PDC griezēja kriogēnā apstrāde

PDC griezējs ir kompozītmateriāls ar lieliskām īpašībām, kas iegūts, saķepinot dimanta pulveri ar cementēta karbīda substrātu, izmantojot augstas temperatūras un augsta spiediena (HTHP) tehnoloģiju.

PDC griezējam ir lieliska siltumvadītspēja, īpaši augsta cietība un nodilumizturība, kā arī augsta izturība, augsta triecienizturība un viegli metināma.

Polikristālisko dimanta slāni atbalsta cementēta karbīda substrāts, kas var absorbēt lielu trieciena slodzi un izvairīties no nopietniem bojājumiem darba laikā. Tādējādi PDC plaši izmantoja griezējinstrumentu, ģeoloģisko un naftas un gāzes urbumu urbju un citu nodilumizturīgu instrumentu ražošanā.

Naftas un gāzes urbšanas laukā vairāk nekā 90% no kopējā urbšanas materiāla tiek pabeigti ar PDC uzgaļiem. PDC uzgaļi parasti tiek izmantoti mīksta vai vidēji cieta iežu veidošanās urbšanai. Runājot par dziļurbšanu, joprojām pastāv problēmas ar īsu kalpošanas laiku un zemu ROP.

Dziļā kompleksā veidojumā PDC urbja darba apstākļi ir ļoti skarbi. Galvenās kompozītmateriālu atteices formas ir makrolūzumi, piemēram, salauzti zobi un šķelšanās, ko izraisa trieciens, ko izraisa urbis, kas saņem lielu trieciena slodzi, un pārmērīga apakšējā cauruma temperatūra, kas izraisa kompozītmateriālu gabalus. Samazināta loksnes nodilumizturība izraisa PDC kompozītmateriālu loksnes termisko nodilumu. Iepriekš minētā PDC kompozītmateriāla loksnes kļūme ievērojami ietekmēs tās kalpošanas laiku un urbšanas efektivitāti.

Kas ir kriogēnā ārstēšana?

Kriogēnā apstrāde ir parastā siltuma paplašinājums. Tas izmanto šķidro slāpekli un citus aukstumnesējus kā dzesēšanas līdzekli, lai atdzesētu materiālus līdz temperatūrai, kas ir daudz zemāka par istabas temperatūru (-100–196 °C), lai uzlabotu to veiktspēju.

Daudzi esošie pētījumi ir parādījuši, ka kriogēnā apstrāde var ievērojami uzlabot tērauda, ​​alumīnija sakausējumu un citu materiālu mehāniskās īpašības. Pēc kriogēnās apstrādes šajos materiālos notiek nokrišņu stiprināšanas parādība. Kriogēnā apstrāde var uzlabot cementētā karbīda instrumentu lieces izturību, nodilumizturību un griešanas veiktspēju, vienlaikus efektīvi uzlabojot kalpošanas laiku. Attiecīgi pētījumi ir arī parādījuši, ka kriogēnā apstrāde var uzlabot dimanta daļiņu statisko spiedes izturību, galvenais stiprības palielināšanās iemesls ir atlikušā sprieguma stāvokļa maiņa.

Bet vai mēs varam uzlabot PDC griezēja veiktspēju, izmantojot kriogēno apstrādi? Šobrīd ir maz atbilstošu pētījumu.

Kriogēnās apstrādes metode

Kriogēnās apstrādes metode PDC griezējiem, darbības ir šādas:

(1) Ievietojiet PDC griezējus istabas temperatūrā kriogēnās apstrādes krāsnī;

(2) Ieslēdziet kriogēnās apstrādes krāsni, ievadiet šķidro slāpekli un izmantojiet temperatūras kontroli, lai samazinātu temperatūru kriogēnās apstrādes krāsnī līdz -30 ℃ ar ātrumu -3 ℃/min; kad temperatūra sasniegs -30 ℃, tā samazināsies līdz -1 ℃/min. Samazināt līdz -120 ℃; pēc tam, kad temperatūra sasniedz -120 ℃, samaziniet temperatūru līdz -196 ℃ ar ātrumu -0,1 ℃/min;

(3) Uzglabāt 24 stundas -196°C temperatūrā;

(4) Pēc tam paaugstiniet temperatūru līdz -120°C ar ātrumu 0,1°C/min, pēc tam pazeminiet to līdz -30°C ar ātrumu 1°C/min un, visbeidzot, samaziniet to līdz istabas temperatūrai ar ātrumu. 3°C/min;

(5) Atkārtojiet iepriekš minēto darbību divas reizes, lai pabeigtu PDC griezēju kriogēno apstrādi.

Kriogēniski apstrādātais PDC griezējs un neapstrādāts PDC griezējs tika pārbaudīts attiecībā uz slīpripas nodiluma attiecību. Testa rezultāti parādīja, ka nodiluma koeficienti bija attiecīgi 3380000 un 4800000. Testa rezultāti parādīja, ka pēc dziļas dzesēšanas auksti apstrādātā PDC griezēja nodiluma koeficients ir ievērojami zemāks nekā PDC griezējam bez kriogēnās apstrādes.

Turklāt kriogēniski apstrādātās un neapstrādātās PDC kompozītmateriālu loksnes tika piemetinātas pie matricas un urbtas 200 m tajā pašā blakus esošo urbumu sadaļā ar vienādiem urbšanas parametriem. Urbja uzgaļa mehāniskās urbšanas ROP tiek palielināts par 27,8%, izmantojot kriogēniski apstrādātu PDC, salīdzinot ar to, kurā neizmanto kriogēniski apstrādātu PDC griezēju.

Ko jūs domājat par PDC griezēja kriogēno apstrādi? Laipni lūdzam atstāt mums savus komentārus.

Attiecībā uz PDC griezējiem varat sazināties ar mums pa e-pastu [email protected].