钻头的特点

PDC钻头的特点

1973年美国开发了聚晶金刚石复合片钻头，国外广泛应用于软-中硬地层。在中东和北海的深井及海洋钻井中首先获得了高井尺、高钻速，大大缩短了建井周期，降低了钻井成本，受到了钻境界的广泛重视，成为钻井工具的一项重大成就。国内对PDC钻头也引起了极大

的关注和兴趣，随着钻井技术人员对PDC钻头的认识和实践，它正在逐步取得较好的使用效果。

按钻头材料及切削齿结构划分，PDC钻头有钢体和胎体两大类别(间上图1-2)

胎体钻头用碳化钨粉末烧结而成，用人造聚晶金刚石复合片钎焊在碳化钨胎体上，用天然金刚石保径。碳化钨胎体耐冲蚀、耐磨、强度高、保径效果好。钻头水眼水道面积可以根据钻井工艺需要的水力参数来设计，有较大的灵活性。胎体外形可以根据地层特点设计，变化胎体形状只要改变模具而不需要增加设备。钢体PDC钻头，是用镍、铬、钼合金机械加工成形。经过热处理后在钻头体上钻孔，强人造聚晶金刚石复合片压入(紧配合)钻头体内，用柱状碳化钨保径。它比胎体钻头成本低20%左右，但不耐磨且易被冲蚀。

金刚石复合片钻头的特点

该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力，是20世纪80年代世界钻井三大新技术之一。现场使用证明，金刚石复合片钻头在软-中硬地层中钻进时，有速度快、进尺多、寿命长、工作平稳、井下事故少、井身质量好等优点。并且相对于金刚石钻头具有成本低，适用范围广等优势。

国内金刚石复合片钻头的研究应用最初由西安煤科院研发设计，经过多年的发展，复合片钻头在国内众多钻头厂家地质钻头如西安煤研所，西安泾渭、西安钻龙石油钻头如川石、江汉、亿斯达等和金刚石复合片厂家如河南新亚河南亚龙等公司等的研究发展下，无论是质量还是应用范围都取得了巨大的改进。

牙轮

现在侧钻井常用的小尺寸钻头主要有三牙轮钻头、PDC钻头和单牙轮钻头。其中，三牙轮钻头最明显的缺点是轴承尺寸小，主要靠冲击、压碎和小距离刮挤方式破岩，钻头接触井底的牙齿数变化大，牙齿受力不均匀，轴承使用寿命短；PDC钻头由于受结构和工作原理的限制，不只工作时扭矩较大，牙齿的冲洗和冷却困难，而且它对地层岩性的敏感性较强，不

适合钻进砾石地层和软硬交错的地层；单牙轮钻头比三牙轮钻头更适用于强度和塑性同时都大的地层，同时又能适用于PDC钻头难于对付的硬夹层和其他复杂地层，且结构简单，轴承空间大，使用平安可靠，钻头尺寸容易小型化，现场使用效果良好。根据施工中出现的各种问题，对单牙轮钻头的轴承、牙齿、牙轮掌背及流道进行了强化处置和改进，改进后的单牙轮钻头在小井眼钻井的应用中获得了极大胜利，克服了以前单牙轮钻头的各种缺陷，消除了单牙轮钻头牙齿易掉落、掌背易刺穿、过多的起下钻以及钻井利息较高等问题，现场应用效果良好，能够提高侧钻井机械钻速，缩短钻井周期，从而降低钻井本钱，即可应用于增斜钻进，更适合稳斜钻进，更适用于小井眼钻井。