Φ311FS系列PDC钻头选型与应用

174PDC钻头代表了钻头的一个新的发展阶段。

这种钻头通过破碎岩石作用钻进岩石。

安全系数高，风险低。

金刚石复合片为聚晶片，后约1/32in，镶嵌在已植入钻头本体预先所钻的洞内的碳化物金属块里。

1 PDC钻头的结构PDC钻头结构有钢体与胎体两种类型，其中胎体钻头的材料为铸造碳化钨粉，经烧结制成钻头，在烧结时钻头工作面留下窝槽，然后再在窝槽上直接焊接复合片。

钢体钻头的材料为整块合金钢经机械加工铸成，然后在碳化钨齿柱上将复合片制成切削齿，并将切削齿镶嵌在钻头体上，保径部位也是将金刚石块或其他耐磨性材料镶嵌在钻头体上，为防止冲蚀，可在钻头工作面上喷涂一层耐磨材料。

PDC钻头工作面的几何形状其对钻头的稳定性、井底清洗、钻头磨损及钻头各部荷载的分布都有明显的影响。

钻头工作面性状有五个基本要素，包括顶部、内锥、肩部、侧面与保径。

2 PDC钻头的工作原理PDC钻头实际上就是微型切削片刮刀钻头，所以PDC 钻头的工作原理基本与刮刀钻头的基本相同，在软至中硬的地层中钻头通过剪切方式将岩石破碎，在较小的钻压下就能够完成高机械钻速。

由于聚晶金刚石层极薄（1mm）左右、极硬，且比碳化钨衬底的耐磨性高100倍以上，因此在切削岩石过程中刃口能保持自锐。

3 PDC钻头的特点PDC钻头特点主要有以下几个方面：即没有活动的零件，切削钻用能力强，钻头有较长的使用寿命，和比其它类型钻头相比较其机械钻速和抗冲击性更高，最适合于井下动力钻井。

获得极高的机械钻速，与牙轮钻头相比，PDC钻头本身没有活动件，可防止掉牙轮等井下事故与复杂情况的发生。

4 PDC钻头适用性PDC钻头主要在软至中硬地层中比较适用，地层有适度的研磨性，PDC钻头在砾石、燧石及大段不均质地层中应该避免使用。

同时根据地层的具体情况要选择合适的PDC钻头，当遇到硬且脆的地层则要选择布齿密度大、切削齿初刃小的钻头类型；遇到软土地层则需要选择布局密度小、切削齿初刃大的钻头，增加钻头的吃入深度以及有助于井底清洗，防止钻头泥包。

PDC钻头模具三维设计和数控加工技术研究与应用摘要本文对PDC钻头模具三维设计和数控加工一体化技术的方法、步骤和相关工艺技术进行了研究。

解决了PDC钻头模具辅助设计二维数据的三维转化问题，提出了模具三维造型和参数化开发的方法，并应用CAD／CAM系统软件PRO／E建立了PDC钻头模具三维模型，应用PRO／PROGRAM(程序)开发模块进行PDC钻头模具造型的参数化开发，并编制了相应的参数化开发软件，提高了PDC钻头模具造型速度和准确性。

在建立PDC钻头模具三维造型的根底上，确定了模具数控加工工艺，摸索出一套利用PRO／E软件进行PDC钻头模具计算机辅助制造的方法和步骤，实现了PDC钻头模具一次装卡、一次成形的高精度自动化数控加工技术。

关键词 PDC钻头模具三维设计数控加工技术 CAD／CAM 聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)由钻头体、接头组成，根据钻头体按材料的不同分为胎体PDC钻头和钢体PDC钻头。

胎体PDC钻头的钻头体是采用铸造碳化钨粉和浸渍料经无压浸渍烧结而成的。

钻头体形状是通过模具的形状而间接实现的。

模具由底模、中模和上模三局部组成。

模具的中模和上模的设计与加工都很容易实现。

但底模是具有复杂曲面特征的实体，PDC钻头的冠部形状参数、切削齿位置和方向参数、水力结构参数等都是通过底模的形状来实现的。

因此底模的设计和加工是模具设计和加工中最重要的一局部，其设计的好坏和加工的精度都直接关系到钻头的最终使用效果。

高质量的模具是保证PDC钻头质量的关键因素之一。

目前国内PDC钻头模具的形成主要有三种方法。

第一种(应用最多的，如以下列图)是利用普通车床车削形成钻头冠部形状，依靠分度头手工划线定位、普通万能铣床铣削完成切削齿和水眼的加工，再通过手工修模完成水力结构的造型等多道工序完成的。

这种加工方法的缺点是工人劳动强度大、加工精度低、人为误差大，难以控制和保证质量，很难到达设计的要求。

第二种是数控加工，利用数控机床加工形成钻头的冠部形状和切削齿的定位，然后再通过手工修模或者粘上相应形状成形的水力结构(粘上以后也要进行一定的手工修理)而最后形成模具的。

浅议PDC钻头钻具组合的应用技术作者：杨振平来源：《中国科技博览》2012年第12期[摘要]：“PDC钻头+…”的钻具组合在钻井施工中得到广泛应用，对增加钻井效益起着重大作用，已是不争的事实，但在实际应用中，由于种种原因，时有达不到预期目的的情况发生，往往出现造斜率，钻进速度的不理想。

本文综合实钻中遇到的一些问题，结合几口井的现场施工情况，解析了PDC钻头的结构对造斜率因素的影响，PDC钻头对不同的地层适应性不同，以及在使用PDC钻头在钻井施工中，由于人为的操作因素不同，而对钻头使用效果产生了不同影响。

提出对选用的钻头的优选，人们认识观念的革新是提高钻井速度，增加钻井效益的关键。

[关键词]：PDC钻头动力钻具造斜率中图分类号：TE921 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）12- 0237 -01引言“PDC钻头+…”的钻具组合在现代钻井中得到国内外钻井界的认可，在定向井钻井中有着广泛的应用，为提高现代钻井技术，缩短钻井周期，增加钻井效益起着重大作用，但在实际应用中，无论在浅井、中深井及深井中还是在泥浆处理不好的定向井中、滑动钻进中井段比较长的定向井中以及浅、中、深水平井中，由于种种原因却达不到预期目的，造成不必要的损失。

当施工中急需增井斜的时候，原计划有一定造斜能力的动力钻具关键时候造斜能力失常，无法满足要求，增斜就是不理想，这样有可能重新起钻换动力钻具，耽误工期；也有可能因为这趟钻不成功造成填井，施工人员难以解脱；容易憋泵，动力钻具寿命降低，易于损坏；损坏钻头，钻头容易断齿、掉齿，有的甚至连根拔起掉成秃头，造成井下落物；工具面变化厉害，大绳打扭，造成事故，在有些应用有线随钻施工的井中，工作中稍有粗心，电缆往往因为钻具摆动而打扭造成断路或短路；侧钻井中掌握不好参数，侧钻不容易成功，因此有必要对“PDC钻头+…”的钻具组合进行研究。

1 施工实例与因素分析（1）新疆YM7-H1井。

PDC钻头使用技术措施
首先，选用适当的PDC钻头。

根据不同的地质条件和钻井需求，选择合适的PDC钻头参数，包括刀具尺寸、面矩形数、刀头密度等。

正确的选择可以提高钻头的钻进速度和钻井效率，降低故障率。

其次，对PDC钻头进行合理的刃角设计。

刃角是指刀具刃部与钻杆轴线的夹角，合理的刃角设计可以减少切削力，降低钻头的磨损。

根据不同的地层特性和钻井目标，选择合适的刃角，可以提高钻头的稳定性和服务寿命。

第三，进行适当的钻井参数控制。

钻井参数包括转速、进给速度以及泥浆性能等。

合理的钻井参数可以保证钻头在工作时以最佳状态运行，提高钻进速度，减少钻头的磨损和损坏。

根据不同的地质条件和钻井目标，进行钻井参数的优化，可以提高钻头的效率和钻井效果。

第四，加强钻头的维护保养。

定期检查PDC钻头的磨损情况，并及时更换损坏的刀具，可以延长钻头的使用寿命。

在钻进过程中，注意及时清理钻井废料，避免其在钻头上堆积，影响钻头的工作效果。

同时，定期对钻井工具进行清洗、检查和润滑，可以减少钻井工具的故障率，延长使用寿命。

第五，进行合理的钻井操作。

在使用PDC钻头时，需要注意避免钻头的过度震动和振动，避免过大的负荷和冲击力，以免导致钻头的损坏。

同时，需要根据地层特性和钻井目标，合理选择钻进速度和钻进方式，避免过高的转速和过大的进给速度，以免引起过高的温度和磨损。

PDC钻头使用方法PDC钻头使用方法简介PDC钻头（Polycrystalline Diamond Compact Drill Bit）是一种经过高温和高压处理的人造金刚石钻头，广泛应用于岩石、矿石和化石的钻探领域。

它由钻头身和刀翼两部份组成，钻头身用于连接钻杆，而刀翼由多个成行的金刚石刀片组成。

PDC钻头具有高效率、高质量和长寿命等优点，在钻探作业中发挥着重要的作用。

本文将介绍PDC钻头的使用方法，包括前期准备工作、钻井过程中注意事项以及钻井结束后的处理方法。

前期准备工作在使用PDC钻头之前，需要进行以下准备工作：1. 钻头检查在使用PDC钻头之前，必须对其进行彻底的检查。

首先，子细检查钻头是否有损坏或者磨损，如果有，应及时更换。

其次，检查钻头的连接罗纹是否完好，如果有松动或者损坏，应进行修复或者更换。

最后，检查钻头刀翼上的金刚石刀片是否完整，如果有缺损，应及时修复或者更换。

2. 井下环境评估在使用PDC钻头之前，必须对井下环境进行评估。

例如，需要了解井下岩石的性质、井深、井孔直径和估计遇到的地层情况等。

这些信息对于选择合适的钻头型号和确定钻头使用参数至关重要。

3. 钻头连接在使用PDC钻头之前，需要将其与钻杆连接起来。

连接时，应将钻头与钻杆的罗纹进行匹配，并使用扳手或者扳手夹紧。

连接完成后，应进行适度的拉力测试，以确保连接坚固可靠。

钻井过程中的注意事项在进行钻井作业时，使用PDC钻头需要注意以下几点：1. 钻速控制在使用PDC钻头时，必须控制钻速。

过高的钻速可能导致钻头损坏或者失效，过低的钻速可能导致效率低下。

通常情况下，钻速应根据地层情况和钻头型号来进行调整，以达到最佳钻速。

2. 注浆排渣在使用PDC钻头时，必须注意注浆排渣。

适当的注浆可以降低钻头的磨损，并有效冷却钻头，减少磨擦产生的热量。

同时，及时排渣可以避免钻头阻塞，提高钻井效率。

3. 防护措施在使用PDC钻头时，需要采取一些防护措施。

pdc钻头使用注意事项PDC钻头，全称为聚晶金刚石复合钻头，是一种新型的钻头，具有高效、高精度、高可靠性等优点，被广泛应用于石油、天然气、地质勘探、矿井开采等领域。

但是，在使用PDC钻头时，也需要注意一些事项，以确保其正常使用，下面就来详细介绍一下。

1. 钻头的选择PDC钻头有多种不同的型号和规格，因此在使用前，要根据实际需要选择合适的钻头。

首先要考虑的是钻头的尺寸和形状，要根据井眼的大小和形状来选择合适的钻头。

其次还要考虑钻头的切削性能，不同的钻头有不同的切削性能，要根据作业的地质条件和岩石类型来选择合适的钻头。

最后还要考虑钻头的耐磨性和寿命，要选择寿命长、耐磨性好的钻头，以提高工作效率和降低成本。

2. 钻头的安装在安装钻头时，要按照厂家提供的安装说明进行操作。

首先要检查钻头的外观，确保没有损坏和松动的部分。

然后要检查钻头的连接螺纹是否正确，是否紧固牢固。

在安装钻头时，也要注意避免使用过长的钻杆，以免影响钻头的工作效率和寿命。

3. 钻头的使用在使用钻头时，要根据实际情况进行调整和控制。

首先要控制好钻头的进给速度和转速，以保证钻头的切削效果和寿命。

其次要注意保持钻头的冷却液的供应，以防止钻头过热导致损坏。

最后还要注意钻头的清洁，及时清除钻头上的岩屑和泥浆，以保证钻头的切削效率和寿命。

4. 钻头的维护在使用完钻头后，要及时进行维护和保养，以延长钻头的使用寿命。

首先要清洗钻头，将钻头上的岩屑和泥浆清除干净。

其次要检查钻头的外观，是否有损坏和磨损的部分。

最后还要对钻头进行润滑和防锈处理，以保证钻头的质量和寿命。

PDC钻头是一种高效、高精度、高可靠性的钻头，但是在使用时也需要注意一些事项。

正确选择钻头、安装钻头、使用钻头和维护钻头，都是确保钻头正常使用的重要环节。

只有在严格按照要求进行操作和管理时，才能发挥PDC钻头的最大效益，提高工作效率和降低成本。

PDC钻头使用方法PDC（Polycrystalline Diamond Compact）钻头是一种高效、高精度的钻井工具，广泛应用于石油、天然气勘探和采集过程中。

本文将介绍PDC钻头的使用方法，包括选型、安装和维护等方面的内容。

1. PDC钻头的选型在选择PDC钻头之前，需要考虑以下几个因素：1.1 钻井环境PDC钻头的性能受到钻井环境的影响。

根据钻井地层的硬度、饱和度、温度等因素，选择合适的PDC钻头，以确保钻井工作的效率和质量。

1.2 钻井目标不同的钻井目标对PDC钻头的要求不同。

例如，对于探测天然气储层的钻井，需要选择具有较高冲击强度和耐磨性能的PDC钻头。

1.3 钻井参数钻井参数包括钻速、切削速度、进给速度等。

根据钻井参数的要求，选择具有相应性能指标的PDC钻头。

2. PDC钻头的安装对于PDC钻头的安装，需要依次进行以下步骤：2.1 准备PDC钻头在安装PDC钻头之前，需要检查钻头的质量和完整性。

确保PDC钻头没有损坏或磨损。

2.2 加固钻头连接部分将PDC钻头安装在钻杆的连接部分。

使用正确的扳手和力量，将钻头牢固地固定在钻杆上。

2.3 进行预检安装好PDC钻头后，进行预检。

确保钻头连接部分牢固可靠，并进行必要的检查和调整。

3. PDC钻头的使用注意事项在使用PDC钻头时，需要注意以下几点：3.1 控制钻速在钻井过程中，要根据地层的硬度和井眼的尺寸，适当控制钻头的转速。

过高的钻速可能导致钻头过度磨损或损坏。

3.2 保持稳定保持钻井过程的稳定性是使用PDC钻头的关键。

通过控制进给速度和注浆质量，保持钻头的稳定工作。

3.3 注意钻头冷却PDC钻头因为切削过程中会产生高温，所以需要进行有效的冷却。

采用合适的冷却液体，保持钻头的正常工作温度。

4. PDC钻头的维护定期进行PDC钻头的维护，可以延长其使用寿命。

以下是几个常见的维护方法：4.1 清洗和磨削定期清洗和磨削PDC钻头，去除切削面上的积土和残留物。

PDC钻头工作原理及相关特点剖析1.工作原理PDC钻头主要由钻头主体、切削结构和钻头连接装置组成。

其中，切削结构是PDC钻头的核心部分。

切削结构通常由若干个聚晶金刚石片组成，这些片通过硬质合金基体和钻头主体连接在一起。

当钻具旋转时，切削结构上的聚晶金刚石片与钻井地层接触，通过摩擦和冲击力来实现岩石的切削和破碎，从而实现钻井作业的目的。

PDC钻头之所以能够高效地进行切削，主要得益于聚晶金刚石的特殊结构和性质。

聚晶金刚石是通过高温高压合成的人工合成金刚石材料，其硬度远远高于地层中的普通岩石。

同时，聚晶金刚石具有非常好的热稳定性，能够在高温环境下保持其切削能力。

因此，PDC钻头在钻井过程中能够快速、高效地切削地层，提高钻孔速度和钻井效果。

2.相关特点（1）高硬度：PDC钻头主体采用硬质合金材料，而切削结构上的聚晶金刚石片具有非常高的硬度。

这使得PDC钻头能够抵御地层中较硬岩石的切削和破碎，提高钻井效率。

（2）良好的耐磨性：聚晶金刚石具有很高的耐磨性能，即使处在高速旋转和高压力下，也能保持较长时间的使用寿命。

这使得PDC钻头在长时间连续作业中具有更好的性能稳定性。

（3）良好的热稳定性：PDC钻头的聚晶金刚石片在高温环境下依然能够保持较好的切削能力，不易产生塑性变形和热损伤。

这使得PDC钻头在高温油气田勘探钻井中得到广泛应用。

（4）低扭矩：由于PDC钻头的切削面积较大，钻进过程中产生的扭矩相对较小，可以减少钻井设备的负荷和能耗，提高钻井作业的效率。

（5）钻速快、钻屑排除好：PDC钻头具有较大的切削面积和切削速度，可以快速破碎地层岩石，提高钻井速度。

同时，切削结构上的切削槽和孔水精心设计，有利于钻屑的排除，减少钻井堵塞的风险。

（6）适应性广：PDC钻头适用于钻探各种地层，如软岩、硬岩、砂岩、页岩等。

可以用于直钻、倾斜钻和水平钻井，满足不同场地和作业需求。

综上所述，PDC钻头以其高硬度、高抗磨损性和高热稳定性等特点，在石油和天然气勘探钻井领域得到广泛应用。

第二章 PDC 钻头工作原理及相关特点PDC 钻头是依靠安装在钻头体上的切削齿切削地层的，这些切削齿有复合片切削齿和齿柱式两种结构，它们的结构以及在钻头上的安装方式如图1-2所示。

复合片式切削齿是将复合片直接焊接在钻头体上预留的凹槽内而形成的。

它普通用于胎体钻头；齿柱式切削齿是将复合片焊接在碳化钨齿柱上而形成的，安装时将其齿柱镶嵌或者焊接在钻头体上的齿空内，它普通用于钢体钻头，也实用于胎体钻头的。

复合片（即聚晶金刚石复合片）是切削齿的核心。

复合片普通为圆片状，其结构如图1-3所示，它是由人造聚晶金刚石薄层及碳化钨底层组成，具有高强度、高硬度及高耐磨性，可耐温度750℃。

人们早就从实验中发现，岩石的诸力学强度中，抗拉强度最低，剪切强度次之，而抗压强度最高，抗压强度往往比剪切强度高数倍至十多倍。

显然采用剪切方式破碎岩石比用压碎方式要容易而有效的多。

PDC 钻头的复合片切削结构正是利用了岩石这一力学特性，采用高效的剪切方式来破碎岩石，从而达到了快速钻井的(a) 复合片式切削齿 (b)齿柱式切削齿图1-2 切削齿在钻头上的安装方式图1-3 复合片的结构图1-4 PDC 钻头的切削方式目的。

当PDC钻头在软到中等级硬度地层进时，复合片切削齿在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层并向前滑动，岩石在切削齿作用下沿其剪切方向破碎并产生塑性流动，切削所产生的岩削呈大块片状，这一切削过程与刀具切削金属材料非常相似（见图1-4）。

被剪切下来的岩屑，再由喷嘴射出泥浆带走至钻头与井壁间的环空运至井外。

PDC钻头因使用了聚晶金刚石复合片作切削元件而使得切削齿有很高的硬度和耐磨性。

PDC齿的缺点是热稳定性差，当温度超过700℃时，金刚石层内的粘结金属将失效而导致切削齿破坏，因此PDC齿不能直接烧结在胎体上而只能采用低温钎焊方式将其固定在钻头体上。

在工作中，切削齿底部磨损面在压力作用下向来与岩石表面滑动磨擦要产生大量的磨擦热，当切削齿清洗冷却条件不好，局部温度较高时，就有可能导致切削齿的热摩损（350-700℃时，切削齿的磨损速度很快，这一现象称为切削齿的热磨损）而影响钻头正常工作，所以钻头要避免热磨损浮现就必须有很好的水力清洗冷却，润滑作用配合工作，这就是要求泥浆从喷嘴流出后水力分布要合理，能有效地保护切削齿，这即是对钻头水力计的基本要求之一。

PDC钻头使用方法PDC钻头使用方法⒈简介PDC（Polycrystalline Diamond Compact）钻头是一种常用的钻井工具，它采用多晶金刚石压制而成，具有高硬度、耐磨损等特点，被广泛应用于石油钻井、地热开采等领域。

⒉ PDC钻头结构PDC钻头由钻头身和切削结构两部分组成。

钻头身为钻井工具的主体，切削结构则用于将地层材料切削碎片。

⑴钻头身钻头身一般由合金钢材料制成，具有足够的强度和刚度，能够承受钻井过程中的挤压、拉伸等力。

⑵切削结构切削结构采用PDC刀片进行布置，其主要作用是切削地层，将地层材料破碎、切削。

⒊ PDC钻头使用前准备在使用PDC钻头之前，需要进行以下准备工作：⑴学习钻头规格了解钻头的尺寸、形状、孔径等规格参数，并根据具体的钻井要求选择合适的钻头。

⑵检查钻头质量对钻头进行质量检查，确保其切削结构完好无损，无明显缺陷。

⑶检查接口连接检查钻头的接口连接情况，确保与钻杆、井下设备的接口连接紧固可靠。

⑷了解地层情况了解钻井地层的性质、硬度、孔隙度等信息，有助于选择合适的钻头及切削参数。

⒋ PDC钻头使用方法使用PDC钻头时，需按以下步骤进行操作：⑴钻头下井将PDC钻头安装在钻杆的底部，通过井口将钻头下井。

⑵启动钻井设备在将钻头下井后，启动钻井设备，以旋转方式将钻头带动，实现钻进操作。

⑶控制钻进速度根据地层的硬度、孔隙度等条件，控制钻进速度，避免过快过慢造成钻头磨损或钻井效率低下。

⑷监测钻头状态随时监测钻头的工作状态，确保其切削结构正常运行，并根据需要适时更换钻头。

⑸钻头升井完成钻进操作后，将钻头升井，并进行钻头的清洗、检查、维护保养等工作。

⒌附件本文档涉及以下附件：●PDC钻头规格参数表●钻头质量检查记录表●钻头接口连接图示⒍法律名词及注释⑴钻井工具：指用于进行地下井筒开挖作业的工具或设备，包括钻头、钻杆、钻井机等。

⑵ PDC（Polycrystalline Diamond Compact）：多晶金刚石压制而成的一种人造金刚石材料，具有高硬度、耐磨损等特点。

PDC钻头执行标准PDC钻头是一种广泛应用于石油钻井、煤矿开采和地质勘探等领域的钻井工具，其执行标准的制定对于保障钻头质量、提高钻井效率具有重要意义。

本文将从PDC钻头的材料要求、制造工艺、性能测试等方面，对PDC钻头执行标准进行详细阐述。

一、材料要求。

PDC钻头的刀片通常采用聚晶金刚石复合片作为切削元件，刀体则采用优质的合金钢材料。

PDC钻头的执行标准应明确规定刀片和刀体材料的选用标准、化学成分要求、热处理工艺等，以保证PDC钻头具有良好的耐磨性、抗冲击性和热稳定性。

二、制造工艺。

PDC钻头的制造工艺对其质量和性能具有重要影响。

执行标准应规定PDC钻头的整体设计要求、刀片与刀体的结合工艺、焊接工艺、表面涂层工艺等，确保PDC钻头具有良好的耐磨性和抗冲击性，同时提高钻头的使用寿命和钻井效率。

三、性能测试。

PDC钻头的性能测试是保证其质量的重要手段。

执行标准应明确规定PDC钻头的性能测试项目和测试方法，包括静态性能测试、动态性能测试、耐磨性测试、抗冲击性测试等，以确保PDC钻头符合设计要求，并能在实际工程中发挥良好的钻井效果。

四、质量控制。

PDC钻头的质量控制是执行标准的核心内容。

标准应规定PDC钻头的质量控制要求，包括原材料的采购检验、生产过程中的质量控制、成品的检测验收等，以确保PDC钻头的质量稳定可靠。

五、使用与维护。

执行标准还应包括PDC钻头的使用与维护要求，包括钻头的安装与拆卸、使用过程中的注意事项、钻头的修复与保养等，以延长PDC钻头的使用寿命，降低钻井成本。

六、结语。

PDC钻头执行标准的制定对于规范PDC钻头的生产与使用具有重要意义。

本文从材料要求、制造工艺、性能测试、质量控制、使用与维护等方面对PDC钻头执行标准进行了全面的阐述，希望能为相关行业的从业人员提供参考，推动PDC 钻头行业的健康发展。

PDC钻头及螺杆使用规程PDC钻头使用规程一、井眼及钻头准备1、确保井眼畅通、井底干净、无切削齿、硬质合金、钢件等井底落物，必要时清理井底。

2、一般推荐出馆陶组以后方可下入PDC钻头；桥口、白庙区块部分地区有火成岩地层，应当卡准地层换用牙轮钻头穿过。

3、下技套的井，应先用钢齿钻头钻完套管附件和一段进尺后方可下入PDC钻头。

4、下钻前应当检查钻头型号、尺寸，是否存在有钻头体损坏、掉齿等，并作详细记录。

5、检查钻头切削齿是否有损伤、钻头内是否有异物、喷嘴孔内是否有“O”型密封圈，并根据水力参数需要安装好喷嘴。

禁止堵水眼或拆水眼。

二、起下钻操作1、接卸钻头时，下面应垫木板，无专用工具时，应特别注意保护钻头，如用棕绳捆紧钻头，按相应的扭矩上紧钻头，防止破坏钻头切削齿。

2、钻头通过转盘、防喷器、套管头时应当小心通过，防止碰杯切削齿。

3、起下钻控制速度，遇阻不能超过50KN，防止粗心大意的做法，造成钻头的先期损坏。

4、使用PDC钻头尽量减少划眼，严禁长井段划眼。

若确实必要时，应接方钻杆，大排量以冲为主，低钻压5～10KN、低转速通过。

三、钻进操作1、钻头到底，应用正常排量循环后开始加压5～10KN、转速40～60转/分造型井底，进尺达到1米后，再以每次、1米5~10KN的递增量慢慢加至设计钻压。

2、正常钻进过程中，要求均匀送钻。

时刻观察钻头工作情况，防蹩钻、溜钻等发生。

遇夹层地层变化时应及时调整钻压、转速等钻井参数，以保持最佳的钻井效能和保护钻头。

3、保证循环排量，Φ311井眼排量应大于40L/S，Φ216井眼排量应大于24L/S，钻进中要时刻注意泵压的变化，防止泥浆短路等原因引起干钻，确保使用好PDC钻头。

4、为了保证井眼畅通，钻进200米左右应进行短起下钻。

5、确保泥浆性能良好，使用好四级固控设备，避免PDC 钻头发生泥包及井下复杂。

四、钻头保管钻头使用后，若新度较高，仍有使用价值，应清洗好钻头、上好丝扣油。

PDC钻头主要用于泥岩、砂岩、以泥质胶结为主且胶结松散的小粒径砾岩、膏岩和灰岩等地层。

试验统计及现场应用情况表明：对于砂、泥岩互层，当地层抗压强度低于10,000psi，泥岩成份占岩石总量的40%以上时，PDC钻头的使用效果最好。

火成岩一般不适合使用PDC钻头。

根据岩石抗压强度，确定合理的PDC布齿密度不同冠形PDC钻头的攻击性依次为：长抛物线型>中等抛物线型>短抛物线型；按照岩石硬度分类，推荐的钻头冠型如下：岩石硬度抗压强度(psi) 冠部形状很低硬度0 ~ 8,000 长抛物线形中等硬度8,000 ~16,000 中等抛物线型高硬度16,000 ~32,000 短抛物线形普通PDC齿为了保证一定寿命，负前角一般为20°、25°、30°，钻头吃入能力差，攻击性不强。

采用新型切削齿后，根据地层硬度适时调整切削齿负前角，使钻头能获得较高的机械钻速和寿命。

推荐的负前角如下：根据岩石抗压强度，选择合理的切削齿尺寸针对山前高陡构造地层倾角大，井斜控制难的特点，选用相对较短的保径，减小钻头因与井壁接触而产生的扭矩，同时降低了保径表面积、增加了钻头保径表面的接触力，使钻头的侧向力切削能力增强，有利于井斜控制。

钻头尺寸标准保径长度短保径长度121/4”2.5”1.5”81/2”2”1.5”金刚石钻头保径长度控制技术随着金刚石钻头的广泛使用，应用于金刚石钻头上的各种技术也在不断发展，其中，金刚石钻头保径长度也在不断变化，初期由于受到应用范围的限制，钻头的保径长度一般采用标准设计的长度；但随着这几年金刚石钻头应用范围的不断扩展，如在定向井、分支井、水平井以及防斜等方面的应用，对金刚石钻头保径长度有了新的要求，根据钻头的使用环境，钻头的保径也做了相应的调整，下面就钻头保径的变化作一个比较：1：保径的设计特点⏹超耐磨设计⏹超光滑设计⏹螺旋度设计⏹倒划眼设计2：标准长度保径的应用⏹直井⏹地层基本没有倾角⏹地层倾角小于20度，井斜易于控制3：短保径的应用⏹定向造斜段⏹水平井段⏹地层倾角大于20度，井斜不易控制对于PDC钻头的几点认识一段时间以来，通过我们对中原、玉门、青海等油田的销售以及现场服务工作，使我们深刻体会到，我公司针对各油田所推出的相应钻头在耐冲击、抗研磨、穿夹层能力方面显示出卓越性能，受到各使用单位充分肯定。

PDC钻头使用方法PDC钻头使用方法1.引言PDC钻头是一种常用的钻井工具，在石油勘探和开采过程中发挥重要作用。

本文档旨在介绍PDC钻头的使用方法，包括其结构、操作步骤、维护和安全使用等方面的内容。

2.PDC钻头结构2.1 钻头头部- 刀翼：由聚结金刚石（PDC）刀片制成，用于切割地层。

- 钻咀：用于传导钻头旋转力和钻进液。

2.2 钻头身体- 钻头身体是连接钻头头部和钻杆的组件。

- 具有合适的孔径和连接螺纹，以便与其他钻具连接使用。

3.PDC钻头的使用步骤3.1 准备工作- 检查钻头和钻杆的连接螺纹是否完好。

- 确保钻头清洁，并检查刀片是否磨损或损坏。

- 检查钻头钻咀是否畅通，没有堵塞。

- 准备好所需的钻进液和其他配套设备。

3.2 安装钻头- 将钻头与钻杆连接，确保螺纹连接紧密。

- 使用扳手或其他工具适当拧紧连接。

3.3 钻进操作- 推入钻进液，让其通过钻头的钻咀进入井口。

- 开始旋转钻杆，使钻头刀翼与地层接触并切割。

- 应根据钻井情况调整钻进液的流量和压力。

3.4 钻头维护- 定期检查钻头刀片的磨损情况，如有需要及时更换新刀片。

- 清洗和保养钻头，防止积累的泥浆和杂质对工作性能的影响。

- 在使用和停用钻头之前，进行必要的清洗和消毒。

4.PDC钻头的安全使用注意事项- 使用前必须经过相应的培训和授权。

- 操作时要佩戴合适的防护设备，如手套、护目镜和安全鞋等。

- 钻杆连接应保持紧固，以避免松动导致事故。

- 钻进液的流量和压力应根据钻井情况进行合理调整，以防止意外发生。

附件：附件1：PDC钻头结构示意图附件2：PDC钻头维护记录表法律名词及注释：1.PDC钻头：多刃复合聚结金刚石钻头的缩写。

2.钻进液：在钻井过程中用于冷却钻头、提升岩屑和封堵井眼的液体。

浅谈PDC钻头的使用首先，PDC钻头的结构特点是由聚晶金刚石片组成。

聚晶金刚石是由高温高压下人工合成的一种具有均匀结构和均匀硬度的功能材料，其硬度仅次于自然金刚石。

聚晶金刚石片固定在钻头刀具上，可以直接与岩石接触，具有很高的切削能力。

其次，PDC钻头的应用范围非常广泛。

PDC钻头适用于各种地质环境和井段类型，例如软岩、硬岩、致密油层、煤层等。

与传统的钻井工艺相比，PDC钻头能够提高钻进速度、降低钻井成本、减少钻井事故的发生，因此得到了广泛的应用。

在使用PDC钻头时，需要注意以下几点：首先，合理选择PDC钻头。

根据地层的硬度、颗粒度和尺寸等因素来选择合适的PDC钻头。

一般来说，钻进较硬的地层时需要选择具有较大颗粒度和较高硬度的PDC钻头，而钻进较软的地层时则需要选择具有较小颗粒度和较低硬度的PDC钻头。

其次，正确调整钻进参数。

在不同地层和井段中，需要根据具体情况来调整钻进参数，包括转速、钻进压力、切削速度等。

过高的转速和钻进压力可能会导致PDC钻头过早磨损或甚至损坏，过低的转速和钻进压力则可能导致无法稳定地钻井。

此外，定期进行钻头修复和更换也是必要的。

由于PDC钻头在钻井过程中会受到很高的工作负荷和局部超负荷的磨损，因此定期对钻头进行修复和更换是必要的。

一般情况下，当PDC钻头磨损超过一定程度时，需要及时更换。

最后，加强对PDC钻头的维护和保养。

PDC钻头在使用过程中需要进行定期的清洗和润滑，以保持其正常工作和延长使用寿命。

同时，还需要进行防腐和防锈处理，以避免钻头表面生锈和腐蚀。

总之，PDC钻头是一种功能强大、使用广泛的钻井工具。

在使用PDC 钻头时，需要合理选择钻具，调整钻进参数，定期修复和更换钻头，并加强维护和保养工作。

只有这样，才能更好地发挥PDC钻头的优势，提高钻进效率，降低钻井成本，确保钻井安全。

PDC钻头的原理和应用摘要PDC钻头在胜利油田的成功应用,大大地提高了机械钻速。

但由于PDC 钻头在结构与钻进参数上的特殊性,造成其在定向井中井眼轨迹控制方面的不足。

关键词PDC;原理;定向井;问题1对PDC钻头的分析PDC钻头于20世纪70年代投入应用。

在过去的30多年中,大量的技术进步使PDC钻头在钻头市场上占有重要份额,并且成增长趋势。

过去,PDC钻头只限于钻软到中硬地层,不能钻研磨性地层。

今天,大量的发明和技术突破使PDC钻头的钻速更快、钻井质量更好而且钻井深度更深,其应用范围也扩大到硬地层和研磨性地层。

1.1聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的材料聚晶金刚石复合片是以金刚石粉为原料加入粘结剂在高温高压下烧结而成。

由于聚晶金刚石内晶体间的取向不规则,不存在单晶金刚石所固有的解理面,所以PDC的抗磨性及强度高于天然金刚石且不易破碎。

但由于多种材料的存在,热稳定性较差,同时脆性较强,不能经受冲击载荷。

后来随着PDC钻头的技术进步使得聚晶金刚石薄片与碳化钨圆片接触面的几何形状有了改进,也使PDC钻头的热稳定极限也由原先的700。

C提高到1150℃。

1.2聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的结构与牙轮钻头不同,PDC钻头没有运动部件。

按钻头体材料及切削齿结构把PDC钻头分为胎体及钢体两类。

胎体钻头的钻头体用碳化钨制成,再将复合片直接焊接在本体;钢体钻头的钻头体用整块的合金钢加工而成,再将复合片焊接在碳化钨材料齿柱上制成切削齿,然后将切削齿镶嵌在钻头体上。

1.3PDC钻头的水力结构PDC钻头采用水眼供给钻井液,通过切削齿的排列分配钻井液的方式保证切削齿的清洗、冷却和润滑。

PDC钻头有刮刀式、单齿式和组合式三种排列及分布方式。

1.4PDC钻头的工作原理PDC钻头工作原理和刮刀钻头基本相同。

1)PDC钻头在钻进某些硬地层时,在钻压作用下压入岩石,使与金刚石接触的岩石处于极高的应力状态而使岩石呈现塑性。

在塑性(或岩石在应力作用下呈塑性)地层,金刚石吃入地层并在钻头扭矩的作用下使前方的岩石内部发生破碎或塑性流动,脱离岩石基体,形成岩屑。

特殊井PDC钻头的研制与应用一、引言近年来国内外各油田钻井提速工作取得了很大进展，随着PDC钻头的推广，钻井工艺的日益完善，常规井的钻井周期不断被刷新，为了取得更大的经济效益，各油田开始针对定向井，水平井开发新的钻井工艺。

在此契机下，特殊井使用的PDC钻头，如定向井钻头，水平井钻头也开始了研发起步。

定向井是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。

其剖面主要有分三类：垂直段、造斜段、稳斜段。

水平井是定向井的一种，一般的油井是垂直或倾斜贯穿油层，通过油层的井段比较短。

而水平井是在垂直或倾斜地钻达油层后，井筒转达接近于水平，以与油层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到完井。

由于PDC钻头的切削方式，导致其在定向时产生的反扭矩过大，工具面不稳定，造斜率不一致，定向钻头针对以上特点，改进了钻头造型并增加特殊设计来改善钻头产品造斜效果和机械钻速。

二、钻头设计1.结构设计1.1 短保径设计改进钻头定向钻进性能的途径是以减少钻头扭矩为基础的[1]。

由于PDC钻头的切削方式决定了其扭矩的大部分来自钻头表面对岩石的切削，但也有一部分由于规径块与井壁的接触摩擦造成的。

理论上通过缩短钻头规径，会使井壁的摩擦扭矩减少，也可以优化钻头的侧切力。

我们将定向钻头规径尺寸缩短到正常规径的一般以上。

减小钻头的总长度，使钻头的切削表面和规径块离井底马达扶正器的距离更近。

在定向钻井理论中[2]，钻头钻出的井眼轨迹圆弧取决于井底钻具与井壁的三个接触点。

缩短第一接触点（钻头规径块）到井底马达扶正器的距离，钻井系统的潜在造斜能力将会增加。

我们通过缩短规径长度，实地调研改变接头结构使用短接头，在保障扣型不变的前提下，缩短接头钳口尺寸，从而达到减小钻头总长度的目的。

1.2 加强保径设计短于正常长度的规径可能导致钻头稳定性的下降，并使其耐磨性有所降低。

为此我们采用增加近工作面保径齿和规径面规径齿密度，通过这两种方式保证定向钻头保径的抗磨损性不会因为缩减尺寸而减弱。

PDC钻头使用方法PDC钻头使用方法一、PDC钻头的概述PDC钻头是一种常用的岩石钻探工具，被广泛应用于石油、天然气等领域的钻探作业中。

PDC是聚晶金刚石（PolyCrystalline Diamond Compact）的缩写，钻头的主要工作部分由多颗金刚石压制而成。

它具有高硬度、耐磨损、高效率的特点，在钻探作业中能够快速、有效地进行岩石的破碎和钻孔。

二、PDC钻头使用前的准备工作在使用PDC钻头之前，需要进行以下准备工作：1. 检查钻头质量首先，需要检查PDC钻头的质量。

检查的内容包括钻头的外观是否有损坏、金刚石表面是否完好等。

如果发现有任何破损或者质量问题，应及时更换钻头，以确保钻探作业的顺利进行。

2. 检查井底情况其次，需要对井底情况进行检查。

包括井底的地质条件、岩石硬度等。

对于不同的地质条件和岩石硬度，可能需要选择不同类型的PDC钻头以确保钻探进度和效率。

3. 选择合适的钻头根据井底情况的检查结果，选择合适的PDC钻头。

不同类型的PDC钻头有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。

三、PDC钻头的使用方法1. 安装钻头首先，将PDC钻头安装在钻杆上。

确保钻头和钻杆之间的连接紧固可靠，并进行必要的固定和调整。

2. 启动钻机启动钻机，并逐渐提高转速，使钻头进入钻孔。

在启动钻机之前要确保钻杆和钻头之间的连接紧固可靠，并且工作面积合适。

3. 监测钻探过程在钻探过程中，要随时监测钻探进度和钻头的工作状态。

特别是要注意钻头的磨损情况，及时调整下次钻探的参数和工艺。

4. 注重冲洗和清理在钻探过程中，要注重冲洗和清理钻头。

通过注入清洗液和使用特定的清洗工具，清理钻头上的岩石碎片和泥浆等杂物，以确保钻孔的顺利进展。

5. 注意工作安全在进行钻探作业时，要时刻注意工作安全。

包括佩戴必要的防护装备、遵守操作规程、保持工作场所的整洁等。

四、PDC钻头的维护与保养在使用PDC钻头之后，需要进行维护与保养工作，以延长钻头的使用寿命。