长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services CompanyPDC钻头设计与使用规范长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company内容提纲一、钻头概述一、钻头概述二、二、PDCPDC钻头设计规范钻头设计规范三、三、PDCPDC钻头生产工艺钻头生产工艺四、四、PDCPDC钻头现场使用示例钻头现场使用示例长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company第 3 页1、钻头的类型• • 刮刀钻头刮刀钻头 • • 牙轮钻头牙轮钻头 • • 金刚石钻头金刚石钻头 • • 特殊用途钻头特殊用途钻头 天然金刚石钻头（ＮＤ）天然金刚石钻头（ＮＤ） 人造聚晶金刚石复合片钻头（ＰＤＣ）人造聚晶金刚石复合片钻头（ＰＤＣ） 热稳定聚晶金刚石钻头（ＴＳＰ）热稳定聚晶金刚石钻头（ＴＳＰ）取心钻头取心钻头(Coring bit) (Coring bit) 扩眼钻头扩眼钻头(reamer)(reamer)长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company第 4 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company2、钻头分类1）按功用分类第 5 页2）按切削材料分类长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company第 6 页3）按切削机理分类①切削型钻头，以剪切方式破碎岩石：包括刮刀钻头、PDC（聚晶金刚石复合片）钻头、TSP（热稳定聚晶金刚石）钻头等；②冲压型钻头，以冲击、压碎作用破碎岩石：各种不同类型的牙轮钻头；③研磨型钻头，通过刮削或磨削作用破碎岩石，如天然金刚石钻头，孕镶金刚石钻头等。
长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company第 7 页3、钻头的使用范围（1）刮刀钻头用于极软、软和中硬地层，扭矩大、对钻具不利，无活动件2）牙轮钻头应用广泛，用于软—硬地层，扭矩小，牙轮转动3）金刚石钻头用于坚硬、硬、中硬和高研磨性地层，无活动件4）PDC钻头用于软到中硬的均质地层，无活动件，钻压小，钻速快5）取芯钻头从地下井内取出岩石，进行分析长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company4.PDC钻头技术简介聚晶金刚石复合片聚晶金刚石复合片碳化钨材料齿柱PDC（ Polycrystalline Diamond Compact：金刚石聚晶复合片）钻头是用人造聚晶金刚石切削齿镶焊于钻头胎体(或镶嵌于钻头刚体)上而成的一种新型切削型钻头PDC切削齿的主要特点是锋利、耐磨、能自锐第 8 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company目前使用的金刚石钻头按照切削齿材料的种类通常分为天然金刚石钻头、人造聚晶金刚石钻头和PDC钻头（Polycrystalline Diamond Compact：金刚石聚晶复合片）。
其中应用最广、研究最多、发展最快的是PDC钻头第 9 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company5、PDC钻头优点PDC钻头相比牙轮钻头，其明显优势是：u高效：PDC钻头井下工作时间长，减少起下钻次数，提高钻井时效；u安全：PDC钻头无活动部件，井下安全性好，能承受高转速；u快速：在低钻压下获得高钻速(高于牙轮钻头2倍以上)以及高的进尺(高于牙轮钻头4-6倍)；u实用：PDC钻头对于软到中等硬度地层具有突出优点，特别是在成本高的海洋钻井、超深井和小井眼钻井中更具有牙轮钻头不可比拟的优势第 10 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company6.PDC钻头分类胎体PDC钻头的主体（刀翼、冠部）主要使用铸造碳化钨烧结而成，然后将复合片焊接在主体上，胎体具有耐冲蚀、耐磨特点钢体PDC钻头的主体用合金钢，使用数控铣床加工而成，然后进行钻头表面硬化和耐磨处理，具有成本低、可修复的特点，适合生产形状复杂和大尺寸钻头按钻头体材料材料可分为：胎体PDC钻头和钢体PDC钻头第 11 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company按照钻头用途用途分：全面钻进PDC钻头、取心PDC钻头和特种PDC钻头。
全面钻进PDC钻头是PDC钻头的主要类型，目前PDC钻头能够适用于软到中等硬度直至坚硬地层PDC取心钻头能适合松散地层、破碎地层和硬地层的取心工作特种PDC钻头则是为应对扩孔、定向井、特殊地层钻井而研制的专用钻头第 12 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services CompanyPDC钻头是金刚石钻头中的一种，即聚晶金刚石切削齿钻头金刚石钻头按照切削齿种类切削齿种类可以分为：u天然金刚石钻头uPDC钻头u孕镶金刚石钻头第 13 页长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company7.PDC钻头的命名示例：81/2G519/S232钻头表示全面钻进钻头直径为215.9mm；厂家命名型号为G519；钻头分类号为232的钢体钻头标准引用：API7-1SY/T5217-2000 金刚石钻头及金刚石取心钻头长城钻探钻井技术服务公司GWDC Drilling Technology Services Company第 15 页钻头直径：以其钻出的井眼内径为公称尺寸常见的尺寸:26in、20in、171/2in、143/4in、121/4in、105/8in、91/2in、81/2in、77/8in、61/2in、57/8in、43/4in、31/2in。
1in=25.4mm8、钻头尺寸。