本文關(guān)鍵詞：鉆探用金剛石復(fù)合片抗沖擊性能測(cè)試裝置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在過去的三十年中,聚晶金剛石復(fù)合片(PDC)鉆頭對(duì)油氣及地質(zhì)巖心鉆井(探)在提高經(jīng)濟(jì)效益與鉆井效率上貢獻(xiàn)十分巨大。PDC切削巖石時(shí),接觸壓力與壓入深度呈非線性比例關(guān)系。使用PDC鉆頭時(shí),應(yīng)合理控制鉆壓。在失效形式上,單個(gè)PDC齒的失效形式主要包括斷裂、脫落和碎齒。鉆頭邊齒受力最大,其折斷或者碎裂的幾率也最大,因此在使用PDC鉆頭時(shí)應(yīng)注意對(duì)邊齒定期檢查。聚晶金剛石復(fù)合片的性能測(cè)試方法主要有耐磨性測(cè)試、抗沖擊性能測(cè)試等�？箾_擊性能反映了PDC韌性和粘結(jié)強(qiáng)度,是一個(gè)綜合性指標(biāo),也是決定其使用效果好壞的關(guān)鍵所在。因此,對(duì)PDC抗沖擊性能測(cè)試方法及測(cè)試裝置進(jìn)行研究具有非常重要的實(shí)際意義。目前,國內(nèi)外常用的PDC抗沖擊性能測(cè)試方法主要有高速運(yùn)動(dòng)顆粒沖蝕法、PDC車削帶槽花崗巖棒旋轉(zhuǎn)撞擊法、重砣沖擊法及可變換沖擊功落球式?jīng)_擊法等。對(duì)于PDC抗沖擊性能測(cè)試方法的改進(jìn),關(guān)鍵在于對(duì)測(cè)試的儀器設(shè)備性能進(jìn)行改進(jìn),使得測(cè)試方法更先進(jìn),儀器操作及數(shù)據(jù)記錄上更簡便,以及在最重要的受力模擬情況上更貼合實(shí)際孔內(nèi)受力情況。本論文設(shè)計(jì)、制造了一種大沖擊功的電磁吸附式?jīng)_擊性能測(cè)試裝置,并對(duì)PDC抗沖擊性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。電磁吸附式?jīng)_擊測(cè)試儀的工作原理是利用一個(gè)大功率電磁線圈通電把沖錘吸起,再斷電,沖錘靠自重下落產(chǎn)生沖擊能量作用于PDC,PDC承受一定沖擊次數(shù)后被破壞,此時(shí)儀器控制部分即能顯示沖擊次數(shù),用沖擊次數(shù)乘以落錘的單次沖擊功,即可得到復(fù)合片的抗沖擊性能。由于沖錘重量固定,可通過調(diào)節(jié)定位螺桿和橫梁高度來調(diào)節(jié)沖錘行程和單次沖擊功,以適用于不同規(guī)格及不同性能PDC的測(cè)試。落錘重量為6Kg,最大下落高度為160mm,即最大沖擊功為9.41焦耳。為實(shí)現(xiàn)此沖擊功,本文對(duì)儀器的核心器件電磁線圈的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。確定了銅線的直徑為0.8mm,漆包線直徑為0.85mm,線圈匝數(shù)為8344匝。為解決沖擊性能測(cè)試儀長時(shí)間工作過程中線圈溫度升高導(dǎo)致儀器不能正常工作的問題,本文設(shè)計(jì)了一套水冷系統(tǒng),對(duì)線圈進(jìn)行降溫。試驗(yàn)結(jié)果表明,通過使用該水冷系統(tǒng),沖錘在連續(xù)沖擊2300次后,線圈溫度可控制在105℃,儀器還可以正常工作,可滿足不同規(guī)格及性能的PDC的測(cè)試需求。利用所研制的抗沖擊性能測(cè)試裝置,對(duì)具有不同規(guī)格尺寸及金剛石粒度的PDC及金剛石復(fù)合球齒的抗沖擊性能進(jìn)行了測(cè)試。設(shè)定沖錘下落的高度為160mm,沖錘的重量為6kg。測(cè)試結(jié)果表明,隨著PDC中金剛石層厚度增加,其抗沖擊性能增強(qiáng);PDC中金剛石聚晶粒度越大,其抗沖擊的性能越好,金剛石聚晶粒度越小,PDC的抗沖擊性能越差。
【關(guān)鍵詞】：聚晶金剛石復(fù)合片 抗沖擊性能 落錘式?jīng)_擊裝置 電磁線圈設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P634
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 金剛石復(fù)合片的性能及在鉆探中的應(yīng)用10-13
• 1.2 鉆探用金剛石復(fù)合片的失效形式13-14
• 1.3 力學(xué)分析評(píng)價(jià)（測(cè)試）金剛石復(fù)合片抗沖擊性能的意義14-20
• 第2章 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀的研制20-51
• 2.1 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀的工作原理20
• 2.2 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀的機(jī)械設(shè)計(jì)20-23
• 2.2.1 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀用途20
• 2.2.2 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀主要組成部分20-22
• 2.2.3 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀的儀器參數(shù)22-23
• 2.3 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀電磁鐵理論設(shè)計(jì)計(jì)算23-43
• 2.3.1 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀電磁鐵概述23-24
• 2.3.2 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀電磁鐵的分類24-26
• 2.3.3 電磁鐵設(shè)計(jì)26-35
• 2.3.4 電磁鐵復(fù)算35-41
• 2.3.5 電磁鐵其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算41-43
• 2.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-45
• 2.5 電磁吸附式?jīng)_擊試驗(yàn)儀的電控設(shè)計(jì)45-51
• 2.5.1 控制箱外觀說明45-47
• 2.5.2 控制箱電控原理47-48
• 2.5.3 各項(xiàng)功能介紹48-51
• 第3章 鉆探用金剛石復(fù)合片抗沖擊性能測(cè)試51-59
• 3.1 PDC抗沖擊性能檢測(cè)方法51
• 3.2 PDC抗沖擊性能試驗(yàn)51-59
• 3.2.1 檢測(cè)原理51-52
• 3.2.2 檢測(cè)方案52-54
• 3.2.3 沖錘上下夾具的設(shè)計(jì)與制作54-56
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析56-59
• 第4章 結(jié)論與展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的科研成果64-65
• 致謝65

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