[發明專利]一種金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置

有效

• 申請號: 201610259695.4
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105716982B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李斌;趙坤陽;李正國;劉勝;張珍珍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置，由數控裝置、伺服驅動裝置、測量反饋裝置和機床主體構成。伺服驅動裝置由主軸電動機、伺服電機和X向電動滑臺、Y向電動滑臺以及Z向電動滑臺組成，對應著X向電動滑臺、Y向電動滑臺、Z向電動滑臺配有X向導軌、Y向導軌、Z向導軌；X向導軌外部設有可在X向導軌上移動的兩根立柱，兩根立柱之間通過橫梁連接，Y向導軌上設有可在Y向導軌上移動的PDC固定裝置，伺服驅動裝置通過管線與數控裝置相連接。有益效果是可以準確便捷地測定出磨耗比相關參數。

技術領域

本發明屬于超硬材料耐磨性能測定設備技術領域，涉及一種測定石油和天然氣鉆探、采礦破巖等用到的金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置。

背景技術

目前，金剛石復合片以其優良的耐磨性能，在PDC鉆頭的切削齒中已得到廣泛的應用。鉆頭具有了良好的耐磨性能便可以提高破巖效率，縮短鉆井周期。因此如何來檢測金剛石復合片的綜合性能成為研究石油鉆齒的一個主要的研究方向。判斷金剛石復合片的指標有：耐磨性、抗沖擊性、耐熱性等，其中復合片的耐磨性通過磨耗比這個指標來衡量，但迄今為止國際上也沒有制定統一的測試標準，幾個主要的金剛石復合片生產國采用自己的測試方法，包括以下幾種類別：1.美國的G.E公司采用的方法是用金剛石復合片來車削一種結構均勻的花崗巖棒，規定切削速度、切深和進給量。車削時用測力計測得金剛石復合片的受力大小。車削一定數量的花崗巖后，觀察金剛石復合片的磨損量。磨損量是用投影顯微鏡測量被磨損部位的長寬尺寸，然后用計算機算出其體積，進行比較；2.前蘇聯對金剛石復合片耐磨性的測定是用金剛石復合片來刨削指定地區采集的石英砂巖。金剛石復合片固定在牛頭刨床的刀夾上，測試時，規定切削速度、切深、橫向進給行程和切削長度。金剛石復合片的磨耗比值為其金剛石層磨損面中心部分的線高度(用工具顯微鏡測量)；3.我國各金剛石復合片生產廠家均采用測試金剛石聚晶磨耗比的方法來檢測金剛石復合片耐磨性，即用金剛石復合片的邊棱來修整規定的SiC砂輪，當砂輪磨耗量超過25g，金剛石復合片磨耗量不低于0.2mg時，測定砂輪與金剛石復合片失重的比值，即為磨耗比。以上三種測試方法存在以下問題：1.不能模擬PDC鉆頭在井下破巖時，PDC受到的實際磨損情況，特別是前蘇聯采用牛頭刨床進行切削實驗與PDC切削齒在井下受磨損的情況不相符；2.存在稱量誤差，特別是我國普遍采用失重比進行測量的誤差更大。有時金剛石復合片在磨削掉50g的SiC砂輪后，其自身失重才達到0.2mg，且在稱量過程中，金剛石復合片表面吸附空氣中微量的塵埃重量就可能抵消或超過其失重，使得測出的磨耗比誤差更大。此外稱量時砝碼本身的誤差或清潔程度也會帶來稱量誤差。這樣，要得到準確的測試結果，不但要求稱量環境潔凈無塵，砝碼要定期清潔、校正，而且對測試人員的技術要求也非常高。

因此，為了完善以上測試方法的不足，需建立一種新的金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置，以滿足金剛石復合片與巖石進行磨損的實驗環境更符合鉆井時井下真實環境，同時實現操作過程的高效便捷。

發明內容

本發明的目的是提供一種金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置，為了使金剛石復合片磨損的實驗條件更符合用于鉆井時井下的實際環境，并準確便捷地測定出磨耗比相關參數。

本發明采用的技術方案是，一種金剛石復合片耐磨性測試實驗裝置，由數控裝置、伺服驅動裝置、測量反饋裝置和機床主體構成。