Криогенная обработка резца PDC

Фреза PDC представляет собой композитный материал с превосходными свойствами, полученный путем спекания алмазного порошка с подложкой из цементированного карбида с использованием технологии высокой температуры и высокого давления (HTHP).

Резец PDC обладает отличной теплопроводностью, сверхвысокой твердостью и износостойкостью, а также высокой прочностью, ударной вязкостью и легкостью сварки.

Слой поликристаллического алмаза поддерживается подложкой из цементированного карбида, которая может поглощать большие ударные нагрузки и избегать серьезных повреждений во время работы. Так, ПДК нашел широкое применение для изготовления режущего инструмента, буровых долот для геологических и нефтегазовых скважин, а также другого износостойкого инструмента.

На нефтегазовых месторождениях более 90% общего объема бурения выполняется долотами PDC. Долота PDC обычно используются для бурения пород от мягких до среднетвердых пород. Когда дело доходит до глубокого бурения, по-прежнему существуют проблемы короткого срока службы и низкой скорости проходки.

В глубоких сложных пластах условия работы долота PDC очень суровы. К основным формам разрушения композитной детали относятся макротрещины, такие как сломанные зубья и сколы, вызванные воздействием бурового долота, подвергающегося большой ударной нагрузке, а также чрезмерная температура забоя скважины, вызывающая возникновение композитных деталей. Пониженная износостойкость листа вызывает термический износ композитного листа PDC. Вышеупомянутый выход из строя композитного листа PDC сильно повлияет на срок его службы и эффективность бурения.

Что такое криогенная обработка?

Криогенная обработка является продолжением обычного тепла. Он использует жидкий азот и другие хладагенты в качестве охлаждающей среды для охлаждения материалов до температуры, намного ниже комнатной (-100 ~ -196 ° C), чтобы повысить их производительность.

Многие существующие исследования показали, что криогенная обработка может значительно улучшить механические свойства стали, алюминиевых сплавов и других материалов. После криогенной обработки в этих материалах возникает явление дисперсионного упрочнения. Криогенная обработка может улучшить прочность на изгиб, износостойкость и режущие характеристики твердосплавных инструментов, что сопровождается эффективным увеличением срока службы. Соответствующие исследования также показали, что криогенная обработка позволяет повысить статическую прочность алмазных частиц на сжатие, основной причиной повышения прочности является изменение остаточного напряженного состояния.

Но можем ли мы улучшить производительность резака PDC за счет криогенной обработки? На данный момент соответствующих исследований мало.

Способ криогенной обработки

Метод криогенной обработки резцов PDC, операции:

(1) Поместите резцы PDC при комнатной температуре в печь для криогенной обработки;

(2) Включите печь криогенной обработки, введите жидкий азот и используйте контроль температуры, чтобы снизить температуру в печи криогенной обработки до -30 ℃ со скоростью -3 ℃/мин; когда температура достигнет -30 ℃, она снизится до -1 ℃/мин. Уменьшить до -120℃; после того, как температура достигнет -120 ℃, уменьшите температуру до -196 ℃ со скоростью -0,1 ℃/мин;

(3) Хранить в течение 24 часов при температуре -196°C;

(4) Затем увеличьте температуру до -120°С со скоростью 0,1°С/мин, затем понизьте ее до -30°С со скоростью 1°С/мин и, наконец, уменьшите до комнатной температуры со скоростью 3°С/мин;

(5) Повторите вышеуказанную операцию дважды, чтобы завершить криогенную обработку резцов PDC.

Криогенно обработанная фреза PDC и необработанная фреза PDC были проверены на степень износа шлифовального круга. Результаты испытаний показали, что коэффициенты износа составили 3380000 и 4800000 соответственно. Результаты испытаний показали, что после глубокого охлаждения степень износа фрезы PDC, подвергнутой холодной обработке, значительно ниже, чем у фрезы PDC без криогенной обработки.

Кроме того, криогенно обработанные и необработанные композитные листы PDC были приварены к матрице и пробурены на протяжении 200 м в одном и том же участке соседних скважин с одинаковыми параметрами бурения. Механическая скорость бурения бурового долота увеличивается на 27,8% при использовании криогенно обработанного PDC по сравнению с тем, когда не используется криогенно обработанный PDC резец.

Что вы думаете о криогенной обработке резца PDC? Добро пожаловать, чтобы оставить нам свои комментарии.

Если вам нужны резаки PDC, вы можете связаться с нами по электронной почте [email protected].