הטיפול הקריוגני בחותך PDC

חותך PDC הוא חומר מרוכב בעל תכונות מצוינות המתקבל על ידי סינטר אבקת יהלומים עם מצע קרביד צמנט בטכנולוגיית טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה (HTHP).

חותך ה-PDC בעל מוליכות תרמית מצוינת, קשיות גבוהה במיוחד ועמידות בפני שחיקה, כמו גם חוזק גבוה, קשיחות פגיעה גבוהה וקל לריתוך.

שכבת היהלום הפולי-גבישי נתמכת על ידי מצע הקרביד המוצק, שיכול לספוג את עומס הפגיעה הגדול ולמנוע נזק חמור במהלך העבודה. לפיכך, נעשה שימוש נרחב ב-PDC לייצור כלי חיתוך, קידוחים גיאולוגיים וקידוחי בארות נפט וגז, וכלים עמידים בפני שחיקה אחרים.

בתחום קידוחי הנפט והגז, יותר מ-90% מסך קטעי הקידוח מושלמים על ידי סיביות PDC. סיבי PDC משמשים בדרך כלל לקידוח סלע קשה רך עד בינוני. כשמדובר בקידוח עמוק, עדיין יש בעיות של חיים קצרים ו-ROP נמוך.

במבנה המורכב העמוק, תנאי העבודה של מקדח PDC קשים מאוד. צורות הכשל העיקריות של החלק המרוכב כוללות שברי מאקרו כגון שיניים שבורות ושבבים שנגרמו מהפגיעה הנגרמת על ידי המקדחה שקיבלה עומס פגיעה גדול, וטמפרטורת חור תחתית מוגזמת הגורמת לחתיכות מרוכבות. ההתנגדות המופחתת לבלאי של היריעת גורמת לבלאי תרמי של היריעת המרוכבת PDC. הכשל שהוזכר לעיל של יריעת ה-PDC המרוכבת ישפיע מאוד על חיי השירות ויעילות הקידוח שלו.

מהו טיפול קריוגני?

טיפול קריוגני הוא הרחבה של חום קונבנציונלי. הוא משתמש בחנקן נוזלי וחומרי קירור אחרים כאמצעי קירור לקירור חומרים לטמפרטורה הרבה מתחת לטמפרטורת החדר (-100~-196 מעלות צלזיוס) כדי לשפר את הביצועים שלהם.

מחקרים קיימים רבים הראו שטיפול קריוגני יכול לשפר מאוד את התכונות המכניות של פלדה, סגסוגות אלומיניום וחומרים אחרים. לאחר טיפול קריוגני מתרחשת בחומרים אלו תופעת חיזוק המשקעים. הטיפול הקריוגני יכול לשפר את חוזק הכיפוף, עמידות הבלאי וביצועי החיתוך של כלי קרביד מוצק, מלווה בשיפור יעיל של החיים. מחקרים רלוונטיים גם הראו שטיפול קריוגני יכול לשפר את חוזק הלחיצה הסטטי של חלקיקי יהלום, הסיבה העיקרית לעלייה בחוזק היא שינוי מצב הלחץ השיורי.

אבל האם נוכל לשפר את הביצועים של חותך ה-PDC באמצעות טיפול קריוגני? כרגע יש מעט מחקרים רלוונטיים.

שיטת טיפול קריוגני

שיטת טיפול קריוגני לחותכי PDC, הפעולות הן:

(1) הנח את חותכי ה-PDC בטמפרטורת החדר לתוך תנור טיפול קריוגני;

(2) הפעל את תנור הטיפול הקריוגני, העביר חנקן נוזלי והשתמש בבקרת טמפרטורה כדי להפחית את הטמפרטורה בתנור הטיפול הקריוגני ל-30℃ בקצב של -3℃/דקה; כאשר הטמפרטורה תגיע ל-30℃, היא תרד ל-1 ℃/דקה. הפחת ל-120℃; לאחר שהטמפרטורה מגיעה ל-120 ℃, הורידו את הטמפרטורה ל-196 ℃ במהירות של -0.1 ℃/דקה;

(3) שמור אותו במשך 24 שעות בטמפרטורה של -196 מעלות צלזיוס;

(4) לאחר מכן הגדילו את הטמפרטורה ל-120 מעלות צלזיוס בקצב של 0.1 מעלות צלזיוס לדקה, לאחר מכן הורידו אותה ל-30 מעלות צלזיוס בקצב של 1 מעלות צלזיוס לדקה, ולבסוף הפחיתו אותה לטמפרטורת החדר בקצב של 3°C/דקה;

(5) חזור על הפעולה הנ"ל פעמיים כדי להשלים את הטיפול הקריוגני של חותכי ה-PDC.

חותך ה-PDC שעבר טיפול קריוגני וחותך ה-PDC הלא מטופל נבדקו לגבי יחס השחיקה של גלגל השחזה. תוצאות הבדיקה הראו שיחסי הבלאי היו 3380000 ו-4800000 בהתאמה. תוצאות הבדיקה הראו כי לאחר קירור עמוק יחס הבלאי של חותך PDC שעבר טיפול קר נמוך משמעותית מזה של חותך PDC ללא טיפול קריוגני.

בנוסף, יריעות ה-PDC המרוכבות שטופלו קריוגני והלא מטופלות מרותכות למטריצה ​​ונקדחו במשך 200 מטר באותו קטע של בארות סמוכות עם אותם פרמטרי קידוח. ROP הקידוח המכני של מקדחה גדל ב-27.8% באמצעות PDC שעבר טיפול קריוגני בהשוואה לזה שאינו משתמש בחותך PDC שעבר טיפול קריוגני.

מה אתה חושב על הטיפול הקריוגני בחותך PDC? מוזמנים להשאיר לנו את הערותיכם.

עבור חותכי PDC, אתה יכול להגיע אלינו בדוא"ל בכתובת zzbt@zzbetter.com.