专利名称：一种聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法
技术领域：
-001]、'本发明涉及磨具及其测量技术领域，尤其是涉及一种聚晶金刚石复合片磨耗比的
背景技术：
目前，聚晶金刚石复合片(PDC)被广泛地应用在石油和地质钻探领域中，在其应 用过程中，耐磨性的高低是一个非常重要的技术指标。长期以来人们对于PDC耐磨性能的 检测方法进行了大量的探索。目前国内普遍采用的是根据行业标准JB/T3235-1999制定的 磨耗比检测方法，即用陶瓷结合剂80目SiC砂轮在一定的线速度和一定的正压力下对待 测PDC的边缘进行磨削，待测PDC与磨削切线方法呈45度角。用砂轮磨耗重量损失与PDC 磨耗重量损失之比来量化PDC的耐磨性。在国外，俄、日等国亦是采用PDC与砂轮对磨，以 求磨耗比的方法。而英、美等西方国家大多采用车床"切削"花岗岩的方法。这两种方法各 有优缺点用砂轮可统一规范标准，但在实际检测中，因为SiC砂轮本身的质量受到原料陶 瓷结合剂和SiC磨料的诸项质量指标、砂轮制造工艺参数等多重复杂因素的影响，不确定 性很大；PDC被磨削的质量很小，导致测量误差；加之待测PDC的形状、尺寸乃至倒角与否的 差异，导致同一片复合片磨耗比经常相差较大，且此方法不能正确地模拟PDC的工作过程， 偏重于检测PDC的"磨削"效果，忽视了 PDC在实际使用过程中的"切削"作用；而用花岗岩 则更加符合应用范畴，因为钻进岩石、切割岩石、研磨岩石等都是PDC与岩石之间的相互作 用。但是自然界花岗岩各地不一，同一岩体也不甚相同，从而导致同一复合片磨耗比多次测 量结果误差较大，所以要找到一种统一规范的花岗岩相当困难，故在国际上始终存在着不 同的流派，分别运用不同的磨削物为对象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法，测 量的复合片磨耗比误差较小，能准确地反映PDC的耐磨性能。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案 将聚晶金刚石复合片(PDC)固定到车床刀架上，用聚晶金刚石复合片切削混凝土 块，计算PDC和混凝土块的损耗体积，混凝土块损耗体积与PDC损耗体积的比值即为PDC磨 耗比，混凝土块是由一定比例的水泥、砂石和水搅拌均匀、倒入模具中、振捣密实、凝固并养 护若干天后制成；按质量百分比，混凝土块原料中水泥占原料总重的10_50%、砂石占原料 总重的20-60%、水占原料总重的5-30%。 进一步，所述砂石由碎石、粗砂、中砂和细砂中的一种或一种以上种组成，碎石粒 径为5-10mm，粗砂粒径为3-6mm，中砂粒径为l-3mm，细砂粒径小于lmm。
本发明的有益效果是 该方法采用自制的混凝土块作为一种磨削物，这种磨削物制作工艺简单，材料统 一，分布均匀，与PDC的实际工作所可能磨削的地层相似，并能忽略复合片的形状、尺寸、倒角等因素的影响，所以测量的复合片磨耗比误差较小，同一复合片多次测量结果相差也很 小，并且这种采用车床"切削"混凝土的测试方法正确的模似了 PDC的实际工作过程，准确 的反应了 PDC的耐磨性能。本发明解决了传统的和现有的国内外各种磨耗比测量方法测量 结果的不稳定性和误差较大等缺陷，所测磨耗比正确的反应出了复合片在实际工作中的耐 磨性能，并为统一 PDC磨耗比测量标准提供了规范的磨削物。 本发明的其他优点和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某 种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本 发明的实践中得到教导。
图1是实施例一中天然岩石和自制混凝土立车测量磨耗比对比图。
图2是实施例二中天然岩石和自制混凝土立车测量磨耗比对比图。
具体实施方案 下面结合附图和实例对本发明作进一步描述 本发明的聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法采用车床切削的办法，磨削物是由 一定比例的水泥、砂石和水制成的混凝土块，将自制混凝土块固定在立式车床工作台上，并 将表面研磨平整，工作台以50rpm的转速转动，将PDC固定在刀架上，径向进刀量为160mm/ min，纵向进刀0. 5mm，复合片每次车削15km后停止试验，计算PDC和混凝土块的损耗体积， PDC磨耗比即为混凝土块损耗体积与PDC损耗体积的比值，以万为单位。分别用五莲红花岗 岩、济南青花岗岩、红砂岩和自制混凝土做磨削材料，取四片1913复合片分别在这四种材 料上试验，立车运行参数如上所述，车削路程分别为10km、 15km、5km和15km，车削路程是根 据每种磨削材料的耐磨性而定。每片复合片车削一种材料，不同位置车削四次，试验结果对 比如图1和图2所示，图1和图2分别对应以下实施例一和实施例二中所述的原料配比制 作混凝土块。
实施例一、 本实施例中，砂石要筛洗干净，砂石由粗砂、中砂和细砂组成，且粗砂粒径控制在 3-6mm，中砂粒径控制在l-3mm，细砂粒径控制在lmm以下。将1100kg细砂、100kg中砂、 200kg粗砂、1100kg水泥与480kg水放入搅拌机搅拌均匀， 一般搅拌30min左右，倒入直径 1600mm的模具中，振捣密实，养护7天后拆除模具，凝固28后可投入使用。与天然岩石试验 结果对比如图l所示。
实施案例二、 本实施例中，砂石要筛洗干净，砂石由碎石、粗砂、中砂和细砂组成，碎石粒径控制 在5-10mm，粗砂粒径控制在3-6mm，中砂粒径控制在l-3mm，细砂粒径控制在lmm以下。将 100kg碎石、1000kg细砂、150kg中砂、250kg粗砂、1000kg水泥与480kg水放入搅拌机搅拌 均匀， 一般搅拌30min左右，倒入直径1600mm的模具中，振捣密实，养护7天后拆除模具，凝 固28后可投入使用。与天然岩石试验结果对比如图2所示。 由图1、图2所示四种磨削材料磨耗比对比可看出，自制混凝土所做四次试验数值 相差很小，而另三种天然岩石则浮动较大；自制混凝土测量磨耗比的稳定性明显好于天然岩石，能更准确的体现复合片在实际工作中的耐磨性能。
权利要求
一种聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法，其特征在于将聚晶金刚石复合片固定到车床刀架上，用聚晶金刚石复合片切削混凝土块，计算聚晶金刚石复合片和混凝土块的损耗体积，以混凝土块损耗体积与聚晶金刚石复合片损耗体积的比值定义为聚晶金刚石复合片磨耗比，混凝土块是由一定比例的水泥、砂石和水搅拌均匀、倒入模具中、振捣密实、凝固并养护若干天后制成；按质量百分比，混凝土块原料中水泥占原料总重的10-50％、砂石占原料总重的20-60％、水占原料总重的5-30％。
2. 根据权利要求1所述的一种聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法，其特征在于所 述砂石由碎石、粗砂、中砂和细砂中的一种或一种以上种组成，碎石粒径为5-10mm，粗砂粒 径为3-6mm，中砂粒径为l-3mm，细砂粒径小lmm。
全文摘要
本发明公开了一种聚晶金刚石复合片磨耗比的测量方法，将聚晶金刚石复合片固定到车床刀架上，用聚晶金刚石复合片切削混凝土块，计算聚晶金刚石复合片和混凝土块的损耗体积，以混凝土块损耗体积与聚晶金刚石复合片损耗体积的比值定义为聚晶金刚石复合片磨耗比，混凝土块是由一定比例的水泥、砂石和水搅拌均匀、倒入模具中、振捣密实、凝固并养护若干天后制成；按质量百分比，混凝土块原料中水泥占原料总重的10-50％、砂石占原料总重的20-60％、水占原料总重的5-30％，该方法测量误差较小，能准确地反映PDC的耐磨性能。
文档编号G01N1/28GK101788436SQ20101003019
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者方海江, 李宏利, 高华 申请人:河南四方达超硬材料股份有限公司