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      結合具體用途正確設計鉆頭的結構和水力性能，對于鉆井的成功與否至關重要。不適合具體用途的鉆頭會導致機械鉆速低、井眼清理效果不好、鉆井費用昂貴，且常常達不到地質目標。

      當今，世界各大鉆頭制造商都在應用最新的軟件在鄰井巖性資料和實驗室?guī)r石強度試驗的基礎上對鉆頭進行模擬成型，將相關數據輸入軟件，即可對模擬井進行鉆井試驗，然后應用所生成的結果數據并根據具體的用途，再對設計進行調整并生成最優(yōu)化的鉆頭設計。

      休斯?克里斯坦森公司應用新型設計工藝制造的Quantec系列優(yōu)質PDC鉆頭，采用了與具體鉆井工程相匹配的新型耐磨齒和鉆頭結構，能獲得更高的平均機械鉆速、更好的穩(wěn)定性與耐用性，并能降低鉆井成本。這種鉆頭的金剛石體積控制（DVM）設計還能提高鉆頭的機械和水力效率。

      該公司的SmoothCut切削深度控制專利技術使鉆頭能夠更為平穩(wěn)地鉆進，從而減小切削齒（尤其是在鉆夾層地層時）的早期磨損。這種新型鉆頭還融合了負載平衡切削結構技術，此切削結構中含有弦降控制技術以及側向運動緩解技術以減輕鉆頭的振動并提高其對回旋的抵抗能力。在鉆頭上應用的熱穩(wěn)定聚晶齒能夠使鉆頭在最具研磨性的環(huán)境中最大程度發(fā)揮保徑能力。

      計算流體力學技術的應用能保證鉆頭最好的巖屑清除效果，同時還能在鉆井液流量、切削齒冷卻和抗沖蝕性之間達到最佳的平衡。

      實用案例分析：在美國懷俄明州Pinedale地區(qū)的背斜小井眼區(qū)段，帶有夾層的砂巖和頁巖，大泥漿比重以及過高壓力都會導致很高的圍壓，鉆井作業(yè)商曾使用多家鉆頭公司的5刀翼PDC鉆頭來鉆S形井的底部井段。其中一個作業(yè)商選用了休斯公司6英寸的Quantec Q405和Q505鉆頭鉆這一小井眼井段，鉆時比鄰井平均值快了72個小時，這一35%的鉆時下降帶來了單井11.4萬美元的成本節(jié)約，鉆井作業(yè)商在該地區(qū)每月可鉆一口井，這就意味著每個井隊一年能夠節(jié)省將近140萬美元。

      美國得克薩斯州東部的Travis Peak地層屬于研磨性大且十分堅硬的砂巖地層，通常需要2~3只（具有加強結構的6刀翼）鉆頭鉆穿水泥塞并向下鉆進183~274米進入該地層，然后再用1~2只7刀翼鉆頭才能鉆完Travis Peak井段，而且在該地層中的機械鉆速要比上部井段的機械鉆速低很多。而一只8英寸Quantec Q505HXX鉆頭則取代了2~3只其他類型鉆頭鉆穿了水泥塞，并以比所有鄰井都高的機械鉆速鉆完了該井段，鉆井進尺提高36%，機械鉆速提高26%。

      在美國猶他州Uintah盆地一個生產區(qū)段的直井中是夾層很多的砂巖和頁巖地層，巖石強度變化很大（34.5～172兆帕），該直徑為77/8英寸的生產區(qū)段一般需要用2~3只鉆頭耗時140小時或更長時間才能鉆到總深。而休斯公司一只Q506鉆頭只用106個小時就鉆完了該井段，單鉆井成本下降3.85萬美元。