O tratamento crioxénico do cortador PDC

O cortador PDC é un material composto con excelentes propiedades que se obtén mediante a sinterización de po de diamante cun substrato de carburo cementado utilizando tecnoloxía de alta temperatura e alta presión (HTHP).

O cortador PDC ten unha gran condutividade térmica, dureza ultra alta e resistencia ao desgaste, así como unha alta resistencia, alta tenacidade ao impacto e fácil de soldar.

A capa de diamante policristalino está apoiada polo substrato de carburo cementado, que pode absorber a gran carga de impacto e evitar danos graves durante o traballo. Así, o PDC foi amplamente utilizado para a fabricación de ferramentas de corte, brocas xeolóxicas e para pozos de petróleo e gas e outras ferramentas resistentes ao desgaste.

No campo da perforación de petróleo e gas, máis do 90% do metraxe total de perforación complétase con brocas PDC. As brocas PDC úsanse normalmente para a perforación de formación de rochas de dura media a suave. Cando se trata de perforacións profundas, aínda hai problemas de curta duración e baixo ROP.

Na formación complexa profunda, as condicións de traballo da broca PDC son moi duras. As principais formas de falla da peza composta inclúen macrofracturas, como dentes rotos e astilladuras causadas polo impacto causado pola broca que recibe unha gran carga de impacto, e unha temperatura excesiva do burato inferior que provoca pezas compostas. A reducida resistencia ao desgaste da folla provoca un desgaste térmico da folla composta PDC. A falla mencionada anteriormente da folla composta PDC afectará en gran medida á súa vida útil e á eficiencia da perforación.

Que é o tratamento crioxénico?

O tratamento crioxénico é unha extensión da calor convencional. Usa nitróxeno líquido e outros refrixerantes como medios de refrixeración para arrefriar os materiais a unha temperatura moi inferior á temperatura ambiente (-100 ~ -196 °C) para mellorar o seu rendemento.

Moitos estudos existentes demostraron que o tratamento crioxénico pode mellorar moito as propiedades mecánicas do aceiro, as aliaxes de aluminio e outros materiais. Despois do tratamento crioxénico, prodúcese nestes materiais o fenómeno de reforzo da precipitación. O tratamento crioxénico pode mellorar a resistencia á flexión, a resistencia ao desgaste e o rendemento de corte das ferramentas de carburo cementado, acompañado dunha mellora eficaz da vida útil. A investigación relevante tamén demostrou que o tratamento crioxénico pode mellorar a resistencia á compresión estática das partículas de diamante, o principal motivo do aumento da resistencia é o cambio do estado de tensión residual.

Pero, podemos mellorar o rendemento do cortador PDC mediante o tratamento crioxénico? Neste momento hai poucos estudos relevantes.

O método de tratamento crioxénico

Un método de tratamento crioxénico para cortadores PDC, as operacións son:

(1) Coloque os cortadores PDC a temperatura ambiente nun forno de tratamento crioxénico;

(2) Acende o forno de tratamento crioxénico, pasa nitróxeno líquido e usa o control de temperatura para reducir a temperatura do forno de tratamento crioxénico a -30 ℃ a unha velocidade de -3 ℃/min; cando a temperatura alcance -30 ℃, entón reducirase a -1 ℃/min. Reducir a -120 ℃; despois de que a temperatura alcance -120 ℃, reduce a temperatura a -196 ℃ a unha velocidade de -0,1 ℃/min;

(3) Mantéñase durante 24 horas a unha temperatura de -196 °C;

(4) A continuación, aumente a temperatura a -120 °C a unha velocidade de 0,1 °C/min, despois redúzaa a -30 °C a unha velocidade de 1 °C/min e, finalmente, redúzaa a temperatura ambiente a un ritmo. de 3°C/min;

(5) Repita a operación anterior dúas veces para completar o tratamento crioxénico dos cortadores PDC.

O cortador PDC tratado crioxenicamente e o cortador PDC non tratado foron probados para a relación de desgaste da moa. Os resultados das probas mostraron que as relacións de desgaste eran 3380000 e 4800000 respectivamente. Os resultados das probas mostraron que despois do arrefriamento profundo A relación de desgaste do cortador PDC tratado en frío é significativamente menor que a do cortador PDC sen tratamento crioxénico.

Ademais, as láminas compostas PDC tratadas crioxenicamente e non tratadas foron soldadas á matriz e perforadas durante 200 m na mesma sección de pozos adxacentes cos mesmos parámetros de perforación. O ROP de perforación mecánica dunha broca aumenta nun 27,8% usando PDC tratado crioxenicamente en comparación co que non utiliza un cortador PDC tratado crioxenicamente.

Que opinas sobre o tratamento criogénico do cortador PDC? Benvido a deixarnos os teus comentarios.

Para os cortadores PDC, podes poñerte en contacto connosco por correo electrónico en [email protected].