氧化侣4%、氧化儀3%、憐粉2%、空隙1%组成，上述百分比均为 体积百分比，各组分粉末的粒度均为200目~300目； 上述的人造多晶金刚石磨削材料采用金刚石，其金刚石的质量百分比浓度为化％，粒度 为60目~80目。
[0014] 本发明提到的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件的制备方法，其 制备步骤如下： (1) 先加工装模热压用的钢体连接部件胚体； (2) 取酪醒树脂填充材料，放入100°C恒溫箱内，加热烘干1~2小时； (3) 取人造多晶金刚石磨削材料，每克金刚石中加入Ο.ΙπιΙΞ乙醇胺润湿剂，混拌均匀 后加入到酪醒树脂材料中，混料均匀得混合料； (4) 取所述含量的铜锋40合金粉、Ξ氧化二铭、碳化娃、氧化侣、氧化儀和憐粉，与混合 料放入混料机中均匀混料10~12小时，得研磨部件混合料； 巧)在钢模内壁涂抹硬脂酸锋作为脱模剂，将研磨部件混合料均匀投入钢模内并刮平， 装配钢体连接部件胚体，置于中频热压机上热压成型，压力为8MPa，热压溫度为180°C，保溫 保压1小时，最终固化溫度为190°C，冷却脱模后得标准磨损件胚体； (6)将脱模后的标准磨损件胚体在车床上加工修整，得标准磨损件成品。
[0015]本发明提到的一种适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件的应用:通 过旋转加压组件1、位移测量组件2、标准磨损件3、岩样加持组件4、岩样或现场岩屯、5、圆盘 增压组件6、冷却清洗组件7和基座8组成磨损实验装置，标准磨损件3安装在旋转加压组件1 的下端，旋转加压组件1的一侧安装圆盘增压组件6,一侧装有位移测量组件2,所述的标准 磨损件3的一侧安装有冷却清洗组件7;标准磨损件3的下方设有岩样或现场岩屯、5,岩样或 现场岩屯、5通过岩样加持组件4固定在基座8上。
[0016]另外，选定灰板岩、绿板岩、石灰岩、白云岩、花岗岩、大理石、红砂岩、中砂岩、黄砂 岩和石英砂岩等十种石油钻井地层代表性岩石作为试验岩样。
[0017] 为了完善试验装置的动态破岩模拟功能，在ZXTM-40型号钻锐床的结构基础上对 其进行改装，实验装置由旋转加压组件、圆盘增压组件、位移测量组件、岩样加持组件、冷却 清洗组件和基座等部分组成，如图4所示。为了满足标准试件有效地钻进岩石，并且始终处 于正常的研磨状态，保证试验的规范化，选定试验规程为:钻压50kg;转速198r/min;使用排 量为0.化/s的清水作为冷却循环介质。
[0018] 使用本发明的标准磨损件进行岩石研磨性试验，在固定的实验规程下，测定了标 准磨损件在十种代表性岩石上的钻进深度和磨损质量，试验结果见表1。对于同一种岩石， 标准磨损件在相同试验规程下的试验结果变化波动很小，试验条件稳定，标准磨损件可重 复性试验效果好;对于不同的岩石，标准磨损件的试验结果差别明显，分辨度高。
[0019] 表1石油钻井地层代表性岩石研磨性试验结果
为了反映不同性质的岩石对标准磨损件的研磨强度，W标准磨损件研磨破碎单位体积 岩石的磨损体积作为评价岩石研磨性的指标。由表1可W看出，对于不同的岩石，石油钻井 地层代表性岩石的研磨性指标的变化范围为0.80~45.78,最大值是最小值的57倍左右， 差别明显，梯度较大，采用公比为2的等比级数分级方法，将石油钻井地层岩石的研磨性分 为了六级，见表2所示。
[0020] 表2石油钻井地层岩石研磨性分级
与现有技术相比，本发明具有W下优点： (1)本发明的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，具有合理的耐磨性 能和很好的自锐性能，能够有效地钻进岩石，同时自身产生磨损量，反映了实际钻井过程中 金刚石钻头的磨损实质。
[0021] (2)本发明的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，在相同试验条 件下的试验结果变化波动很小，试验条件稳定，标准磨损件可重复性试验效果好;对于不同 的岩石，标准磨损件的试验结果差别明显，分辨度高，对石油钻井地层不同硬度岩石研磨性 的测定具有很强的针对性。
[0022] (3)本发明的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，结构设计小巧， 配套试验装置简单，操作方便，技术条件稳定，在满足模拟金刚石钻头动态研磨破岩过程的 条件下，大大减少了试验岩样或现场岩屯、的消耗，节约了试验成本。
[0023] W上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利 用上述阐述的技术方案加W修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术 方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，其特征是:包括研磨部件 (1)和钢体连接部件(2)，研磨部件（1)为圆筒形结构，且顶部设有多个水槽(1.1 )，且研磨部 件（1)和钢体连接部件(2)内外间隙为1mm，所述的钢体连接部件(2)为圆筒形结构，顶部设 有锯齿形结构(2.1)，底部为外螺纹(2.2)，通过顶部的锯齿形结构（2.1)与研磨部件（1)相 配合;其中，研磨部件(1)由胎体材料和人造多晶金刚石磨削材料组成。2. 根据权利要求1所述的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，其特征 是:所述的研磨部件（1)的胎体材料由以下成分制成:酚醛树脂55%、铜锌40合金粉25 %、 三氧化二铬5%、碳化硅5%、氧化铝4%、氧化镁3%、磷粉2%、空隙1%组成，上述百分比均为体 积百分比，各组分粉末的粒度均为200目~300目。3. 根据权利要求1所述的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件，其特征 是:所述的人造多晶金刚石磨削材料采用金刚石，粒度为60目~80目。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损 件，其特征是，其制备步骤如下： (1) 先加工装模热压用的钢体连接部件胚体； (2) 取酚醛树脂填充材料，放入100°C恒温箱内，加热烘干1~2小时； (3) 取人造多晶金刚石磨削材料，每克金刚石中加入0.1ml三乙醇胺润湿剂，混拌均匀 后加入到酚醛树脂材料中，混料均匀得混合料； (4) 取所述含量的铜锌40合金粉、三氧化二铬、碳化硅、氧化铝、氧化镁和磷粉，与混合 料放入混料机中均匀混料10~12小时，得研磨部件混合料； (5) 在钢模内壁涂抹硬脂酸锌作为脱模剂，将研磨部件混合料均匀投入钢模内并刮平， 装配钢体连接部件胚体，置于中频热压机上热压成型，压力为8MPa，热压温度为180°C，保温 保压1小时，最终固化温度为190°C，冷却脱模后得标准磨损件胚体； (6) 将脱模后的标准磨损件胚体在车床上加工修整，得标准磨损件成品。5.根据权利要求1-3中任一项所述的适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损 件，其特征是：通过旋转加压组件（1)、位移测量组件（2)、标准磨损件（3)、岩样加持组件 (4)、岩样或现场岩心(5)、圆盘增压组件(6)、冷却清洗组件(7)和基座(8)组成磨损实验装 置进行应用，其中，标准磨损件(3)安装在旋转加压组件（1)的下端，旋转加压组件（1)的一 侧安装圆盘增压组件(6)，一侧装有位移测量组件(2)，所述的标准磨损件(3)的一侧安装有 冷却清洗组件(7);标准磨损件(3)的下方设有岩样或现场岩心（5)，岩样或现场岩心（5)通 过岩样加持组件(4)固定在基座(8)上。
【专利摘要】本发明涉及一种适合于石油钻井地层岩石研磨性测定的标准磨损件。其技术方案是：标准磨损件设计为微型取心钻头结构，由研磨部件和钢体连接部件组成，其中，研磨部件由酚醛树脂基体材料和人造多晶金刚石磨削材料组成，标准磨损件采用热压工艺一体化烧结合成，加工修整后通过钢体连接部件连接到试验装置主轴上。其有益效果是：具有合理的耐磨性能和很好的自锐性能，能够有效地钻进岩石，同时自身产生磨损量，反映了实际钻井过程中金刚石钻头的磨损实质；结构设计小巧，配套试验装置简单，操作方便，技术条件稳定，在满足模拟金刚石钻头动态研磨破岩过程的条件下，大大减少了试验岩样或现场岩心的消耗，节约了试验成本。
【IPC分类】G01N3/02
【公开号】CN105445090
【申请号】CN201510818836
【发明人】邹德永, 袁军, 于金平, 邢晨, 孟祥雨, 刘笑傲
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月24日