El tractament criogènic del tallador PDC

El tallador PDC és un material compost amb excel·lents propietats obtinguts mitjançant la sinterització de pols de diamant amb un substrat de carbur cimentat mitjançant tecnologia d'alta temperatura i alta pressió (HTHP).

El tallador PDC té una gran conductivitat tèrmica, una duresa ultra alta i una resistència al desgast, així com una gran resistència, una gran resistència a l'impacte i fàcil de soldar.

La capa de diamant policristalí està suportada pel substrat de carbur cimentat, que pot absorbir la gran càrrega d'impacte i evitar danys greus durant el treball. Així, el PDC es va utilitzar àmpliament per a la fabricació d'eines de tall, broques geològiques i de pou de petroli i gas i altres eines resistents al desgast.

En el camp de la perforació de petroli i gas, més del 90% del metratge total de perforació es completa amb bits PDC. Les broques PDC s'utilitzen normalment per a la perforació de roques dures i suaus. Quan es tracta de perforació profunda, encara hi ha problemes de vida curta i ROP baix.

A la formació complexa profunda, les condicions de treball de la broca PDC són molt dures. Les principals formes de fallada de la peça composta inclouen macrofractures com ara dents trencades i estellades causades per l'impacte causat per la broca que rep una gran càrrega d'impacte i una temperatura excessiva del forat inferior que provoca peces compostes. La reducció de la resistència al desgast de la làmina provoca un desgast tèrmic de la làmina composta PDC. La fallada esmentada anteriorment de la làmina composta PDC afectarà molt la seva vida útil i l'eficiència de la perforació.

Què és el tractament criogènic?

El tractament criogènic és una extensió de la calor convencional. Utilitza nitrogen líquid i altres refrigerants com a mitjà de refrigeració per refredar els materials a una temperatura molt inferior a la temperatura ambient (-100 ~ -196 °C) per millorar el seu rendiment.

Molts estudis existents han demostrat que el tractament criogènic pot millorar molt les propietats mecàniques de l'acer, aliatges d'alumini i altres materials. Després del tractament criogènic, es produeix el fenomen d'enfortiment de la precipitació en aquests materials. El tractament criogènic pot millorar la resistència a la flexió, la resistència al desgast i el rendiment de tall de les eines de carbur cimentat, acompanyat d'una millora efectiva de la vida útil. La investigació rellevant també ha demostrat que el tractament criogènic pot millorar la resistència a la compressió estàtica de les partícules de diamant, la raó principal de l'augment de la força és el canvi de l'estat d'estrès residual.

Però, podem millorar el rendiment del tallador PDC mitjançant el tractament criogènic? En aquests moments hi ha pocs estudis rellevants.

El mètode de tractament criogènic

Un mètode de tractament criogènic per a talladors PDC, les operacions són:

(1) Col·loqueu els talladors PDC a temperatura ambient en un forn de tractament criogènic;

(2) Enceneu el forn de tractament criogènic, passeu nitrogen líquid i utilitzeu el control de temperatura per reduir la temperatura del forn de tractament criogènic a -30 ℃ a una velocitat de -3 ℃/min; quan la temperatura arribi a -30 ℃, es reduirà a -1 ℃/min. Reduir a -120 ℃; després que la temperatura arribi a -120 ℃, reduïu la temperatura a -196 ℃ a una velocitat de -0,1 ℃/min;

(3) Mantingueu-lo durant 24 hores a una temperatura de -196 °C;

(4) A continuació, augmenteu la temperatura a -120 °C a una velocitat de 0,1 °C/min, després baixeu-la a -30 °C a una velocitat d'1 °C/min i, finalment, reduïu-la a temperatura ambient a un ritme de 3°C/min;

(5) Repetiu l'operació anterior dues vegades per completar el tractament criogènic dels talladors PDC.

El tallador PDC tractat criogènicament i el tallador PDC no tractat es van provar per a la relació de desgast de la mola. Els resultats de la prova van mostrar que les relacions de desgast eren de 3380000 i 4800000 respectivament. Els resultats de la prova van mostrar que després d'un refredament profund, la relació de desgast del tallador PDC tractat en fred és significativament inferior a la del tallador PDC sense tractament criogènic.

A més, les làmines compostes PDC tractades i no tractades criogènicament es van soldar a la matriu i es van perforar durant 200 m a la mateixa secció de pous adjacents amb els mateixos paràmetres de perforació. El ROP de perforació mecànica d'una broca augmenta un 27,8% utilitzant PDC tractat criogènicament en comparació amb el que no utilitza un tallador PDC tractat criogènicament.

Què en penseu del tractament criogènic del tallador PDC? Benvingut a deixar-nos els vostres comentaris.

Per als talladors PDC, podeu contactar amb nosaltres per correu electrònic a zzbt@zzbetter.com.