石油鑽井用硬質合金噴嘴

隨著石油工業的發展以及能源需求的日益增加,石油鑽探相關的技術也不斷推陳出新。早期石油鑽井主要採用人力衝擊鑽、機械頓鑽、旋轉鑽等等,在選定的地表位置向下或一側鑽出一定直徑的圓柱孔至地下油氣層。這一類型的高壓風鑽、潛孔鑽以及牙輪鑽等,可以配合硬質合金球齒使用,以達到改善鑽進效率、延長鑽頭使用壽命的目的。而目前,研究人員經過深入的研究,發現了一種更為有效的高壓磨料射流技術對深部以及邊緣的油藏進行開採。高壓磨料射流是以高壓水射流為載體,加入一定量的磨料微粒,使得射流的衝擊力得到大幅度的提升,也使得對岩層的切割效率得到大幅度的改善,具有較為廣泛的應用前景。

而在高壓磨料射流中扮演重要角色的就是硬質合金噴嘴。其具有高硬度、高強度以及優良的耐磨耐蝕性。通常在石油鑽探的過程中,一般都處於一種高圍壓的環境下,因而噴嘴在工作過程中需要承受高壓磨料的高速衝擊,從而較容易發生磨損而失效。普通材料,如鋼制噴嘴,容易發生受熱變形或者崩裂,需要頻繁地更換噴嘴,從而降低了鑽進的效率。尤其是進行深層鑽進時,將鑽頭取出進行更換也是極為不方便的。另外,在噴嘴最容易發生磨損的部位進行硬質合金材料的鑲嵌也是一種改善噴嘴性能,延長其使用壽命的方法。硬質合金噴嘴在製備時還能通過減小WC晶粒尺寸使得其在不降低材料韌性的情況下進一步提高噴嘴硬度以及耐磨耐蝕性能。

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