贝克休斯公司研制出可辅助控制井眼轨迹的PDC钻头

目前，多用水平井开发非常规油气藏，用弯壳体井下马达和旋转导向系统控制井眼轨迹，在钻进过程中常因钻头移动、地层推动等外力导致井眼轨迹发生偏移，需通过滑动钻进调整井眼轨迹，这会严重影响机械钻速。常规PDC钻头在定向钻井中的主要作用是实现预期的造斜率和机械钻速，对井眼轨迹控制的帮助不大。为此，贝克休斯公司研制了带保径衬垫的、可辅助控制井眼轨迹的PDC钻头（以下简称防移动PDC钻头）。与常规PDC钻头相比，该钻头具有防移动功能，可以减少不必要的井眼轨迹偏移，还可以在更短的钻井时间内钻出高质量的井眼，降低钻井成本。

与常规带保径衬垫的PDC钻头相比，防移动PDC钻头主要优化了保径衬垫的设计，其目的是使钻头的侧向切削能力随着侧向力的变化而发生改变。因此，具体的设计原则是：防移动保径衬垫的功能在于提供足够的支撑表面，以抵抗较小的横向运动，但该支撑表面不能太大，以避免降低钻头的侧向切削能力；在钻头保径的顶部或附近最靠近柄部的地方，耐磨带在保径条和保径齿排之间具有较大的离隙表面；该保径衬垫的作用，是以非常小的钻头倾斜角与井壁接触，防止井眼轨迹产生细微偏移；当井底钻具组合受到的侧向力足够大时，钻头仍能有效切削侧向井壁，获得所需要的造斜率。总之，贝克休斯公司设计的防移动PDC钻头，在较小的横向力（如由钻头移动、井底钻具组合移动或地层推动而产生的力）作用下，钻头的横向运动较小，可以保证沿设计的井眼轨道钻进；在较大的侧向力作用下，钻头将提供正常的侧向切削量以实现所需要的造斜率。

目前，防移动PDC钻头在北美长水平段水平井中进行了应用，并与常规PDC钻头的应用效果进行了对比。现场应用结果表明：该PDC钻头能够有效解决地层因素（倾角、地层界面等）对水平井段井眼轨迹的影响，可减小狗腿严重度，从而提高井身质量；同时，因为所钻井眼更直，缩短了滑动钻井进尺，在相同长度的设计井段内，其需要的钻井时间比常规PDC钻头要短。