Den kryogene behandling af PDC cutter

PDC cutter er et kompositmateriale med fremragende egenskaber opnået ved sintring af diamantpulver med et cementeret carbidsubstrat ved brug af højtemperatur- og højtryksteknologi (HTHP).

PDC-skæreren har stor varmeledningsevne, ultrahøj hårdhed og slidstyrke samt høj styrke, høj slagfasthed og nem at svejse.

Det polykrystallinske diamantlag er understøttet af hårdmetalsubstratet, som kan absorbere den store stødbelastning og undgå alvorlige skader under arbejdet. Således blev PDC meget brugt til fremstilling af skærende værktøjer, geologiske og olie- og gasbrøndebor og andre slidbestandige værktøjer.

I olie- og gasborefeltet er mere end 90 % af de samlede boreoptagelser færdiggjort af PDC-bits. PDC-bor bruges normalt til boring i blød til medium hård klippeformation. Når det kommer til dybdeboring, er der stadig problemer med kort levetid og lavt ROP.

I den dybe komplekse formation er arbejdsforholdene for PDC-boret meget barske. De vigtigste former for svigt af det sammensatte stykke omfatter makrofrakturer såsom knækkede tænder og skår forårsaget af stød forårsaget af boret, der modtager en stor slagbelastning, og for høj temperatur i bundhullet, der forårsager kompositstykker. Den reducerede slidstyrke af pladen forårsager termisk slid af PDC-kompositpladen. Det ovennævnte svigt af PDC-kompositpladen vil i høj grad påvirke dets levetid og boreeffektivitet.

Hvad er kryogen behandling?

Kryogen behandling er en forlængelse af konventionel varme. Den bruger flydende nitrogen og andre kølemidler som kølemedier til at afkøle materialer til en temperatur langt under stuetemperatur (-100~-196°C) for at forbedre deres ydeevne.

Mange eksisterende undersøgelser har vist, at kryogen behandling i høj grad kan forbedre de mekaniske egenskaber af stål, aluminiumslegeringer og andre materialer. Efter kryogen behandling opstår det nedbørsforstærkende fænomen i disse materialer. Den kryogene behandling kan forbedre bøjningsstyrken, slidstyrken og skæreydelsen af ​​hårdmetalværktøjer, ledsaget af en effektiv forbedring af levetiden. Relevant forskning har også vist, at kryogen behandling kan forbedre den statiske trykstyrke af diamantpartikler, hovedårsagen til stigningen i styrke er ændringen af ​​den resterende stresstilstand.

Men kan vi forbedre PDC-skærerens ydeevne gennem kryogen behandling? På nuværende tidspunkt er der få relevante undersøgelser.

Metoden til kryogen behandling

En kryogen behandlingsmetode til PDC-skærere, operationerne er:

(1) Anbring PDC-skærerne ved stuetemperatur i en kryogen behandlingsovn;

(2) Tænd for den kryogene behandlingsovn, indfør flydende nitrogen og brug temperaturkontrol til at reducere temperaturen i den kryogene behandlingsovn til -30 ℃ med en hastighed på -3 ℃/min. når temperaturen når -30℃, reduceres den til -1℃/min. Reducer til -120 ℃; når temperaturen når -120 ℃, skal du reducere temperaturen til -196 ℃ ved en hastighed på -0,1 ℃/min;

(3) Opbevar det i 24 timer ved en temperatur på -196°C;

(4) Øg derefter temperaturen til -120°C med en hastighed på 0,1°C/min, sænk den derefter til -30°C med en hastighed på 1°C/min og sænk den til sidst til stuetemperatur med en hastighed på 3°C/min;

(5) Gentag ovenstående operation to gange for at fuldføre den kryogene behandling af PDC-skærerne.

Den kryogenisk behandlede PDC-skærer og den ubehandlede PDC-skærer blev testet for slidforholdet mellem slibeskiven. Testresultaterne viste, at slidforholdene var henholdsvis 3380000 og 4800000. Testresultaterne viste, at efter dyb afkøling er slidforholdet for den koldbehandlede PDC-skærer væsentligt lavere end for PDC-skæreren uden kryogenbehandling.

Derudover blev de kryogenisk behandlede og ubehandlede PDC-kompositplader svejset til matrixen og boret i 200 m i den samme sektion af tilstødende brønde med de samme boreparametre. Den mekaniske bore-ROP for en borekrone øges med 27,8 % ved brug af kryogenisk behandlet PDC sammenlignet med den, der ikke bruger en kryogenisk behandlet PDC-skærer.

Hvad synes du om den kryogene behandling af PDC cutter? Velkommen til at give os dine kommentarer.

For PDC-fræsere kan du kontakte os på e-mail på [email protected].