PDC 刀具的熱效應

眾所周知，PDC 鑽頭比牙輪鑽頭效率更高，但傳統上這種情況僅在鑽軟岩石時才會出現。這可能是因為 50% 的鑽孔能量可以被磨損的刀具消耗掉。除了由岩石和刀具之間的相互作用引起的磨損外，熱效應還會加速刀具的磨損速度。

如果忽略熱效應，它可能導致鑽頭磨損僅僅是施加在鑽頭上的載荷和與岩石接觸時行進距離的函數。正如我們所知，情況並非如此。熱效應會影響鑽頭磨損的速度。

指出金屬的磨粒磨損與磨料與金屬的硬度比有關。對於比值小於 1.2 的軟磨料，磨損比較低。當相對硬度比超過 1.2 時，磨損率顯著增加。

當觀察石英時，它佔許多岩層的 20-40%，硬度範圍在 9.8-11.3GPa 之間，而碳化鎢的硬度為 10-15GPa。這些範圍導致的比率範圍為 0.65 到 1.13，將這種關係​​歸類為軟磨料。當碳化鎢用於切割 350 oC 或以下的岩石時，它們的磨損率與預期的軟磨料相似。

當溫度超過 350 oC 時，磨損會加速並與硬磨料更好地結合。由此得出結論，磨損會因熱效應而增加。為了減少 PDC 磨損，控製刀具的溫度將是有利的。

開始研究 PDC 磨損的熱效應時，750oC 是最高安全工作溫度。建立了這個溫度，因為低於這個溫度微碎屑是刀具上出現的磨損。

高於 750°C 時，金剛石層中的完整金剛石晶粒被去除，當溫度達到高於 950°C 時，碳化鎢螺柱發生塑性變形。必須準確了解刀具和 PDC 鑽頭幾何形狀，以便在選擇鑽頭時提供足夠的信息。

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