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PDC鉆頭進步了鉆井效率
PDC鉆頭于20世紀(jì)70年代投入應(yīng)用。在過去的30年中，大量的技術(shù)提高使PDC鉆頭在鉆頭市場上據(jù)有重要份額，而且其份額還在不斷增長。例如2000年時PDC鉆頭的鉆井進尺約占總進尺的26%，而到2003年P(guān)DC鉆頭的鉆井進尺約占總進尺的50%。
PDC鉆頭水馬力、切削件和動態(tài)不亂性的改進導(dǎo)致PDC鉆頭的機械鉆速和壽命大幅度增長。過去，PDC鉆頭只限于鉆軟到中硬地層，不能鉆研磨性地層。今天，大量的發(fā)明和技術(shù)突破使PDC鉆頭的鉆速更快、鉆井質(zhì)量更好而且鉆井深度更深，其應(yīng)用范圍也擴大到硬地層和研磨性地層。Verel 國際公司以為PDC鉆頭的詳細提高如下：
1．材料
與牙輪鉆頭的不同之處是，PDC鉆頭沒有運動部件。PDC鉆頭的胎體可用鋼和碳化鎢兩種材料來制造。鋼體PDC鉆頭的主要缺點是抗沖蝕機能不如混合體鉆頭，鋼體鉆頭一般用于鉆軟到中等研磨性地層和鉆大井眼。
PDC鉆頭的技術(shù)提高：首先是采用了抗研磨性和抗沖擊性更好的人造金剛石材料；其次是聚晶金剛石薄片與碳化鎢圓片接觸面的幾何外形也有了改進；PDC鉆頭的熱不亂極限也由原先的700oC進步到1150o。
2．切削機理
PDC鉆頭的破巖機理是剪切。鉆頭的剪切作用在破巖時起主要作用。在過去的30年中開發(fā)出了良多用于猜測PDC鉆頭作用力的模式。目前在單牙輪鉆頭模式中通?？紤]PDC鉆頭切削件的特性，以及巖石力學(xué)特性。
3．基本結(jié)構(gòu)
PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)取決于良多因素，如鉆進能力（鉆速）、水馬力、導(dǎo)向能力和耐磨性等。鉆頭與地層作用的結(jié)構(gòu)分為3部門：切削結(jié)構(gòu)，主動保徑和被動保徑。PDC鉆頭的鉆進能力無疑是影響鉆井本錢最重要的因素。PDC鉆頭切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的數(shù)目和尺寸是影響鉆頭鉆進能力的主要參數(shù)。通常，減小切削件的后耙角可以進步鉆速，但切削件的抗沖擊能力下降。要根據(jù)所鉆地層和鉆井前提選擇切削件的數(shù)目和尺寸。
4．不亂性
PDC鉆頭的不亂性對鉆井效率來說是極其重要的因素。不亂性好的鉆頭可以進步鉆速，延長鉆頭壽命，進步井眼質(zhì)量，而且可以減少對井下設(shè)備的損壞。抗渦旋和降摩擦保徑塊等技術(shù)的應(yīng)用使PDC鉆頭更加不亂。
5．水力
噴嘴尺寸的互換性取決于多種因素，主要因素是鉆頭尺寸和推薦的水馬力設(shè)計。鉆頭的水馬力有兩種功能：首先是用鉆井液清潔切削件和防止鉆頭泥包；其次是通過鉆井液冷卻切削件并保持切削件的溫度低于700oC的臨界溫度。
常規(guī)噴嘴為圓筒形，并能在巖石表面產(chǎn)生均衡的壓力分布。目前已開發(fā)出非圓筒形噴嘴。
6．怎樣選擇PDC鉆頭
今天，專用PDC鉆頭的設(shè)計主要取決于要鉆巖層的特性。因此，利用鄰井的測井資料研究鉆遇巖層的類型是至關(guān)重要的。地層的機械和物理機能（抗壓強度、研磨性和孔隙壓力）是影響選擇鉆頭的主要因素。
最近開發(fā)的軟件可以猜測巖石強度和評價PDC鉆頭的機能，可以匡助選擇鉆頭。同時正在研究鉆井參數(shù)和水力前提對鉆頭結(jié)構(gòu)的影響以便調(diào)整鉆頭的設(shè)計。
PDC鉆頭的選擇還取決于所鉆的油井類型，如定向井、小井眼、水平井等。