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不规则矿块的抗破坏性能研究

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SeriesNo.297March󰀁2001󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁金󰀁󰀁属󰀁󰀁矿󰀁󰀁山METALMINE󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁总第297期2001年第3期

曹亦俊,中国矿业大学化工学院,博士后,221008江苏省徐州市。段希祥,昆明理工大学资源开发系选矿教研室,教授,博士生导师,650093云南省昆明市一二一大街文昌巷1号。󰀂选矿工程󰀂

不规则矿块的抗破坏性能研究

曹亦俊(中国矿业大学)󰀁段希祥(昆明理工大学)

摘󰀁要󰀁测定了多种矿石标准试件及不同粒度自然矿块的抗破坏性能,表明自然矿块的抗压强度远小于标准试件,且具有随粒度减小而增大的趋势,也说明金属矿粗磨机球径计算中采用标准试件抗压强度代表岩矿破坏性能是不合理的。关键词󰀁矿块󰀁力学特性󰀁抗压强度

StudyontheDestruction󰀁resistantPropertiesofUnregularOreBlock

CaoYijun(ChinaUniversityofMining)DuanXixiang(KunmingUniversityofScienceandEngineering)

Abstract󰀁Thedestructionresistantpropertiesofseveralstandardtestorepiecesandnaturaloreblocksofvarioussizesweremeasured.Theresultsshowthatthecompressionstrengthofnaturaloreisfarlessthanthatofstandardtestpiecesandhasthetendencyofincreasewiththedecreaseofthesize,whichsuggeststhatitisunrationaltousethecom󰀁pressionstrengthofstandardtestpiecestorepresentthedestructivestrengthofrockoreincalculatingtheballsizeforthecoarsegrindingofmetalores.Keywords󰀁Lumpore,Mechanicalproperties,Compressivestrength

󰀁󰀁金属矿磨矿的主要目的是实现有用矿物与脉石

矿物的分离,磨细仅仅是实现这一目的的手段。因

此,对被磨物料 矿石的力学特性进行研究,就有

利于在磨矿过程中加强针对性,提高磨矿效率。1󰀁准确确定岩矿抗破坏强度的重要性

磨矿一般分为粗磨和细磨两个阶段,只有少数因有用矿物嵌布粒度更细需超细磨。其中粗磨给料

一般在10~25mm,产品粒度则在0.3mm以下,

不但给料粒度范围宽,而且磨矿比大,很容易造成产品粒度分布范围宽,磨不细及过粉碎级别产率高,不

利于细磨作业及后续选别。国外粗磨多采用棒磨机

及自磨或半自磨实现,前者是基于钢棒的选择破碎作用,而后者也是因用于磨矿的岩矿本身密度小,不

易造成过粉碎。据统计,欧美金属矿山粗磨矿采用

棒磨机的占70%以上,另有少量采用自磨、半自磨,只有15%以下的矿山粗磨矿用球磨机完成[1]。我

国则受技术习惯的影响,除性脆易碎的钨、锡矿粗磨

采用棒磨机外,其他金属矿石的磨矿多采用球磨机。由于球磨机中磨矿介质(钢球)与被磨物料为点

接触,破碎过程无选择性。受国情及技术习惯的影

响,加上缺乏成熟的理论指导,导致我国粗磨球径比国外偏大20%以上[2]。球径过大,则导致破碎力过大,破碎过程易产生贯穿破碎,不但不利于矿物的选

择性解离,而且也易使产品的不均匀化加剧,即产品

中磨不细及过粉碎级别产率增多。因此必须准确确

定球径,即准确确定磨矿过程中的破碎力。目前计算球径的公式很多,从经验公式到半理论公式,但不

论采用何种公式,首先必须准确确定岩矿实际所需

的破碎力,这是实现球径精确化的基础。目前岩矿力学性质的研究方法基本上是采用工

程力学中常用的材料试验法。由于在碎矿磨矿中,

压碎力是最主要的破碎力形式,因而将抗压强度作

为反映岩矿强度的主要指标是科学的,其测定方法也比较简单。但用标准试件抗压强度来代表碎、磨

矿中不规则矿石的抗破坏性能是不合理的,原因如

下。其一,标准试件在加工制备时尺寸确定,精度

高,试件端面及侧面平整,基本消除了试件端面受压󰀂22󰀂时与加压板之间的摩擦作用对试件产生的拉伸及剪

切应力,整个试件受压均匀,在测试过程中无应力集

中现象。而磨矿的对象,不论它们的组分如何,均是形状极不规则的矿块及矿粒群,磨矿过程中与钢球

的接触又是点接触,破碎过程中出现应力高度集中,

因此二者的基本原则是互相矛盾的;

其二,矿石是由多种组合而成的集合体,同种矿物晶体内部、晶体之间及不同矿物晶体之间的结合

力各不相同;岩矿形成后因各种作用影响又在岩矿

内部产生若干宏观及微观裂纹,这些裂纹大大降低了岩矿的力学强度。矿粒越粗,力学性质不均匀性

越严重,裂纹越多;矿粒变细后,大量裂纹消失,矿粒

力学强度增大。因而岩矿的抗破坏强度具有非常强

的尺寸效应。即以标准试件抗压强度来代表粒度分布范围广的不规则岩矿的抗破坏性能是不合理的。

2󰀁原料及试验方法

试验矿石为采自不同选矿厂的两种铁矿石、两

种金矿石及一种铜矿石。标准试件按4cm!4cm!8cm、5cm!5cm!10cm(长!宽!高)标准制

成,经切片机及磨片机切削加工及打磨,符合尺寸精

度要求。不规则试件取自破碎机碎矿产品,按重量进行分组。为保证测量准确性,标准试件一般取5

~7件,不规则试件每组取10件以上。

不规则试件抗压强度计算中受压面积按等体积

立方体(长∀宽∀高=1∀1∀2)折算而成。同时计算矿块单位体积的破坏载荷即抗压能量密度,并对标准

试件和不规则矿块作比较。

3󰀁试验结果标准试件抗破坏性能测定结果如表1所示,不

规则试件测定结果(平均值)见图1~4。表1󰀁标准试件抗破坏性能测定结果(平均值)

矿石种类等球体直径d/cm抗压强度󰀁压/MPa抗破坏能量密度/(N󰀂cm-3)金矿石16.4769.12874.96金矿石27.5249.04558.21铁矿石17.90130.241516.35铁矿石27.60136.521461.01铜矿石7.9390.15984.02

图1󰀁金矿石自然矿块抗压强度与粒度关系曲线1 金矿石1;2 金矿石

2图2󰀁铁、铜矿石自然矿块抗压强度与粒度关系曲线1 铁矿石1;2 铁矿石2;3 铜矿石

图3󰀁金矿石自然矿块抗破坏能量密度变化曲线1 金矿石1;2 金矿石2

图4󰀁铁、铜矿石抗破坏能量密度变化曲线1 铁矿石1;2 铁矿石2;3 铜矿石由试验与结果可看出以下几点:

(1)与标准试件相比,同一粒度不规则矿块抗破坏性能的测定值更分散,离散程度更大,即由于不

规则矿块受破坏过程应力集中影响,其抗破坏性能

更不均匀。(2)不规则矿块的抗压强度呈现随粒度下降而

增加的趋势。分别用幂函数、指数函数、对数函数及

各种函数与抗压强度-粒度曲线拟合,幂函数更为

接近,所得曲线方程为:金矿石1󰀁y=41.468x-0.8491,

金矿石2󰀁y=65.76x-0.7191,

铁矿石1󰀁y=559.9x-0.7208,铁矿石2󰀁y=213.73x-1.1439,

铜矿石y=239.25x-1.6681,

式中,y为抗压强度,MPa;x为粒度,cm。即可以通过y=axn关系式来推导不同粒度下

的抗压强度,这与前人所提出的抗压强度尺寸效应

公式󰀁1󰀁2=(V2V1)1m[3]相吻合。具体推导如下。

由于󰀁1=󰀁2󰀂(V2V1)1m=󰀁2󰀂d23m

d13m,

令󰀁k=󰀁2󰀂d23m,

n=-3m,

式中,󰀁1为试件1抗压强度;󰀁2为试件2抗压强度;

(下转第35页)󰀂23󰀂󰀁󰀁󰀁曹亦俊等:不规则矿块的抗破坏性能研究󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2001年第3期(4)吨矿成本低。由于新工艺使作业率和处理

能力大为提高,同时降低炭损,使吨矿加工成本由

37元降到29元,经济指标也由原来月亏损20~30万元变成月盈利30~50万元,效益明显。

5󰀁今后改造方向

(1)改变洗涤方案,提高洗涤率。第二次技改

彻底解决流程不畅问题,使选矿厂作业率大大提高,各项经济指标明显好转。但新流程存在洗涤率偏

低,尾液跑高,回收率受到明显的影响,现场操作通

过提高各浓缩机的排矿浓度,加大洗涤水量,其中第一、二段浓缩机排矿浓度控制在55%以上,甚至

60%;第三段浓缩机给矿液固比达3󰀂0,但因只有三

段浓缩,尾液金品位仍高达0.08~0.10g/t。为了

提高洗涤率,建议改造现有洗涤水路系统,将原直接用于磨矿分级的尾矿坝回水直接加入第三段浓缩机

洗涤,其溢流全部作为回水直接加至磨矿分级系统,

而第二段浓缩机全部用贫液洗涤。

上述改造各浓缩机在保持现有处理能力情况下,可使全系统洗涤率由现有93󰀂2%提高到

96󰀂2%。

(2)采用空气搅拌代替联合搅拌,提高浸出设备作业效率。现有浸出设备采用10台󰀂5.5m!6m高效节能搅拌浸出槽。该设备由国外同类产品仿

制而成,由于制造精度差,致使行星摆线针轮减速机

经常因各种原因而停机,一旦抢修不及时或遇上事故停电,搅拌装置往往失去作用。同时该设备检修

工作量相当大,现场不得不配置40m3空压机进行

辅助搅拌,以免因搅拌停机而死槽。根据现场经验,

利用原有充气设备,另加1台6m3空压机基本能满足单独使用空气搅拌,只是浸出槽有效容积有所降

低。鉴于紫金山矿矿石属特易浸金矿,试验表明单

独采用空气搅拌即可保证充足的浸出时间。建议单独采用空压机对浸出槽进行空气搅拌,这不但可降

低吨矿电耗,且可大大降低设备检修工作量。

6󰀁结󰀁论

(1)紫金山金矿炭浆厂通过两次的技术改造,使设备作业率由原来60%提高到85%以上,吨矿加

工成本由原来37元降至29元,各项经济指标明显

好转。

(2)技改可使洗涤率明显提高,各项经济指标进一步好转。改进搅拌浸出方式可大大降低检修工

作量,不断提高设备使用效率。

(收稿日期2000󰀁12󰀁05)

(上接第23页)

V1为试件1体积;V2为试件2体积,m、n、k为常

数。则󰀁󰀁1=k󰀂d1n󰀂

即与本文所提出的公式相一致。

(3)不规则试件的抗破坏性能较标准试件大幅

度降低,从测定数据可以看出此点。如所测铜矿石的标准试件抗压强度为90.15MPa,抗破坏能量密

度为984.02N/cm3,其等体积球径为7.93cm。而

对于不规则矿块,等体积球径在6.58cm的试件抗压强度及抗破坏能量密度仅为标准试件的10%左

右。若再考虑尺寸效应的影响,二者之比值将更为

悬殊。这是由于岩石的强度受内部力学薄弱部分影

响,即为某些异常部分或裂隙所支配,而不规则试件比标准试件含有的裂隙及孔更多,具有薄弱环节的

概率也大。再加上不规则试件在加载以后引起的局

部应力高度集中,导致不规则试件的强度远低于标准试件。4󰀁结󰀁论

(1)不规则试件的抗压强度具有很强的尺寸效应,其抗压强度与粒度之间符合幂函数关系式y=

axn。

(2)不规则试件的抗压强度,抗破坏能量密度远小于与之相对应的标准试件,这说明采用标准试

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矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的研究

矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的研究

一试验研究　翘楚琏材　２０１０年　矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的研究　粱蜜达　（厦门正科建筑技术开发有限公司，福建厦门３６１０１２）　摘要通过测定混凝土试件的氯离子渗透电量，研究了粉煤灰、矿渣、硅灰和膨胀剂对混凝土抗氯离子渗透性　能的影响。　关键词矿物掺和料；混凝土；氯离子：渗透性　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｗｈｅｎ　ｍｉｎｅｒａＩ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｅｒｍｉｘｅｄ　ＬＩＡＮＧ　Ｍｉ—ｄａ　（Ｘｉａｍｅｎ　Ｚｈｅｎｇｋｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　Ｃｏ．Ｌｉｄ，Ｘｉａｍｅｎ　３６１０１２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｍｕｇｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｈａｌｇｅｓ　ｐａｓｓｅｄ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｆｌｙ　ａｓｈ，ｓｌａｇ，ｓｉｌｉｃａ　ｆｕｍｅ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｖｅ　ａｇｅｎｔ　ｆｏｒ　ｃｏｎｃｒｅ￣ｏｎ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｒａｌ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ；ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　０引言　混凝土中钢筋的锈蚀是一个很重要的问题．它不仅造成　物质上的浪费，而且是造成钢筋混凝土结构破坏的主要原因　之一，而氯离子在混凝土中的渗透又是钢筋锈蚀的最主要因　素之一。对处于氯盐环境下的混凝土．氯离子在浓度差的作　用下由环境扩散进入混凝土中．如果渗透到混凝士中的氯离　子达到临界浓度时，就会破坏钢筋表面的钝化，引起钢筋锈　蚀，导致结构破坏。氯离子在混凝土中的渗透性和扩散性决　定其到达钢筋表面的速度与数量．而氯离子在混凝土中传输　过程的快慢是影响钢筋混凝土结构物的使用寿命长短的重　要因素。因此，研究氯离子在混凝土内部的迁移过程对提高　混凝土的耐久性有重要的意义。　１氯离子渗透和扩散的机理　混凝土中Ｃｌ一的渗透由２个基本因素决定：一是混凝土　对Ｃｌ一渗透的扩散阻碍能力，这种阻碍能力决定于混凝土的　孔隙率及孔径分布；二是混凝土对Ｃｌ一的物理或化学结合能　力，即固化能力，这种固化能力既影响渗透速率，又影响水中　游离Ｃｌ一的结合速率。混凝土是一种含固、液、气三态的多相　体系，氯离子可通过多种渠道渗入到混凝土内部．致使对氯　离子渗透过程的研究变的较为复杂。混凝土中不同类型的砂　石通常对氯离子的扩散过程的影响较小．在水灰比等参数相　同的情况下，能和氯离子渗透相抗衡的是水泥石，因此，水泥　石的组成和结构是影响氯离子在混凝土中扩散速度的主要　因素。　氯离子渗透到混凝土有三种基本的迁移方式：一种是纯　氯化物离子的扩散；另一种是氯化物和水结合住一起迁移．　即渗透；还有一种是毛细锊吸附。这三种迁移机制可能同时　发生。当混凝土的孔隙中充满水或者充水程度较高的情况　下．氯离子的迁移主要是由扩散引起的。在计算氯化物的实　际渗入量时，常采用扩散理论，并且可以得出一个有效的扩　散系数。　２评价氯离子渗透或扩散性能的方法　混凝土中氯离子的渗透主要是采用氯离子扩散系数的　方法来探讨影响氯离子扩散速度的各种因索，并对不同组分　和结构的水泥浆体抑制氯离子扩散的能力加以比较和评价。　氯离子扩散系数可用许多方法测定。现有的确定氯离子扩散　系数的方法主要有两种：自然扩散法和加速扩散法。　（１）自然扩散法。将混凝土长时间（通常为三个月或一　年）浸泡于含氯的盐水中，然后通过切片或钻芯的方法，借助　化学分析，可以得到氯离子浓度与扩散距离的关系，然后利　用Ｆｉｃｋ第二定律计算出氯离子扩散系数的大小。　（２）ＪＪ￣速扩散法。通过施加电场的方法，加速氯离子在混　凝土中的迁移，缩短了氯离子达到稳态传输过程的时间，然　后结合化学分析，通过测定氯离子浓度一距离一时问曲线，利　用Ｎｒｅｎｓｔ—Ｐｌａｎｋ方程来确定氯离子扩散系数。　３试验配合比和试验方法　３．１试验用原材料　配制混凝土所用的原材料：闽福Ｐ．Ｏ．４２．５水泥，嵩能Ⅱ　级粉煤灰，三钢￥９５矿渣粉，三美微硅灰，宏发ＦＳ—Ｒ高效减　水剂．银桥ＵＥＡ—Ｈ膨胀剂．细度模数为２．６的中砂，连续级　配为５～３１．５　ｈｉｍ的碎石。　３．２试验配合比　试验用的混凝土配合比见表１。　３．３氯离子渗透性测试　试验标准：ＡＡＳＨＴＯ　Ｔ２７７（ＡＳＴＭＣ１２０２）标准试验方法。　主要试验装置：Ｐｒｏｖｅ　ｉｔ氯离子渗透仪。

粘土矿物分析

粘土矿物分析

作为岩石组分的粘土矿物其含量、种类及其分布、产状等对地层伤害有着非 常密切的关系。由于粘土矿物颗粒细小（<0.01mm），比表面极大，并具有特殊的结构组成，因此它们对外来作业流体如注入水、压裂液、酸化液、压井液等的侵入极为敏感。当与外来流体接触时，粘土矿物往往会发生膨胀、微粒运移、生成某种沉淀等从而堵塞储层油气流动的孔隙通道，造成储层渗流能力的下降，损害油气层。因此了解粘土矿物的性质对油田开发十分重要。

通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术可以确定岩石中粘土矿物的含量、分布及产状等。选取了西泉5井的部分岩石样品进行了上述测定，测定结果见表1。

表1 西泉5井区三叠系储层粘土矿物含量统计表

层 位 粘土矿物含量(%) 样

蒙皂石 伊蒙混层 伊利石 高岭石 绿泥石 绿蒙混层 品

S I/S I K C C/S 数

韭菜园子组 范 围 63～98 20～99 2～16 1～12 1～55 33～53

29

平均值 87.8 72.76 6.24 5.74 9.33 44.2

烧房沟组 范 围 69～97 29～94 1～10 1～58 1～28 29～98

106

平均值 92.3 66.28 3.99 7.7 3.6

烧房沟组 范 围 76～86 24～73 2～22 3～49 3～18 29～99

17

平均值 81.1 45.9 8.88 20.4 10.3

根据X衍射和扫描电镜分析，韭菜园子组砂层以蒙皂石（包括蒙脱石和皂石两个亚族）为主，63％～98％，平均87.8％；其次为伊/蒙混层（20％～99％，平均72.76％），绿泥石（1％～55％，平均9.33％），另有高岭石（1％～12％，平均5.74％）和伊利石（2％～16％，平均6.24％）（见表1）。

对韭菜园子组敏感性的简单分析：（供参考）

韭菜园子组伊/蒙混层和绿/蒙混层含量较多，伊/蒙混层和绿/蒙混层是遇水易膨胀的矿物，易发生粘土膨胀和分散造成地层伤害。

房柱式采矿法矿柱的力学特征分析

房柱式采矿法矿柱的力学特征分析

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房柱式采矿法矿柱的力学特征分析

作者：丁 杨 题正义

来源：《硅谷》2008年第15期

[摘要]为了最大限度回收矿柱资源，缓解矿井接续紧张，延长矿井服务年限，对房柱式采矿法矿柱的力学特性进行分析，着重从矿柱的应力分布、矿柱的受力和变形的一般规律、矿柱上的载荷计算、影响矿柱强度的因素、矿柱的破坏的形式等方面进行分析，为矿柱合理回收提供理论依据。

[关键词]矿柱 载荷 变形

中图分类号：TD5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0810077－02

矿柱对维护矿房的稳定性来讲，是起主要作用的。有些矿山使用房柱法开采时由于矿柱尺寸过小，造成了大范围的顶板冒落和岩移，是安全和生产都受到很大危害。另一种情况是由于缺乏科学依据，有些矿山又把矿柱的尺寸选得过大，使矿石的回收率极低。因此合理的矿柱尺寸对于加强回采工作的安全和提高技术经济指标具有重大的意义。

房柱式开采的关键技术是矿柱回收。研究矿柱的回收问题，首先要研究矿柱的各种力学特性，矿柱作为采场的主体部分，在矿柱与顶底板相互作用的过程中，矿柱的力学性质起了至关重要的作用。因此我们要对单个矿柱力学方面的性质进行研究，为矿柱的合理回收打下基础。

一、矿柱的应力分布

分析一个矿柱的受载荷情况，既应考虑它的总载荷，也应考虑由此载荷所引起的应力分布，其中尤应首先考虑应力分布这一因素。

（a）理论分布图（b）实际的分布图

在图1中，并排的两个矿房形成了一个宽度为Bp的矿柱。当这两个矿房十分靠近时，可以认为矿柱的应力是其中每一个矿房所产生的应力集中相互作用的结果（应力叠加）。因而在矿房壁面上（即在矿柱的壁面上）的最大切向应力会大于两个矿房所产生的最大切向应力。矿柱内的轴向应力，在大多数情况下，也会大于原来的轴向应力[图1（a）]。 龙源期刊网

提高金刚石复合片抗冲击性能的试验研究

提高金刚石复合片抗冲击性能的试验研究

提高金刚石复合片抗冲击性能的试验研究

孙伟;赵海峰;张天翔;熊远贵;王倩;王小华;甄怀宾;朱卫平

【摘 要】针对聚晶金刚石复合片脱钴处理后,金刚石层出现微观空隙结构,抗冲击性能减弱的问题,利用微观粒子充填的方法,选取类金刚石作为充填剂,对金刚石层进行充填处理,利用扫描电子显微镜和PDC抗动载性能测试仪,对充填和未充填的复合片进行对比试验分析.试验表明,充填的复合片其金刚石层表面形成类金刚石薄膜,有利于分散冲击过程中形成的瞬间应力集中;充填的复合片其抗冲击性能得到显著提高,能承受30 J的冲击功4～5次,承受的总冲击功高达450 J;未充填的复合片能承受100J的总冲击功,再经过1次20J的冲击后,金刚石层会出现裂纹或脱落的现象.进一步分析试验条件对充填金刚石复合片的抗冲击性能影响,结果显示,射频功率越大,氩气、甲烷和氢气的流量比为5∶10∶30,沉积时间为180 min时,充填的金刚石复合片的抗冲击性能最佳.

【期刊名称】《钻采工艺》

【年(卷),期】2018(041)006

【总页数】4页(P87-89,105)

【关键词】聚晶金刚石复合片;脱钴处理;微观粒子充填;类金刚石;抗冲击性能

【作 者】孙伟;赵海峰;张天翔;熊远贵;王倩;王小华;甄怀宾;朱卫平

【作者单位】中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;中国石油大学·北京;中石油煤层气有限责任公司;中国石油大学·北京;中国矿业大学·北京;中石油煤层气有限责任公司;中国石油大学·北京;中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;中石油煤层气有限责任公司 【正文语种】中 文

PDC钻头具有破岩效率高、钻速快、进尺多、寿命长等优点，在石油钻井中发挥着重要作用［1－3］。据统计，70%以上的PDC钻头失效是因PDC切削齿损坏而造成的，主要表现为切削齿的磨损和断裂，并伴有少量的金刚石层脱落和掉齿现象［4－5］。聚晶金刚石复合片在高温、超高压的条件下，由金刚石微粉与硬质合金基体在催化剂钴的作用下烧结而成［6］，它是PDC钻头的切削齿，是钻进过程中最主要的切削单元［7］。钴在高温下会加速金刚石的石墨化，产生严重的热损伤，因而金刚石复合片在使用前一般要去除钴，以提高金刚石复合片的热稳定性［8］。