一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備及評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，以及使用該設(shè)備對(duì)聚晶金剛石復(fù)合片性能的評(píng)價(jià)方法。其檢測(cè)設(shè)備包括設(shè)在機(jī)架上的主軸電機(jī)和控制主軸電機(jī)和油泵運(yùn)行的電器控制柜，主軸電機(jī)下方的機(jī)架上設(shè)有鉆桿傳動(dòng)設(shè)備，鉆桿傳動(dòng)設(shè)備通過鉆桿與錨桿鉆頭連接，在錨桿鉆頭的下方的機(jī)架上設(shè)有支撐裝置，所述的支撐裝置上設(shè)有固定裝置。其評(píng)價(jià)方法為通過綜合考慮使用復(fù)合片打孔時(shí)的打孔數(shù)量和單孔平均打孔時(shí)間從而為聚晶金剛石復(fù)合片的使用提供選擇參考。
【專利說明】一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備及評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種超硬材料的檢測(cè)設(shè)備，具體涉及一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè) 設(shè)備及其評(píng)價(jià)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚晶金剛石復(fù)合片（以下簡(jiǎn)稱roc)是采用金剛石微粉與硬質(zhì)合金襯底為原料在 高溫超高壓條件下燒結(jié)而成的復(fù)合超硬材料，它將聚晶金剛石和硬質(zhì)合金的性能優(yōu)點(diǎn)很好 地結(jié)合在了一起，既具有金剛石的硬度與耐磨性，又具有硬質(zhì)合金的強(qiáng)度、抗沖擊韌性與可 焊接性，是一種卓越的切削工具與耐磨工具材料，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于有色金屬、非金屬切削加 工以及石油、煤炭、地質(zhì)鉆探等諸多領(lǐng)域。
[0003] 根據(jù)roc的使用要求，衡量PDC性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)是耐熱性、耐磨性和抗沖擊 性。聚晶金剛石復(fù)合片的耐熱性是指在受熱后組織與性能不發(fā)生變化或變化極小時(shí)所能承 受的最高溫度及相應(yīng)的時(shí)間。耐磨性是指PDC的多晶金剛石層在切削、鉆井、等使用過程中 抗磨損的能力。耐沖擊性是PDC承受沖擊載荷的能力，其主要體現(xiàn)為在沖擊作用力下多晶 金剛石層中金剛石顆粒不剝落，金剛石層不產(chǎn)生裂紋、分層、崩片。PDC的性能檢測(cè)通常是將 這三者分開來進(jìn)行檢測(cè)，不能綜合反映 roc的使用性能，PDC鉆頭在使用過程中會(huì)同時(shí)受到 沖擊、磨損作用，從而出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與使用效果不匹配的情況。
[0004] 為綜合衡量pdc的綜合鉆進(jìn)性能，將roc制成鉆頭在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬鉆井試驗(yàn)，鉆 進(jìn)用的石材一般采用較硬的花崗巖，以便在短時(shí)間內(nèi)觀察出鉆頭的磨損。大的實(shí)驗(yàn)?zāi)M鉆 進(jìn)平臺(tái)，設(shè)備昂貴，實(shí)驗(yàn)成本高，因此必須開發(fā)一種簡(jiǎn)單、易操作、價(jià)格低廉、實(shí)驗(yàn)成本低的 聚晶金剛石復(fù)合片檢測(cè)設(shè)備，并建立相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)方法。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是提供一種聚晶金剛石復(fù)合片檢測(cè)設(shè)備及復(fù)合片性能測(cè)試評(píng)價(jià)方法，以 解決現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備單一，不能綜合反映 roc的使用性能，模擬鉆井實(shí)驗(yàn)的綜合性能檢測(cè)設(shè) 備價(jià)格昂貴、測(cè)試成本高、不易操作等問題。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè) 備，其特征在于：包括設(shè)在機(jī)架上的主軸電機(jī)和控制主軸電機(jī)和油泵運(yùn)行的電器控制柜，主 軸電機(jī)下方的機(jī)架上設(shè)有鉆桿傳動(dòng)設(shè)備，鉆桿傳動(dòng)設(shè)備通過鉆桿與錨桿鉆頭連接，在錨桿 鉆頭的下方的機(jī)架上設(shè)有支撐裝置，所述的支撐裝置上設(shè)有固定裝置。
[0007] 進(jìn)一步，該設(shè)備還包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其中冷卻控制閥設(shè)在機(jī)架上，冷卻水循環(huán) 系統(tǒng)通過密封軸承與鉆桿連接。
[0008] 進(jìn)一步，所述的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)采用的冷卻液采用自來水。
[0009] 進(jìn)一步，所述的鉆桿傳動(dòng)設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)錨桿鉆頭速度與進(jìn)尺速度的轉(zhuǎn)速調(diào)整 裝置和進(jìn)尺速度調(diào)整裝置。
[0010] 進(jìn)一步，所述的支撐裝置下方設(shè)有液壓缸，支撐裝置與液壓缸的活塞相連，并采用 溢流閥控制油泵輸出液壓油的壓力。
[0011] 進(jìn)一步，所述的油泵設(shè)置在機(jī)架底座上。
[0012] 此外，本發(fā)明還提供一種采用聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備評(píng)價(jià)聚晶金剛石復(fù) 合片性能的方法，其特征在于包括以下步驟： 第一步，采用銀焊片，加熱溫度在800°C以下，適宜的焊接時(shí)間，將聚晶金剛石復(fù)合片 通過高頻感應(yīng)焊接機(jī)焊接在錨桿鉆頭上； 第二步，將一定尺寸的花崗巖石塊用固定裝置固定在支撐裝置上，模擬實(shí)際使用情況 設(shè)定錨桿鉆頭的轉(zhuǎn)速、進(jìn)尺速度、鉆進(jìn)壓力； 第三步，開啟電器柜中的油泵及主軸電機(jī)開關(guān)開始打孔，每打完一孔后檢查錨桿鉆頭 上聚晶金剛石復(fù)合片的損壞情況，當(dāng)聚晶金剛石復(fù)合片的損壞面積達(dá)到50%時(shí)檢測(cè)結(jié)束， 并根據(jù)記錄的總打孔時(shí)間除以總孔數(shù)測(cè)得單孔平均打孔時(shí)間。
[0013] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是： 1.由于聚晶金剛石復(fù)合片檢測(cè)設(shè)備包括的鉆桿傳動(dòng)設(shè)備用于調(diào)節(jié)錨桿鉆頭的旋轉(zhuǎn)速 度與進(jìn)尺速度，因此能夠模擬聚晶金剛石復(fù)合片在實(shí)際使用過程中的使用參數(shù)。
[0014] 2.冷卻水循環(huán)系統(tǒng)采用自來水，用于防止復(fù)合片在鉆進(jìn)過程中溫度過高而導(dǎo)致提 前損壞，且成本低廉。
[0015] 3.所述的花崗巖石塊支撐及固定裝置，支撐裝置與液壓缸的活塞相連，采用溢流 閥控制油泵輸出液壓油的壓力，模擬錨桿鉆頭上的復(fù)合片在使用時(shí)的實(shí)際鉆壓。
[0016] 4.固定裝置可以花崗巖石塊前后左右移動(dòng)，提高花崗巖石塊的利用率，降低檢測(cè) 成本。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]

【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)施例涉及一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括機(jī) 架14,在機(jī)架14的頂端安裝有用于驅(qū)動(dòng)錨桿鉆頭8的主軸電機(jī)1，在主軸電機(jī)1的下部安 裝有鉆桿傳動(dòng)設(shè)備，鉆桿傳動(dòng)設(shè)備包括調(diào)節(jié)錨桿鉆頭的轉(zhuǎn)速調(diào)整裝置3和進(jìn)給速度調(diào)整裝 置4,該調(diào)節(jié)裝置能夠模擬聚晶金剛石復(fù)合片在實(shí)際使用過程中的使用參數(shù)。在鉆桿傳動(dòng) 設(shè)備的另一邊的機(jī)架14上安裝著電器控制柜2,用于控制油泵13和主軸電機(jī)1的開啟和 關(guān)閉。主軸電機(jī)1能夠驅(qū)動(dòng)鉆桿6轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆桿6的底部安裝著錨桿鉆頭8,錨桿鉆頭8通過 螺紋與鉆桿連接固定在測(cè)試設(shè)備上。該設(shè)備還設(shè)有采用自來水的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，防止復(fù) 合片在鉆進(jìn)花崗巖石塊9的過程中溫度過高而導(dǎo)致提前損壞，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過密封軸 承與鉆桿8連接，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻控制閥5設(shè)置在機(jī)架14上。在錨桿鉆頭8下方的 機(jī)架14上安裝有支撐裝置11，支撐裝置11上設(shè)有用于固定花崗巖石塊9的固定裝置10， 固定裝置10可以花崗巖石塊9前后左右移動(dòng)，提高花崗巖石塊9的利用率，降低檢測(cè)成本。 支撐裝置11底部與液壓缸12的活塞相連，液壓缸12固定在機(jī)架14上，可推動(dòng)支撐裝置11 上下移動(dòng)。液壓缸12通過油管與機(jī)架14底座上的油泵13相連，該油泵13采用溢流閥控 制輸出液壓油的壓力。
[0020] 在測(cè)試聚晶金剛石復(fù)合片時(shí)，上述實(shí)施例的工作過程為：將復(fù)合片采用銀焊片 通過高頻感應(yīng)焊接機(jī)焊接在錨桿鉆頭8上，焊接溫度在800°C以下，焊接時(shí)間不超過5分 鐘。焊接有聚晶金剛石復(fù)合片的錨桿鉆頭通過螺紋與鉆桿連接固定在測(cè)試設(shè)備上。將 300mmX200mmX200mm的花崗巖石塊9用固定裝置10固定在支撐裝置11上。調(diào)整設(shè)備至 需要的轉(zhuǎn)速，調(diào)整錨桿鉆頭轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘、進(jìn)尺速度0、鉆進(jìn)壓力8MPa。開啟冷卻控 制閥5并調(diào)節(jié)流量，開啟電器控制機(jī)柜2里面的油泵及主軸開關(guān)。
[0021] 在測(cè)試時(shí)，每打一孔完成后，檢查錨桿鉆頭上復(fù)合片的損壞情況，當(dāng)聚晶金剛石復(fù) 合片損壞面積超過50%時(shí)檢測(cè)結(jié)束。同時(shí)根據(jù)記錄的總打孔時(shí)間除以總孔數(shù)測(cè)得單孔平均 打孔時(shí)間。
[0022] 該表為本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：包括設(shè)在機(jī)架上的主軸電機(jī)和 控制主軸電機(jī)和油泵運(yùn)行的電器控制柜，主軸電機(jī)下方的機(jī)架上設(shè)有鉆桿傳動(dòng)設(shè)備，鉆桿 傳動(dòng)設(shè)備通過鉆桿與錨桿鉆頭連接，在錨桿鉆頭的下方的機(jī)架上設(shè)有支撐裝置，所述的支 撐裝置上設(shè)有固定裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：該設(shè)備 還包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其中冷卻控制閥設(shè)在機(jī)架上，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過密封軸承與鉆 桿連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)采用的冷卻液采用自來水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的 鉆桿傳動(dòng)設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)錨桿鉆頭速度與進(jìn)尺速度的轉(zhuǎn)速調(diào)整裝置和進(jìn)尺速度調(diào)整裝 置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的 支撐裝置下方設(shè)有液壓缸，支撐裝置與液壓缸的活塞相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的 油泵設(shè)置在機(jī)架底座上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述的 錨桿鉆頭采用兩翼或是多翼。
8. -種采用聚晶金剛石復(fù)合片性能檢測(cè)設(shè)備評(píng)價(jià)聚晶金剛石復(fù)合片性能的方法，其特 征在于包括以下步驟： 第一步，采用銀焊片，加熱溫度在800°C以下，適宜的焊接時(shí)間，將聚晶金剛石復(fù)合片 通過高頻感應(yīng)焊接機(jī)焊接在錨桿鉆頭上； 第二步，將一定尺寸的花崗巖石塊用固定裝置固定在支撐裝置上，模擬實(shí)際使用情況 設(shè)定錨桿鉆頭的轉(zhuǎn)速、進(jìn)尺速度、鉆進(jìn)壓力； 第三步，開啟電器柜中的油泵及主軸電機(jī)開關(guān)開始打孔，每打完一孔后檢查錨桿鉆頭 上聚晶金剛石復(fù)合片的損壞情況，當(dāng)聚晶金剛石復(fù)合片的損壞面積達(dá)到50%時(shí)檢測(cè)結(jié)束， 并根據(jù)記錄的總打孔時(shí)間除以總孔數(shù)測(cè)得單孔平均打孔時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01N3/00GK104297047SQ201410548511
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】王勇峰, 白書爭(zhēng), 方海江 申請(qǐng)人:河南四方達(dá)超硬材料股份有限公司