पीडीसी कटर का क्रायोजेनिक उपचार

पीडीसी कटर एक मिश्रित सामग्री है जिसमें उच्च तापमान और उच्च दबाव (एचटीएचपी) तकनीक का उपयोग करके सीमेंटेड कार्बाइड सब्सट्रेट के साथ हीरे के पाउडर को सिंटरिंग करके प्राप्त उत्कृष्ट गुण होते हैं।

पीडीसी कटर में महान तापीय चालकता, अति-उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के साथ-साथ उच्च शक्ति, उच्च प्रभाव क्रूरता और वेल्ड करने में आसान है।

पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे की परत को सीमेंटेड कार्बाइड सब्सट्रेट द्वारा समर्थित किया जाता है, जो बड़े प्रभाव लोडिंग को अवशोषित कर सकता है और काम के दौरान गंभीर क्षति से बच सकता है। इस प्रकार, पीडीसी का व्यापक रूप से काटने के उपकरण, भूवैज्ञानिक और तेल और गैस कुएं ड्रिल बिट्स और अन्य पहनने-प्रतिरोधी उपकरणों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता था।

तेल और गैस ड्रिलिंग क्षेत्र में, कुल ड्रिलिंग फुटेज का 90% से अधिक पीडीसी बिट्स द्वारा पूरा किया जाता है। पीडीसी बिट्स का उपयोग आमतौर पर नरम से मध्यम कठोर चट्टान निर्माण ड्रिलिंग के लिए किया जाता है। जब गहरी ड्रिलिंग की बात आती है, तब भी कम जीवन और कम आरओपी की समस्याएं होती हैं।

गहरे जटिल गठन में, पीडीसी ड्रिल बिट की कार्य स्थितियाँ बहुत कठोर हैं। समग्र टुकड़े की विफलता के मुख्य रूपों में मैक्रो-फ्रैक्चर शामिल हैं जैसे कि टूटे हुए दांत और ड्रिल बिट के कारण बड़े प्रभाव भार प्राप्त करने के कारण छिलना, और अत्यधिक निचले छेद के तापमान के कारण समग्र टुकड़े होते हैं। शीट के कम पहनने के प्रतिरोध के कारण पीडीसी कम्पोजिट शीट में थर्मल घिसाव होता है। पीडीसी कंपोजिट शीट की उपर्युक्त विफलता इसकी सेवा जीवन और ड्रिलिंग दक्षता को बहुत प्रभावित करेगी।

क्रायोजेनिक उपचार क्या है?

क्रायोजेनिक उपचार पारंपरिक ताप का विस्तार है। यह अपने प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए कमरे के तापमान (-100 ~ -196 डिग्री सेल्सियस) से काफी नीचे के तापमान पर सामग्री को ठंडा करने के लिए शीतलन मीडिया के रूप में तरल नाइट्रोजन और अन्य रेफ्रिजरेंट्स का उपयोग करता है।

कई मौजूदा अध्ययनों से पता चला है कि क्रायोजेनिक उपचार से स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और अन्य सामग्रियों के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार हो सकता है। क्रायोजेनिक उपचार के बाद, इन सामग्रियों में वर्षा-मजबूत करने वाली घटना घटित होती है। क्रायोजेनिक उपचार से जीवन में प्रभावी सुधार के साथ-साथ सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों की लचीली ताकत, पहनने के प्रतिरोध और काटने के प्रदर्शन में सुधार हो सकता है। प्रासंगिक शोध से यह भी पता चला है कि क्रायोजेनिक उपचार हीरे के कणों की स्थैतिक संपीड़न शक्ति में सुधार कर सकता है, ताकत में वृद्धि का मुख्य कारण अवशिष्ट तनाव स्थिति में परिवर्तन है।

लेकिन, क्या हम क्रायोजेनिक उपचार के माध्यम से पीडीसी कटर के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं? इस समय कुछ प्रासंगिक अध्ययन हैं।

क्रायोजेनिक उपचार की विधि

पीडीसी कटर के लिए एक क्रायोजेनिक उपचार विधि, ऑपरेशन हैं:

(1) पीडीसी कटर को कमरे के तापमान पर क्रायोजेनिक उपचार भट्टी में रखें;

(2) क्रायोजेनिक उपचार भट्टी को चालू करें, तरल नाइट्रोजन डालें, और क्रायोजेनिक उपचार भट्टी में तापमान को -3℃/मिनट की दर से -30℃ तक कम करने के लिए तापमान नियंत्रण का उपयोग करें; जब तापमान -30℃ तक पहुँच जाता है, तो यह -1℃/मिनट तक कम हो जाएगा। -120℃ तक कम करें; तापमान -120℃ तक पहुंचने के बाद, -0.1℃/मिनट की गति से तापमान को -196℃ तक कम करें;

(3) इसे -196°C के तापमान पर 24 घंटे के लिए रखें;

(4) फिर तापमान को 0.1°C/मिनट की दर से -120°C तक बढ़ाएं, फिर इसे 1°C/मिनट की दर से -30°C तक कम करें, और अंत में इसे कमरे के तापमान तक कम करें। 3°C/मिनट का;

(5) पीडीसी कटर के क्रायोजेनिक उपचार को पूरा करने के लिए उपरोक्त ऑपरेशन को दो बार दोहराएं।

पीसने वाले पहिये के घिसाव अनुपात के लिए क्रायोजेनिक रूप से उपचारित पीडीसी कटर और अनुपचारित पीडीसी कटर का परीक्षण किया गया। परीक्षण के परिणामों से पता चला कि घिसाव अनुपात क्रमशः 3380000 और 4800000 था। परीक्षण के नतीजों से पता चला कि गहरी शीतलन के बाद शीत-उपचारित पीडीसी कटर का पहनने का अनुपात क्रायोजेनिक उपचार के बिना पीडीसी कटर की तुलना में काफी कम है।

इसके अलावा, क्रायोजेनिक रूप से उपचारित और अनुपचारित पीडीसी मिश्रित शीट को मैट्रिक्स में वेल्ड किया गया और समान ड्रिलिंग मापदंडों के साथ आसन्न कुओं के एक ही खंड में 200 मीटर तक ड्रिल किया गया। एक ड्रिल बिट की यांत्रिक ड्रिलिंग आरओपी क्रायोजेनिक रूप से उपचारित पीडीसी का उपयोग न करने वाले की तुलना में क्रायोजेनिक रूप से उपचारित पीडीसी का उपयोग करके 27.8% बढ़ जाती है।

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