Xử lý đông lạnh máy cắt PDC

Máy cắt PDC là vật liệu composite có các đặc tính tuyệt vời thu được bằng cách thiêu kết bột kim cương với chất nền cacbua xi măng sử dụng công nghệ nhiệt độ cao và áp suất cao (HTHP).

Máy cắt PDC có độ dẫn nhiệt cao, độ cứng cực cao và khả năng chống mài mòn cũng như độ bền cao, độ bền va đập cao và dễ hàn.

Lớp kim cương đa tinh thể được hỗ trợ bởi chất nền cacbua xi măng, có thể hấp thụ tải trọng va đập lớn và tránh hư hỏng nghiêm trọng trong quá trình làm việc. Do đó, PDC được sử dụng rộng rãi để sản xuất dụng cụ cắt, mũi khoan giếng địa chất, dầu khí và các dụng cụ chịu mài mòn khác.

Trong lĩnh vực khoan dầu khí, hơn 90% tổng số cảnh khoan được hoàn thành bằng bit PDC. Các bit PDC thường được sử dụng để khoan hình thành đá mềm đến cứng vừa. Khi nói đến khoan sâu, vẫn còn vấn đề về tuổi thọ ngắn và ROP thấp.

Trong hệ tầng phức tạp sâu, điều kiện làm việc của mũi khoan PDC rất khắc nghiệt. Các dạng hư hỏng chính của miếng composite bao gồm các vết nứt lớn như gãy răng và sứt mẻ do tác động do mũi khoan chịu tải trọng va đập lớn và nhiệt độ lỗ đáy quá cao gây ra các miếng composite. Khả năng chống mài mòn của tấm giảm gây ra hiện tượng hao mòn nhiệt của tấm composite PDC. Sự cố nêu trên của tấm composite PDC sẽ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ sử dụng và hiệu quả khoan của nó.

Điều trị bằng phương pháp đông lạnh là gì?

Xử lý đông lạnh là một phần mở rộng của nhiệt thông thường. Nó sử dụng nitơ lỏng và các chất làm lạnh khác làm phương tiện làm mát để làm mát vật liệu đến nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ phòng (-100~-196°C) để nâng cao hiệu suất của chúng.

Nhiều nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng xử lý đông lạnh có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ học của thép, hợp kim nhôm và các vật liệu khác. Sau khi xử lý đông lạnh, hiện tượng tăng cường kết tủa xảy ra ở những vật liệu này. Việc xử lý đông lạnh có thể cải thiện độ bền uốn, khả năng chống mài mòn và hiệu suất cắt của các dụng cụ cacbua xi măng, đồng thời cải thiện tuổi thọ một cách hiệu quả. Nghiên cứu có liên quan cũng chỉ ra rằng xử lý đông lạnh có thể cải thiện cường độ nén tĩnh của các hạt kim cương, lý do chính làm tăng cường độ là sự thay đổi trạng thái ứng suất dư.

Tuy nhiên, liệu chúng ta có thể cải thiện hiệu suất của máy cắt PDC thông qua xử lý đông lạnh không? Tại thời điểm này có rất ít nghiên cứu có liên quan.

Phương pháp xử lý đông lạnh

Một phương pháp xử lý đông lạnh cho máy cắt PDC, các hoạt động là:

(1) Đặt máy cắt PDC ở nhiệt độ phòng vào lò xử lý đông lạnh;

(2) Bật lò xử lý đông lạnh, cho nitơ lỏng vào và sử dụng biện pháp kiểm soát nhiệt độ để giảm nhiệt độ trong lò xử lý đông lạnh xuống -30oC với tốc độ -3oC/phút; khi nhiệt độ đạt -30oC, sau đó sẽ giảm xuống -1oC/phút. Giảm xuống -120oC; sau khi nhiệt độ đạt -120oC, giảm nhiệt độ xuống -196oC với tốc độ -0,1oC/phút;

(3) Giữ nó trong 24 giờ ở nhiệt độ -196°C;

(4) Sau đó tăng nhiệt độ lên -120°C với tốc độ 0,1°C/phút, sau đó hạ xuống -30°C với tốc độ 1°C/phút, và cuối cùng giảm nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng với tốc độ là 3°C/phút;

(5) Lặp lại thao tác trên hai lần để hoàn thành quá trình xử lý đông lạnh của máy cắt PDC.

Máy cắt PDC được xử lý lạnh và máy cắt PDC chưa được xử lý đã được kiểm tra tỷ lệ mài mòn của bánh mài. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ số hao mòn lần lượt là 3380000 và 4800000. Kết quả thử nghiệm cho thấy sau khi làm nguội sâu, tỷ lệ mài mòn của máy cắt PDC được xử lý nguội thấp hơn đáng kể so với máy cắt PDC không xử lý đông lạnh.

Ngoài ra, các tấm composite PDC được xử lý đông lạnh và chưa được xử lý được hàn vào ma trận và khoan 200m trên cùng một đoạn giếng liền kề với cùng thông số khoan. ROP khoan cơ học của mũi khoan tăng 27,8% khi sử dụng PDC được xử lý lạnh so với loại không sử dụng máy cắt PDC được xử lý lạnh.

Bạn nghĩ gì về việc xử lý đông lạnh máy cắt PDC? Chào mừng bạn để lại cho chúng tôi ý kiến ​​​​của bạn.

Đối với máy cắt PDC, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua email theo địa chỉ [email protected].