四川川庆石油钻采科技有限公司，618300
摘要：因为想要进一步的提升钻井碎岩的实际效率，并且有效的减少实际的钻井时间，降低在这一过程中需要消耗的成本，PDC钻头在我国有关施工中的使用逐渐增多，使其不断的成为我国市场发展中的重要方向之一。而这一钻头在行业中的实际应用情况还需要通过进一步的研究才能确定，通过对相关内容进行综合性的研究与分析，可以进一步的提升相关研究的实际效果。本文首先就PDC钻头的相关内容进行了综合性的分析与研究，并介绍了现阶段PDC钻头的发展情况，最后就PDC钻头发展情况进行了深入的思考，希望通过对相关内容的研究与分析，希望可以进一步的提升PDC钻头的发展效果，为钻井工作的实际发展提供更大的帮助。
关键词：PDC钻头；发展前景；发展思考
前言：钻井在油田中拥有非常重要的意义，从相关研究来讲，在整个油田的开发工作中，钻井工作的投资需要占据其中的将近40%，从现阶段的实际情况来讲，石油资源不断的减少，因为这一情况的影响，使钻井公司需要通过更有效的方式提升自身的开采效率。钻头作为其中重要的工具之一，是提升性能的重要方向之一。PDC钻头作为上世纪八十年代左右研制出来的一种钻头，其可以有效的提升钻井工作的实际效率，而且相比较来讲，其具有更长的使用寿命，在钻井工作中的使用范围非常的广，但是这一钻头还有很大的提升空间，还没有获得良好的应用，使其所带来的效果不断下降。
一、PDC钻头的概述
我国在上世纪开始不断的应用PDC钻头，在九十年代其已经获得了非常广泛的应用，在市场中获得了非常好的发展。虽然PDC钻头在实际应用中获得了非常好的发展，并且其本身也具有很多的优点，但是相较于其他钻头来讲，其所具有的问题也更明显。PDC钻头所面对的水力问题会更严重。因为这一钻头主要是通过剪切的方式击碎岩石，工作速度来讲比较快，但是其中会有很多碎屑需要清除，而从另一角度来讲，因为钻头上的切削齿对于温度来讲比较敏感，所以如果没有进行及时的冷却工作就会出现钻速急剧下降的问题，对钻头的实际使用时间会造成非常大的影响。所以研究与提升PDC钻头水力效果一直都是行业人最关注的问题之一。
二、PDC钻头的发展情况
（一）钻头水力学研究
因为在旋转的过程中PDC钻头井下流场的流动形态相对来讲会比较复杂，所以钻头上会有喷嘴，流速在受到钻头表面形状与流道形状等方面因素影响的情况下，导致复杂流场的流动很难通过理论对其进行预测，所以必须通过实验对其进行验证。因为测试技术与计算机技术的不断发展，通过光学测试技术并结合CFD等技术的发展，逐渐成为在PDC钻头中研究的重点，通过测试技术可以更加精确高效的获得大量数据。
（二）钻头设计进展
第一种是脱钴PDC钻头，因为PDC钻头经常使用钴作为金刚石颗粒中的粘结剂，因为钴的存在，所以会导致金刚石在地温下逐渐变成石墨，而且因为钴和金刚石之间的热膨胀管系数不同，所以在热度较大的情况下会导致金刚石颗粒之间的粘结效果受到较大的影响。脱钴钻头可以有效降低退化的可能性，并且可以使其具有更强的耐热性，可以进一步的缩短钻井时间，降低钻头磨损问题的影响[1]。
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第二种是剪切帽PDC钻头，因为在下套管固井作业的过程中，底层膨胀严重或者是出现了塌陷的情况，使其不能下到预计深度时，这一情况就需要通过套管钻井技术，这一技术主要使用带有碳化钨的PDC钻头，将其下到指定的深度，完成最终的固井工作。但是要想使其完成这一工作，钻头套管必须先钻铣掉，使其可以更好的发挥自身的实际作用。
除了上述两种钻头之外，还有很多钻头，例如错排齿钻头和波纹面复合片钻头等，但是在实际应用中比较少，所以不做赘述。
三、PDC钻头的发展思考
（一）认识
钻头是钻井中非常重要的工具之一，其对于钻井的速度与钻井周期、成本等方面会产生较大的而影响，从现阶段国内外的发展情况来讲，有关公司对于钻井业务与钻头技术的发展创新工作非常重视。PDC钻头因为具有非常优良的性能，所以在实际发展中，占据较大的市场份额，并逐渐成为市场中的主流。
PDC钻头在实际发展的过程中，各个方面都处于段完善的过程中，其中材料与几何形状等方面的内容，虽然具有多方面的优点与使用效果，但是依据具有很大的进步空间，通过不断的改进与完善不断的面对更加难以解决的问题，进一步的满足油井开发的实际需求。
通过对PDC钻头的研究，需要使其更适合应用在花岗岩等坚硬岩石，或者是一些研磨性比较大的岩石之中，如果可以在这些类型的岩石中使用，就需要使其牙轮钻头边缘化，最终使其成为特色钻头产品之一，使其可以发挥出更好的效果。
（二）思考
PDC钻头是进一段时间科学技术在钻井工程中的重要发展，PDC钻头经过了长时间的发展逐渐形成了现阶段的形状，但是在未来还有很大的进步空间，从现阶段的实际情况可知，PDC钻头故障中体现出的是流体力学方面的问题，所以在实际发展之中也需要从这一角度使其获得更好的发展。
从现阶段的情况来讲，当前在钻头生产企业中，研究人员的投入更加的广泛，一些高级的PDC钻头还需要通过进口，才能满足相关工作的需求[2]。从我国石油行业来讲，需要进一步的提升钻头的研发工作，提升PDC钻头的技术创新力度与制造行业的发展效果，进一步的提升钻井速度与我国钻头产品的实际竞争力，使其获得更好的发展。
结论：钻头作为钻井作业中的重要工具之一，通过对钻头进行研究，使相关技术不断的创新，可以为其发展提供更大的帮助，通过具有更好效果的钻头在实际使用中可以有效的提升作业效率，为其实际发展提供更大的动力，提升实际的研究效果。通过了解国内外先进的PDC钻头技术，并将其应用到钻井的实际工作之中，进一步的提升我国PDC钻头技术的发展方向与研究重点，对于加快PDC钻头的实际研发工作具有非常重要的意义，对其发展来讲可以起到更好的帮助效果。
参考文献
[1]林四元，李中，黄熠，陈浩东，杨玉豪，高济稷.南海文昌区块深部地层旋转切削齿PDC钻头提速技术[J].石油钻探技术，2017，45(06):65-69.
[2]王博，李勇.强研磨性硬地层中应用的PDC-金刚石孕镶块混合钻头设计分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38(12):40-41.
论文作者:邓元洲 冯明 刘彬
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/11
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