó, továbbra is problémák vannak a rövid élettartammal és az alacsony ROP-val.

A mély komplexképződményben a PDC fúrószár munkakörülményei nagyon kemények. A kompozit darab meghibásodásának fő formái közé tartoznak a makrotörések, mint például a törött fogak és a nagy ütési terhelést kapott fúrószár által okozott ütés okozta repedés, valamint a kompozit darabokat okozó túlzott alsó furat hőmérséklet. A lemez csökkent kopásállósága a PDC kompozit lemez hőkopását okozza. A PDC kompozit lemez fent említett meghibásodása nagymértékben befolyásolja élettartamát és fúrási hatékonyságát.

Mi a kriogén kezelés?

A kriogén kezelés a hagyományos hőkezelés kiterjesztése. Folyékony nitrogént és egyéb hűtőközegeket használ hűtőközegként, hogy az anyagokat jóval szobahőmérséklet alatti hőmérsékletre (-100-196°C) hűtse, hogy javítsa teljesítményüket.

Számos létező tanulmány kimutatta, hogy a kriogén kezelés nagymértékben javíthatja az acél, alumíniumötvözetek és más anyagok mechanikai tulajdonságait. A kriogén kezelést követően ezekben az anyagokban jelentkezik a csapadékerősítő jelenség. A kriogén kezelés javíthatja a keményfém szerszámok hajlítószilárdságát, kopásállóságát és vágási teljesítményét, ami hatékonyan javítja az élettartamot. A vonatkozó kutatások azt is kimutatták, hogy a kriogén kezelés javíthatja a gyémántrészecskék statikus nyomószilárdságát, a szilárdság növekedésének fő oka a maradó feszültségi állapot változása.

De javíthatjuk-e a PDC vágó teljesítményét kriogén kezeléssel? Jelenleg kevés releváns tanulmány létezik.

A kriogén kezelés módszere

Kriogén kezelési módszer PDC marókhoz, a műveletek a következők:

(1) Helyezze a PDC-vágókat szobahőmérsékleten egy kriogén kezelőkemencébe;

(2) Kapcsolja be a kriogén kezelőkemencét, engedje be a folyékony nitrogént, és használja a hőmérséklet-szabályozást, hogy a kriogén kezelőkemencében a hőmérsékletet -30 ℃-ra csökkentse -3 ℃/perc sebességgel; amikor a hőmérséklet eléri a -30 ℃-ot, akkor -1 ℃/perc-re csökken. Csökkentse -120 ℃-ra; miután a hőmérséklet eléri a -120 ℃-ot, csökkentse a hőmérsékletet -196 ℃-ra -0,1 ℃/perc sebességgel;

(3) Tartsa 24 órán át -196°C hőmérsékleten;

(4) Ezután növelje a hőmérsékletet -120 °C-ra 0,1 °C/perc sebességgel, majd csökkentse -30 °C-ra 1 °C/perc sebességgel, végül csökkentse szobahőmérsékletre olyan sebességgel. 3 °C/perc;

(5) Ismételje meg a fenti műveletet kétszer a PDC-vágók kriogén kezelésének befejezéséhez.

A kriogénkezelt PDC vágó és a kezeletlen PDC maró a csiszolókorong kopási arányát vizsgálta. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a kopási arány 3380000, illetve 4800000 volt. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy mélyhűtés után A hidegkezelt PDC vágó kopási aránya lényegesen alacsonyabb, mint a kriogén kezelés nélküli PDC maróé.

Ezenkívül a kriogénkezelt és kezeletlen PDC kompozit lemezeket a mátrixhoz hegesztettük és 200 méteren át fúrtuk a szomszédos kutak ugyanazon szakaszában, azonos fúrási paraméterekkel. Egy fúrószár mechanikus fúrási ROP-értéke 27,8%-kal növekszik kriogénkezelt PDC-vel, összehasonlítva a kriogénkezelt PDC-vágóval nem.

Mi a véleménye a PDC vágó kriogén kezeléséről? Üdvözöljük, hogy megírja nekünk észrevételeit.

A PDC vágógépeket e-mailben érheti el a [email protected] címen.