王传留

(中煤科工集团西安研究院有限公司, 西安 710077)

PDC切削齿作为PDC钻头剪切碎岩的主要切削元件，其性能的优劣对PDC钻头的综合性能有着决定性的影响[1]。因此，根据工况条件，加强PDC切削齿性能评价，指导PDC切削齿的选型，对提高PDC钻头寿命和破岩效率具有重要意义。

目前，通过检测PDC切削齿的抗冲击韧性、磨耗比等性能指标来评价PDC切削齿的优劣，无法完全准确地反映PDC切削齿的综合性能，往往造成评价结果与PDC钻头的实际应用效果差别较大[2-6]。通过现场试验的方法来检验PDC切削齿的性能，结果比较准确，但存在试验周期长、成本高的缺点，因此须研究新的评价方法来全面有效指导PDC切削齿的选型。本研究对PDC的热性能进行检测和对比分析，探索出PDC切削齿选型新方法，以期对其抗冲击韧性、磨耗比等性能指标进行补充，完善PDC质量检测及控制的途径和方法。

1 PDC切削齿热性能检测及结果

选择A、B和C等3个厂家不同型号的PDC切削齿进行检测，分别从常温激光拉曼、高温激光拉曼、热重分析、宏观热稳定性测试等不同角度评价切削齿的性能[7-9]。

1.1 常温激光拉曼分析

由于PDC的金刚石层与碳化钨基体之间热膨胀系数、弹性模量等物性参数存在较大差异，不可避免地会在两者界面或者材料内部产生残余应力，使其金刚石层与碳化钨基体间的附着力下降，金刚石层的抗冲击性能变差，钻进时容易发生脱落或断裂等。因此，研究PDC切削齿的残余应力特性，对指导PDC切削齿的选型至关重要[10-13]。……