摘要:PDC复合片钻头在地质勘探和石油天然气钻井等领域得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，对于其碎岩过程及其与钻进规程参数间的关系研究不够深入，影响了技术经济指标的进一步提高。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多工作，取得了一定效果，值得引起我们的注意。例如，他们建议，由于岩石破碎方式是变化的，所以，尽量使岩石破碎处于体积破碎状态；如果把钻头每转进尺能耗量指标作为一个评价指标考虑进去，则评价系统会更加科学和更加全面；钻头每转进尺，不是越高越好，有一个最优值，这个最优值与钻进规程参数密切相关；提出了临界钻进规程的概念，即当轴载和转速的乘积高达一定数值时，切削具温度急剧上升、钻头磨损明显加剧，冲洗液量再大也无济于事，因此，此时应该采取措施，及时调整规程参数，避免钻进过程处于临界规程状态，以便使钻进处于正常状态，继续钻进下去。

摘要:在油气钻井、深部地层钻探中，聚晶金刚石钻头有着广泛的应用。聚晶金刚石复合片（PDC）由聚晶金刚石层与硬质合金基体所组成。由于聚晶金刚石层与硬质合金基体的热膨胀系数等性质差异，PDC在烧结冷却后内部会存在巨大的残余应力。为降低PDC内部的残余应力，本文提出了一种梯度结构金刚石复合片的制备技术。通过以熔融沉积成型加烧结的工艺方法，确定了梯度结构金刚石复合片的制备技术路线；对制备出的梯度结构金刚石复合片的微观形貌及残余应力的分布情况特征等进行分析；进行室内钻进试验验证了梯度结构金刚石复合片的钻进性能。结果表明，熔丝制造工艺制备的梯度结构金刚石复合片在聚晶金刚石层和梯度层界面处存在1.4 GPa的压应力，显著提高了层间结合能力，相比常规复合片钻进效率提升约36%且使用寿命更长。

摘要:长岭断陷龙凤山气田主力储层主要分布在火山岩发育的营城组和火石岭组。储层岩石石英含量高、研磨性强，导致机械钻速低、单只钻头进尺短，大幅增加了起下钻换钻头等非生产时间，严重制约钻井提速。本文通过开展岩石力学实验研究，利用测井资料建立并修正岩石力学剖面，开展了异型PDC齿研发和钻头切削结构设计优化，研发出一种适合该区块火山岩地层的6刀翼异形齿PDC钻头，现场应用3井次，较其他普通PDC钻头平均进尺提高42.2%，平均机械钻速提高36%，提速降本效果显著。

摘要:PDC钻头在石油天然气钻井和地质勘探钻进中得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，钻进中产生的PDC切削具非正常磨损，影响了这种先进方法的机械钻速和钻头进尺的提高。俄罗斯史密斯钻头（Smith Bits）公司研发了一种钻进过程中可以沿着自身轴线回转的ONYX切削具，抑制了PDC切削具的非正常磨损，具有创新性和实用价值。Нескоромных B.B.教授等对镶有ONYX切削具的钻头的结构和性能参数进行了分析研究。试验表明，这种ONYX切削具的耐磨性比常规固定式PDC切削具的耐磨性好，钻头钻进效果也比较好，俄罗斯正在积极推广使用，建议中国有关专家和部门对此进行研究和试验。

摘要:在天阳盆地高温地热钻探施工中，受变质岩系硬岩地层岩性和高温的影响，牙轮钻头机械钻速低、磨损严重、使用寿命短，严重影响钻探施工。对PDC钻头的应用进行了探索研究，针对地层岩性特征，对钻头体、刀翼、剖面轮廓及复合片的选择和布设等关键技术进行了探索，并在钻探实践中优化改进，研究出了一种抗冲击性能较好、适宜于变质岩系硬岩地层的PDC钻头。有效地提高了机械钻速、降低了钻井成本，为天阳盆地高温地热钻探项目的顺利实施提供了技术支撑。

摘要:盐湖浅部覆盖地层具有水溶性强、胶结性差、裂隙孔隙发育等特点，钻孔易发生缩径、坍塌、溶蚀剥落、漏失等问题，进而引起卡钻、埋钻、憋泵等孔内事故，因此需要改进钻探技术以提升工程施工质效。结合矿区实际，探索了短钻具+侧喷PDC钻头+饱和卤水冲洗液+PVC管护壁组合式绳索取心钻进工艺，通过开展试验研究，优化钻进参数、改善饱和卤水冲洗液、优选取心钻头，因地制宜改造绳索取心绞车，设计研发分层抽水试验装置的单双动接头，这些技术措施在盐湖浅层钻探施工生产中取得成功应用，保障了钻探工程高质高效实施。

摘要:小口径定向钻进是解决高精度控矿勘探钻进的重要技术。针对兰陵铁矿区中硬岩石薄软互层小口径定向钻进施工碎岩PDC钻头广谱适应性问题，通过对钻头的冠部形状、刀翼布置、PDC切削齿镶焊角度、钻头水力结构及钻头胎体等几个方面的优化设计，研制了?98 mm定向钻进PDC钻头。经过中等硬度以上非均质地层3个定向钻探孔的应用验证，PDC钻头在抗冲击破坏、耐磨性、钻头寿命等方面取得了满意的效果，达到高效碎岩、连续稳定控向钻进的目的，为小口径定向钻进PDC钻头的设计及制造提供了一个有效解决方案。

摘要:在地质钻探和石油天然气钻井中，尤其是在深部钻进中复合片钻头得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，常常发生复合片非正常磨损甚至损坏的情况，影响了其推广使用。俄罗斯钻探工作者在对其进行深入研究的基础上，提出了使用新一代楔形复合片和圆锥弧形复合片组合，设计出新型结构减振复合片钻头，取得了一定的进展，技术经济效果良好。

摘要:PDC钻头在石油天然气钻井和地质勘探钻进中得到了广泛的应用，但是，钻井中钻具的振动及其引起的PDC非正常磨损，影响了这种先进方法的技术经济效果。国内外钻探工作者提出使用楔形和圆柱形切削具，对于防止振动及其非正常磨损、提高钻探技术经济指标起了一定的作用，但未根本解决。俄罗斯专家提出使用凹状曲面PDC切削具，经过理论计算和分析对比，对其进行了计算机模拟，给出了有关参数（凹状曲面圆锥顶角，安装前角），对于解决PDC振动问题有一定参考价值，值得引起我们的注意。

摘要:深部地热钻探中，通常会钻遇硬塑性泥岩，严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础，深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因，研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具，可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速；使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命，同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。