简介

上世纪初，牙轮钻头代替刮刀钻头在硬质研磨性地层应用，但这种钻头在钻页岩和其他塑性岩层中的缺点主要是压持作用造成井底泥包，而随着钻深和井底压力以及泥浆比重的增加，泥包现象会更加严重。为了解决这个问题，多年来各钻头制造商对牙轮钻头进行了各种改进，但收效甚微。考虑到刮刀钻头或固定切削齿钻头在此方面受到的影响较小，人们开始尝试将两种钻头相结合。随着PDC 钻头的推广应用，以及PDC 切削齿技术的改进，固定切削齿PDC 钻头在多种地层中逐渐取代牙轮钻头。但在硬质、研磨性地层以及复杂定向钻井作业中，由于性能的限制，PDC 钻头无法取代牙轮钻头。 为了发挥牙轮钻头和PDC 的优点，贝克休斯公司最近开发出集成了牙轮和PDC 钻头的新一代的复合钻头。现推出的复合钻头共有两种设计，一种是小尺寸两刀翼、双牙轮钻头，另一种为稍大尺寸的三刀翼、三牙轮钻头(下图)。这些钻头的设计基于四刀翼和六刀翼PDC 钻头，而副刀翼的位置则被短尺寸的牙轮所替代。这样，井眼的中心位置是由位于主刀翼上的PDC切削齿完成破岩的，而井眼外围部分的钻进由牙轮和刀翼上的切削齿共同完成，井眼外围部分的破岩难度较高，破岩效果主要取决于牙轮与刀翼的配合。