Obróbka kriogeniczna przecinarki PDC

Frez PDC to materiał kompozytowy o doskonałych właściwościach uzyskanych poprzez spiekanie proszku diamentowego z podłożem z węglika spiekanego przy użyciu technologii wysokotemperaturowej i wysokociśnieniowej (HTHP).

Przecinarka PDC ma doskonałą przewodność cieplną, bardzo wysoką twardość i odporność na zużycie, a także wysoką wytrzymałość, wysoką udarność i łatwość spawania.

Warstwa polikrystalicznego diamentu jest wsparta podłożem z węglika spiekanego, które może absorbować duże obciążenia udarowe i unikać poważnych uszkodzeń podczas pracy. W związku z tym PDC było szeroko stosowane do produkcji narzędzi skrawających, wierteł do studni geologicznych, naftowych i gazowych oraz innych narzędzi odpornych na zużycie.

Na polu wierceń ropy i gazu ponad 90% całkowitego materiału wiertniczego wykonują wiertła PDC. Bity PDC są zwykle używane do wiercenia miękkich i średnio twardych formacji skalnych. Jeśli chodzi o głębokie wiercenie, nadal występują problemy związane z krótką żywotnością i niskim ROP.

W głębokiej, złożonej formacji warunki pracy wiertła PDC są bardzo trudne. Do głównych form uszkodzeń elementu kompozytowego zaliczają się makropęknięcia, takie jak złamania zębów i odpryski spowodowane uderzeniami spowodowanymi dużym obciążeniem udarowym wiertła oraz nadmierną temperaturą dolnego otworu powodującą powstawanie elementów kompozytowych. Zmniejszona odporność blachy na zużycie powoduje zużycie termiczne blachy kompozytowej PDC. Wspomniana powyżej awaria arkusza kompozytowego PDC będzie miała ogromny wpływ na jego żywotność i wydajność wiercenia.

Co to jest leczenie kriogeniczne?

Obróbka kriogeniczna jest rozwinięciem konwencjonalnego ciepła. Wykorzystuje ciekły azot i inne czynniki chłodnicze jako czynniki chłodzące do chłodzenia materiałów do temperatury znacznie niższej od temperatury pokojowej (-100 ~ -196°C), aby zwiększyć ich wydajność.

Wiele istniejących badań wykazało, że obróbka kriogeniczna może znacznie poprawić właściwości mechaniczne stali, stopów aluminium i innych materiałów. Po obróbce kriogenicznej w tych materiałach zachodzi zjawisko wzmacniania wydzieleniowego. Obróbka kriogeniczna może poprawić wytrzymałość na zginanie, odporność na zużycie i wydajność skrawania narzędzi z węglika spiekanego, czemu towarzyszy skuteczna poprawa trwałości. Odpowiednie badania wykazały również, że obróbka kriogeniczna może poprawić statyczną wytrzymałość na ściskanie cząstek diamentu, a główną przyczyną wzrostu wytrzymałości jest zmiana stanu naprężeń szczątkowych.

Czy jednak możemy poprawić wydajność przecinarki PDC poprzez obróbkę kriogeniczną? W tej chwili istnieje niewiele odpowiednich badań.

Metoda obróbki kriogenicznej

Metoda obróbki kriogenicznej przecinarek PDC. Operacje obejmują:

(1) Umieść noże PDC w temperaturze pokojowej w piecu do obróbki kriogenicznej;

(2) Włącz piec do obróbki kriogenicznej, wpuść ciekły azot i użyj kontroli temperatury, aby obniżyć temperaturę w piecu do obróbki kriogenicznej do -30℃ z szybkością -3℃/min; gdy temperatura osiągnie -30℃, następnie obniży się do -1℃/min. Zmniejsz do -120 ℃; po osiągnięciu temperatury -120℃ należy obniżyć temperaturę do -196℃ przy prędkości -0,1℃/min;

(3) Przechowywać przez 24 godziny w temperaturze -196°C;

(4) Następnie zwiększaj temperaturę do -120°C z szybkością 0,1°C/min, następnie obniżaj ją do -30°C z szybkością 1°C/min i na koniec obniż ją do temperatury pokojowej z szybkością 3°C/min;

(5) Powtórz powyższą operację dwukrotnie, aby zakończyć obróbkę kriogeniczną noży PDC.

Frez PDC obrobiony kriogenicznie i nieobrobiony frez PDC zbadano pod kątem stopnia zużycia ściernicy. Wyniki badań wykazały, że wskaźniki zużycia wyniosły odpowiednio 3380000 i 4800000. Wyniki badań wykazały, że po głębokim schłodzeniu stopień zużycia frezu PDC obrabianego na zimno jest znacznie niższy w porównaniu do frezu PDC bez obróbki kriogenicznej.

Dodatkowo obrobione kriogenicznie i nieobrobione arkusze kompozytowe PDC zespawano z osnową i odwiercono na długości 200 m w tym samym odcinku sąsiednich odwiertów przy tych samych parametrach wiercenia. ROP wiercenia mechanicznego wiertła jest zwiększony o 27,8% przy użyciu PDC poddanego obróbce kriogenicznej w porównaniu z frezem PDC nieobrobionym kriogenicznie.

Co sądzisz o obróbce kriogenicznej plotera PDC? Zapraszamy do pozostawienia nam swoich komentarzy.

W przypadku przecinarek PDC można się z nami skontaktować, pisząc na adres zzbt@zzbetter.com.