[发明专利]一种金刚石复合片耐磨性测试实验装置

说明书

本发明公开了一种金刚石复合片耐磨性测试实验装置，由数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置和机床主体构成。伺服驱动装置由主轴电动机、伺服电机和X向电动滑台、Y向电动滑台以及Z向电动滑台组成，对应着X向电动滑台、Y向电动滑台、Z向电动滑台配有X向导轨、Y向导轨、Z向导轨；X向导轨外部设有可在X向导轨上移动的两根立柱，两根立柱之间通过横梁连接，Y向导轨上设有可在Y向导轨上移动的PDC固定装置，伺服驱动装置通过管线与数控装置相连接。有益效果是可以准确便捷地测定出磨耗比相关参数。

技术领域

本发明属于超硬材料耐磨性能测定设备技术领域，涉及一种测定石油和天然气钻探、采矿破岩等用到的金刚石复合片耐磨性测试实验装置。

背景技术

目前，金刚石复合片以其优良的耐磨性能，在PDC钻头的切削齿中已得到广泛的应用。钻头具有了良好的耐磨性能便可以提高破岩效率，缩短钻井周期。因此如何来检测金刚石复合片的综合性能成为研究石油钻齿的一个主要的研究方向。判断金刚石复合片的指标有：耐磨性、抗冲击性、耐热性等，其中复合片的耐磨性通过磨耗比这个指标来衡量，但迄今为止国际上也没有制定统一的测试标准，几个主要的金刚石复合片生产国采用自己的测试方法，包括以下几种类别：1.美国的G.E公司采用的方法是用金刚石复合片来车削一种结构均匀的花岗岩棒，规定切削速度、切深和进给量。车削时用测力计测得金刚石复合片的受力大小。车削一定数量的花岗岩后，观察金刚石复合片的磨损量。磨损量是用投影显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸，然后用计算机算出其体积，进行比较；2.前苏联对金刚石复合片耐磨性的测定是用金刚石复合片来刨削指定地区采集的石英砂岩。金刚石复合片固定在牛头刨床的刀夹上，测试时，规定切削速度、切深、横向进给行程和切削长度。金刚石复合片的磨耗比值为其金刚石层磨损面中心部分的线高度(用工具显微镜测量)；3.我国各金刚石复合片生产厂家均采用测试金刚石聚晶磨耗比的方法来检测金刚石复合片耐磨性，即用金刚石复合片的边棱来修整规定的SiC砂轮，当砂轮磨耗量超过25g，金刚石复合片磨耗量不低于0.2mg时，测定砂轮与金刚石复合片失重的比值，即为磨耗比。以上三种测试方法存在以下问题：1.不能模拟PDC钻头在井下破岩时，PDC受到的实际磨损情况，特别是前苏联采用牛头刨床进行切削实验与PDC切削齿在井下受磨损的情况不相符；2.存在称量误差，特别是我国普遍采用失重比进行测量的误差更大。有时金刚石复合片在磨削掉50g的SiC砂轮后，其自身失重才达到0.2mg，且在称量过程中，金刚石复合片表面吸附空气中微量的尘埃重量就可能抵消或超过其失重，使得测出的磨耗比误差更大。此外称量时砝码本身的误差或清洁程度也会带来称量误差。这样，要得到准确的测试结果，不但要求称量环境洁净无尘，砝码要定期清洁、校正，而且对测试人员的技术要求也非常高。

因此，为了完善以上测试方法的不足，需建立一种新的金刚石复合片耐磨性测试实验装置，以满足金刚石复合片与岩石进行磨损的实验环境更符合钻井时井下真实环境，同时实现操作过程的高效便捷。

发明内容

本发明的目的是提供一种金刚石复合片耐磨性测试实验装置，为了使金刚石复合片磨损的实验条件更符合用于钻井时井下的实际环境，并准确便捷地测定出磨耗比相关参数。

本发明采用的技术方案是，一种金刚石复合片耐磨性测试实验装置，由数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置和机床主体构成。