PDC kesicinin kriyojenik tedavisi

PDC kesici, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç (HTHP) teknolojisi kullanılarak elmas tozunun semente karbür alt tabaka ile sinterlenmesiyle elde edilen mükemmel özelliklere sahip bir kompozit malzemedir.

PDC kesici, mükemmel termal iletkenliğe, ultra yüksek sertliğe ve aşınma direncinin yanı sıra yüksek mukavemete, yüksek darbe dayanıklılığına ve kaynaklanması kolaydır.

Polikristalin elmas tabakası, büyük darbe yükünü emebilen ve çalışma sırasında ciddi hasarları önleyebilen semente karbür alt tabaka tarafından desteklenir. Bu nedenle PDC, kesici takımların, jeolojik ve petrol ve gaz kuyusu matkap uçlarının ve diğer aşınmaya dayanıklı aletlerin üretiminde yaygın olarak kullanıldı.

Petrol ve gaz sondaj alanında toplam sondaj görüntülerinin %90'ından fazlası PDC uçları tarafından tamamlanıyor. PDC uçları normalde yumuşak ila orta sert kaya oluşumu sondajı için kullanılır. Derin delme söz konusu olduğunda, kısa ömür ve düşük ROP sorunları hâlâ mevcuttur.

Derin kompleks oluşumunda PDC matkap ucunun çalışma koşulları çok zorludur. Kompozit parçanın ana arıza biçimleri arasında, matkap ucunun büyük bir darbe yükü alması nedeniyle oluşan darbenin neden olduğu kırık dişler ve ufalanma gibi makro kırılmalar ve kompozit parçalara neden olan aşırı alt delik sıcaklığı yer alır. Levhanın aşınma direncinin azalması, PDC kompozit levhanın termal aşınmasına neden olur. PDC kompozit levhanın yukarıda belirtilen arızası, hizmet ömrünü ve delme verimliliğini büyük ölçüde etkileyecektir.

Kriyojenik Tedavi Nedir?

Kriyojenik arıtma, geleneksel ısının bir uzantısıdır. Performanslarını artırmak amacıyla malzemeleri oda sıcaklığının (-100~-196°C) çok altındaki bir sıcaklığa soğutmak için soğutma ortamı olarak sıvı nitrojen ve diğer soğutucuları kullanır.

Mevcut birçok çalışma, kriyojenik işlemin çeliğin, alüminyum alaşımlarının ve diğer malzemelerin mekanik özelliklerini büyük ölçüde geliştirebileceğini göstermiştir. Kriyojenik işlemden sonra bu malzemelerde çökelmeyi güçlendirme olgusu meydana gelir. Kriyojenik işlem, semente karbür takımların bükülme mukavemetini, aşınma direncini ve kesme performansını iyileştirebilir ve bununla birlikte ömrünün etkili bir şekilde iyileşmesini sağlayabilir. İlgili araştırmalar ayrıca kriyojenik işlemin elmas parçacıklarının statik basınç dayanımını artırabildiğini, dayanımdaki artışın ana nedeninin artık gerilim durumunun değişmesi olduğunu göstermiştir.

Ancak PDC kesicinin performansını kriyojenik işlemle artırabilir miyiz? Şu anda konuyla ilgili az sayıda çalışma bulunmaktadır.

Kriyojenik tedavi yöntemi

PDC kesiciler için kriyojenik bir tedavi yöntemi olan işlemler şunlardır:

(1) PDC kesicileri oda sıcaklığında kriyojenik bir işlem fırınına yerleştirin;

(2) Kriyojenik işlem fırınını açın, sıvı nitrojenden geçirin ve kriyojenik işlem fırınındaki sıcaklığı -3°C/dak hızla -30°C'ye düşürmek için sıcaklık kontrolünü kullanın; Sıcaklık -30°C'ye ulaştığında, daha sonra -1°C/dk'ya düşecektir. -120°C'ye düşürün; sıcaklık -120°C'ye ulaştıktan sonra sıcaklığı -0,1°C/dak hızla -196°C'ye düşürün;

(3) -196°C sıcaklıkta 24 saat süreyle saklayın;

(4) Daha sonra sıcaklığı 0,1°C/dakika hızla -120°C'ye artırın, ardından 1°C/dakika hızla -30°C'ye düşürün ve son olarak 1°C/dakika hızla oda sıcaklığına düşürün. 3°C/dakika;

(5) PDC kesicilerin kriyojenik işlemini tamamlamak için yukarıdaki işlemi iki kez tekrarlayın.

Kriyojenik olarak işlenmiş PDC kesici ve işlenmemiş PDC kesici, taşlama çarkının aşınma oranı açısından test edildi. Test sonuçları aşınma oranlarının sırasıyla 3380000 ve 4800000 olduğunu gösterdi. Test sonuçları, derin soğutmadan sonra, soğuk işlem görmüş PDC kesicinin aşınma oranının, kriyojenik işlem uygulanmayan PDC kesicininkinden önemli ölçüde daha düşük olduğunu gösterdi.

Ek olarak, kriyojenik olarak işlenmiş ve işlenmemiş PDC kompozit levhalar matrise kaynaklanmış ve aynı sondaj parametreleriyle bitişik kuyuların aynı bölümünde 200 m boyunca delinmiştir. Bir matkap ucunun mekanik delme ROP'si, kriyojenik olarak işlenmiş PDC kullanıldığında, kriyojenik olarak işlenmiş bir PDC kesici kullanmayanlara kıyasla %27,8 oranında artar.

PDC kesicinin kriyojenik tedavisi hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarınızı bize bırakmaya hoş geldiniz.

PDC kesiciler için bize zzbt@zzbetter.com adresinden e-posta yoluyla ulaşabilirsiniz.