Определение ударопрочности и износостойкости.
Для обеспечения прочности алмазного конического элемента Stinger были проведены обширные исследования, позволившие усовершенствовать его форму и процесс производства в целях оптимизации свойств элемента. Несмотря на то что алмазные конические элементы выполнены из поликристаллического алмаза, как и обычные резцы PDC, они производятся с использованием запатентованного оборудования, обеспечивающего необходимое давление для достижения высокой ударной прочности и износостойкости элементов. По сравнению с обычными резцами PDC алмазные конические элементы имеют в два раза более толстый слой алмаза на конце (рисунок 2.10).
Рисунок 2.10 – Поперечные сечения резца PDC и алмазного конического элемента Stinger
Лабораторные испытания
Для того чтобы количественно измерить ударную прочность алмазного конического элемента по сравнению с обычным резцом PDC, были проведены лабораторные испытания с использованием однорезцового устройства. Оба элемента сбрасывали на блок упроченной стали с силой удара 18 000 фунтов. Этот эксперимент имитировал переходное бурение долотом PDC от мягкого сланца к твердому известняку на скорости проходки 0.05 м/с. Резец PDC вышел из строя при первом же ударе, который полностью разрушил кромку резца (рисунок 2.11). Конический алмазный элемент, напротив, выдержал 100 ударов с силой 60 кН без повреждений. При измерении износостойкости конического алмазного элемента использовался вертикально-токарный станок. Алмазный конический элемент помещали в зажим и неподвижно закрепляли в вертикально-токарном станке, после чего элемент перемещали на вращающийся гранитный цилиндр под давлением 50 МН/м2
|
|
|
Рисунок 2.11 – Испытание на прочность PDC и Stinger
Данные испытаний показали, что конический элемент рассеивает теплоту трения эффективнее обычных резцов PDC и благодаря своей уникальной форме имеет более высокую износостойкость.
На основании результатов обоих испытаний было установлено, что толстый алмазный слой конического элемента Stinger практически удваивает его ударную прочность и на 25% – 30% увеличивает износостойкость по сравнению с обычными резцами PDC (рисунок 2.12). Такие характеристики указывают на то, что долота с алмазными коническими элементами имеют большой потенциал для увеличения продолжительности рейсов и скорости проходки в условиях, предполагающих ударные нагрузки, включая твердые переслаивающиеся пласты/конгломераты, бурение в переходных породах и пластах с высоким содержанием пирита и кремния.
Рисунок 2.12 – Сравнение характеристик резцов PDC и конической вставки Stinger
Дата добавления: 2022-07-16; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!