Perlakuan kriogenik pada pemotong PDC

Pemotong PDC merupakan material komposit dengan sifat luar biasa yang diperoleh dengan menyinter bubuk intan dengan substrat semen karbida menggunakan teknologi suhu tinggi dan tekanan tinggi (HTHP).

Pemotong PDC memiliki konduktivitas termal yang tinggi, kekerasan ultra-tinggi, dan ketahanan aus, serta kekuatan tinggi, ketangguhan benturan tinggi, dan mudah dilas.

Lapisan berlian polikristalin didukung oleh substrat semen karbida, yang dapat menyerap beban benturan besar dan menghindari kerusakan serius selama pekerjaan. Dengan demikian, PDC banyak digunakan untuk pembuatan perkakas pemotong, mata bor sumur geologi dan minyak dan gas, serta perkakas tahan aus lainnya.

Di bidang pengeboran minyak dan gas, lebih dari 90% total rekaman pengeboran diselesaikan oleh bit PDC. Bit PDC biasanya digunakan untuk pengeboran formasi batuan lunak hingga keras sedang. Terkait pengeboran dalam, masih terdapat permasalahan berupa umur yang pendek dan ROP yang rendah.

Dalam formasi kompleks yang dalam, kondisi kerja mata bor PDC sangat keras. Bentuk utama kegagalan potongan komposit antara lain adalah patahan makro seperti gigi patah dan terkelupas akibat benturan yang disebabkan oleh mata bor yang menerima beban tumbukan besar, dan suhu lubang dasar yang berlebihan yang menyebabkan potongan komposit. Berkurangnya ketahanan aus pada lembaran menyebabkan keausan termal pada lembaran komposit PDC. Kegagalan lembaran komposit PDC yang disebutkan di atas akan sangat mempengaruhi masa pakai dan efisiensi pengeboran.

Apa itu Perawatan Kriogenik?

Perlakuan kriogenik merupakan perpanjangan dari panas konvensional. Ia menggunakan nitrogen cair dan zat pendingin lainnya sebagai media pendingin untuk mendinginkan bahan hingga suhu jauh di bawah suhu kamar (-100~-196°C) untuk meningkatkan kinerjanya.

Banyak penelitian yang menunjukkan bahwa perlakuan kriogenik dapat meningkatkan sifat mekanik baja, paduan aluminium, dan material lainnya. Setelah perlakuan kriogenik, fenomena penguatan presipitasi terjadi pada material ini. Perlakuan kriogenik dapat meningkatkan kekuatan lentur, ketahanan aus, dan kinerja pemotongan perkakas semen karbida, disertai dengan peningkatan masa pakai yang efektif. Penelitian yang relevan juga menunjukkan bahwa perlakuan kriogenik dapat meningkatkan kekuatan tekan statis partikel intan, alasan utama peningkatan kekuatan adalah perubahan keadaan tegangan sisa.

Namun, bisakah kita meningkatkan kinerja pemotong PDC melalui perlakuan kriogenik? Saat ini hanya ada sedikit penelitian yang relevan.

Metode pengobatan kriogenik

Metode perawatan kriogenik untuk pemotong PDC, pengoperasiannya adalah:

(1) Tempatkan pemotong PDC pada suhu kamar ke dalam tungku pengolahan kriogenik;

(2) Nyalakan tungku pengolahan kriogenik, masukkan nitrogen cair, dan gunakan pengatur suhu untuk menurunkan suhu dalam tungku pengolahan kriogenik hingga -30℃ dengan kecepatan -3℃/menit; ketika suhu mencapai -30℃, suhu akan turun menjadi -1℃/menit. Kurangi menjadi -120℃; setelah suhu mencapai -120℃, turunkan suhu menjadi -196℃ dengan kecepatan -0,1℃/menit;

(3) Simpan selama 24 jam pada suhu -196°C;

(4) Kemudian naikkan suhu menjadi -120°C dengan kecepatan 0,1°C/menit, lalu turunkan menjadi -30°C dengan kecepatan 1°C/menit, dan terakhir turunkan ke suhu kamar dengan kecepatan 3°C/menit;

(5) Ulangi operasi di atas dua kali untuk menyelesaikan perlakuan kriogenik pada pemotong PDC.

Pemotong PDC yang diberi perlakuan kriogenik dan pemotong PDC yang tidak diberi perlakuan diuji rasio keausan roda gerindanya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rasio keausan masing-masing adalah 3380000 dan 4800000. Hasil pengujian menunjukkan bahwa setelah pendinginan dalam, rasio keausan pemotong PDC yang diberi perlakuan dingin jauh lebih rendah dibandingkan pemotong PDC tanpa perlakuan kriogenik.

Selain itu, lembaran komposit PDC yang diolah secara kriogenik dan tidak diolah dilas ke matriks dan dibor sejauh 200m di bagian yang sama dari sumur yang berdekatan dengan parameter pengeboran yang sama. ROP pengeboran mekanis pada mata bor meningkat sebesar 27,8% menggunakan PDC yang diberi perlakuan kriogenik dibandingkan dengan yang tidak menggunakan pemotong PDC yang diberi perlakuan kriogenik.

Apa pendapat Anda tentang perlakuan kriogenik pada pemotong PDC? Selamat datang untuk meninggalkan kami komentar Anda.

Untuk pemotong PDC, Anda dapat menghubungi kami melalui email di [email protected].