张斌
中国石油集团渤海装备钻井装备分公司
摘要：
随着我国经济的发展和社会的进步，我国的钻井行业也在不断发展，对于钻井行业而言，钻头在使用的过程中有着重要的应用效果。深井以及超深井油气资源在开发和使用的过程中就需要对钻头的穿透性已经使用寿命进行严格的测试，从而使其能够达到较好的使用效果。目前我国常用的钻头主要有牙轮钻头、金刚石钻头，这些钻头可以应用于深井钻头，但是其使用寿命相对较短，牙齿的磨损情况也相对较为严重，严重的制约了深井以及超深井的实际应用，国外虽然也有一些新型的钻头，但是由于其价格相对较高，适用范围相对小。本文主要针对于此，进行一定的讨论，并且提出合理化的建议，希望对我国钻井行业钻头的发展有着较好的帮助效果。
关键词：钻头类型；深井钻头；应用效果
引言：
针对于目前我国的钻井工作而言，还有一定的进步空间，钻头主要应用于破碎岩石等工作，基于此，钻头的质量就直接影响着井眼的质量、钻井速度以及钻井成本。基于此，研发出高质量的钻头就可以大大降低钻井成本，在未来的发展中，钻井的效率极大的影响了破岩的原理以及使用的地层，近些年来，钻井行业的发展，钻头技术也得到了更新，但是仍需要相关的研发人员不断加大研发力度，制造出高耐磨、高韧性的材料来提高开采的效率。
一、常用钻头的类型以及结构特点
钻头是破碎岩石形成井眼的重要工具，其使用效果以及使用寿命决定了最终的钻井费用。钻头的设计经历了最早起的刮刀钻头、牙轮钻头，但是都存在一定的缺陷，目前大范围使用的金刚石钻头，虽然一定程度上得到了较好的应用效果，但是仍然存在较多的问题，随着材料科技的发展和钻头技术的提高，市场上也出现了一些新型钻头，但是仍然需要实际的使用测试，才能够为以后的大范围使用奠定良好的基础。
（一）牙轮钻头
在实际的钻井作业中，牙轮钻头是现在钻井作业使用最多的一类钻头，可以通过各种牙轮旋转从而达到破碎岩石的效果。但是牙轮钻头在实际的工作，由于其解除面积较小，工作扭矩小，无法达到一些要求较为严苛的使用要求。只能应用在一些软土层和硬地层，三牙轮钻头也是目前市场上使用最多的牙轮钻头，牙轮钻头的牙齿和轴承都是其使用寿命的关键。对于目前的牙轮钻头，使用最多的就是镶齿和铣齿，在实际的使用过程中，镶齿的综合效果是高于铣齿的，但是性价比较低，需要针对于特殊的使用场景进行一定的调整。对于轴承而言，是目前我国的短板项目，密封性相对较差，无法达到较好的耐磨性要求。
（二）金刚石钻头
对于金刚石钻头而言，是采用天然金刚石钻头和PDC钻头，在目前的使用范围中，PDC钻头的使用内容较多，主要是通过人工合成的精钢石复合片牙齿组成，这些牙齿烧结在金刚石钻头的固定刀翼。金刚石钻头主要应用在一些软地层和中硬地层，随着超硬材料的研发和高温高压物理烧结技术的进步，各种新材料被创造出来，从而大大的提高了金刚钻头的使用效果。目前的一些金刚石钻头可以使用与一些海洋、深井、超深井以及定向丛式井钻井，此钻头的发展空间相对较大，需要相关的工作人员对此起到足够的重视程度。
（三）新型钻头
随着相关科学技术以及生产技术的发展，国内外的一些石油钻头生产公司在一些超硬材料的研发中得到了较大的突破，一些新材料生产的钻头不断的投入的实际市场中，并且得到较好的实际应用效果，具有各种传统材料的性能需求。基于此可以看出，新型钻头才是未来钻头发展的重点方向，但是研发新型钻头，需要大量的资金以及人员需求。
二、钻头技术的发展趋势
对于任何钻头而言，高耐磨、高韧性才是发展的根本需求，并且轴承的使用也需要满足使用的要求，并且，好的牙齿需要好的合成材料。这就需要相关的部门研发出更好的金刚石复合片牙齿以及更好的密封钻头密封技术，从而使得实际的钻井作业能够高效率的进行。不仅如此，随着现代智能化科技的发展，数字化技术的个性设计也能够在实际的钻头结构设计中起到较好的应用效果，也是目前钻头行业发展的主要趋势。
（一）模仿
由于我国的钻头技术相对国外一些先进的国家而言，还处在开始阶段，还有很多的核心技术需要突破，基于此，就可以合理的借鉴一些国外的先进技术，取其精华去其糟粕，从而使得我国的钻头行业能够得到较好的发展。国外的一些强化牙齿具有较好的耐磨性以及韧性，使用寿命也相对较长，可以深入的钻进深部复杂的地层，这就需要我们进行一定的技术学习。对于一些轴承的密封也可以参考国外的休斯公司的单金属密封、橡胶密封，这些轴承技术可以应用在高转速工作的钻头。虽然目前而言我国国内的牙齿和密封技术都还有较大的差距，但是通过学习国外先进的科学技术并且加以创新，可以得到教好的效果，并且设计出了较好的国产新型牙齿以及轴承材料。不断学习国外的先进技术，也是目前我国国内科研机构主要的发展方向，可以快速缩短我国钻头领域和国外钻头领域的差距，及时的填缺补漏，从而为我国的钻头行业的发展奠定良好的基础。
（二）钻头的个性化设计
随着相关科学技术的发展，一些理想化的设计概念不断的得到实现，如今也有很多个性化设计的产品得到了大范围的应用，比如钻头的个性化设计。钻头的个性化设计需要根据实际的钻头进行性能分析和评价分析，从而有效的提高钻头的钻进效率和使用寿命。目前而言，我国不断的应用这套系统和相关的地质材料，具有针对性的去设计钻头结构，可以做到更加精细的程度，更为科学、高效的完成钻井工作。基于此，对于钻头结构的改造需要起到足够的重视程度。对于个性化产品设计而言，需要更为严格的系统机制以及人才需求，这也需要政府给予相关的资金支持，从而能够为新材料的钻头的诞生奠定良好的基础。并且钻头的使用的研发中的一些操作和维修工作也需要专业的人士来负责，基于此，广泛使用的条件可能会受到一些影响。基于此，对于钻头结构的创新和改造，还需要保持原有传统钻头所具有的优点，从而使其能够更好的应用在实际效果中，发展钻头的个性化设计也是未来钻头生产的发展方向之一。
结束语：
根据目前我国的发展情况来看，对于钻头领域而言，还有较大的发展空间，需要相关的工作人员针对于此进行不断的技术更新，从而使其能够适用在各个领域。目前我国的钻头研发领域落后于国外，需要在新材料的设计中形成我国自身的体系，从而实现技术的突破，为我国钻头行业的发展奠定良好的基础，并且快速的弥补钻头领域一些缺陷，制造出性能更好的钻头，提高我国钻头领域的发展速度。
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