PDC 刀具的热效应

众所周知，PDC 钻头比牙轮钻头效率更高，但传统上这种情况仅在钻软岩石时才会出现。这可能是因为 50% 的钻孔能量可以被磨损的刀具消耗掉。除了由岩石和刀具之间的相互作用引起的磨损外，热效应还会加速刀具的磨损速度。

如果忽略热效应，它可能导致钻头磨损仅仅是施加在钻头上的载荷和与岩石接触时行进距离的函数。正如我们所知，情况并非如此。热效应会影响钻头磨损的速度。

指出金属的磨粒磨损与磨料与金属的硬度比有关。对于比值小于 1.2 的软磨料，磨损比较低。当相对硬度比超过 1.2 时，磨损率显着增加。

当观察石英时，它占许多岩层的 20-40%，硬度范围在 9.8-11.3GPa 之间，而碳化钨的硬度为 10-15GPa。这些范围导致的比率范围为 0.65 到 1.13，将这种关系归类为软磨料。当碳化钨用于切割 350 oC 或以下的岩石时，它们的磨损率与预期的软磨料相似。

当温度超过 350 oC 时，磨损会加速并与硬磨料更好地结合。由此得出结论，磨损会因热效应而增加。为了减少 PDC 磨损，控制刀具的温度将是有利的。

开始研究 PDC 磨损的热效应时，750oC 是最高安全工作温度。建立了这个温度，因为低于这个温度微碎屑是刀具上出现的磨损。

高于 750°C 时，金刚石层中的完整金刚石晶粒被去除，当温度达到高于 950°C 时，碳化钨螺柱发生塑性变形。必须准确了解刀具和 PDC 钻头几何形状，以便在选择钻头时提供足够的信息。

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