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PDC鉆頭是人造聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，PDC鉆頭 具有劃時代的發(fā)展并投入使用是在80年代末，當Amoco Production 公司驗證鉆頭回旋是阻礙PDC鉆頭有效應用的主要原因，這使PDC鉆頭技術有了一個革命性的突破。
鉆頭回旋是指鉆頭偏移了鉆頭幾何中心線進行旋轉工作。在鉆頭發(fā)生回旋過程中，鉆頭的瞬時旋轉中心總是變化，它不是和井眼中心保持在同一條中心線上。切削齒在徑向移動，甚至相對于地層巖石面向后移動。鉆頭回旋產生的井底造形形狀能夠造成PDC 切削齒的金剛石層掉片或沖擊破壞，加速鉆頭的磨損，降低鉆頭工作壽命。
在計算機輔助設計和計算機輔助加工（CAD/CAM）和計算機輔助工程（CAE）進行有限元分析的推動下， 了鉆頭抗回旋技術，井底動態(tài)流場模擬技術應用于水力設計，大大提高了鉆頭的工作壽命和機械鉆速。
PDC鉆頭獲得高機械鉆速的 大一項障礙是避免PDC切削齒過熱。PDC金剛石層和碳化鎢基體有著不同的熱膨脹系數，在高溫下會導致PDC切削齒出現熱裂紋。為了減少在鉆井過程中PDC切削齒出現的熱裂紋影響， 近成功地 出在PDC金剛石層和碳化鎢基體之間具有各種幾何形狀交接面的PDC切削齒，這些 的PDC切削齒具有很高的抗研磨性，即使出現磨損，仍然會有許多金剛石保留在碳化鎢基體上繼續(xù)切削地層。這種非平面形狀的幾何結構，大大提高了PDC切削齒在井下的工作壽命。
冶金技術、水力條件、PDC切削齒等技術的快速發(fā)展，雖然沒有能夠減低鉆頭的成本，但這些技術 終使PDC鉆頭鉆的進尺 多，可以在多套不同地層下有效鉆進。這些技術的發(fā)展帶來的另外一項重大進步是PDC鉆頭可以鉆硬夾層。
PDC鉆頭機械鉆速和壽命的提高，在以前認為僅能使用牙輪鉆頭的地層，目前也能夠用PDC鉆頭鉆穿。
PDC鉆頭目前經常使用在井底需要鉆頭長時間工作的井段、油基泥漿、或在非縮徑井段使用的水基泥漿。在高轉速鉆具上，PDC鉆頭也具有優(yōu)越性，如渦輪鉆具、螺桿鉆具或造斜井段。
PDC鉆頭經常使用在低抗壓強度、膠結性差、低研磨性、或帶有薄夾層的地層中，如鹽巖、石膏巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r等，中等抗壓強度、具有 研磨性和脆性的地層，如砂泥巖、硅質頁巖、孔隙性碳酸巖和石膏巖。但PDC鉆頭在高抗壓強度、致密膠結的研磨性砂巖、燧石和花崗巖、剛玉、黃鐵礦、礫石中使用效果不好。一般PDC可鉆地層的抗壓強度低于18000PSI、巖石研磨性低于41°（巖石的內磨察角IAF值）。
