PDC鉆(zhan)(zhan)頭是(shi)人造聚晶金剛石(shi)復合片鉆(zhan)(zhan)頭的(de)(de)簡稱(cheng)，PDC鉆(zhan)(zhan)頭真正(zheng)具有(you)劃時代(dai)的(de)(de)發展并(bing)投(tou)入使(shi)用是(shi)在80年(nian)代(dai)末(mo)，當Amoco Production公司驗證(zheng)鉆(zhan)(zhan)頭回旋是(shi)阻礙PDC鉆(zhan)(zhan)頭有(you)效應(ying)用的(de)(de)主要原因，這(zhe)使(shi)PDC鉆(zhan)(zhan)頭技(ji)術有(you)了(le)一(yi)個***性的(de)(de)突(tu)破(po)。

　　鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)回(hui)旋是指鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)偏(pian)移(yi)了鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)幾何中(zhong)心(xin)線進(jin)行旋轉工(gong)作。在鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)發生回(hui)旋過程中(zhong)，鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)的瞬時(shi)旋轉中(zhong)心(xin)總是變化，它不是和井(jing)眼中(zhong)心(xin)保持在同一條中(zhong)心(xin)線上。切削齒在徑向(xiang)移(yi)動(dong)，甚(shen)至相對于地層(ceng)巖石(shi)面向(xiang)后(hou)移(yi)動(dong)。鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)回(hui)旋產生的井(jing)底(di)造形形狀能夠造成(cheng)PDC切削齒的金(jin)剛石(shi)層(ceng)掉片(pian)或沖(chong)擊破壞，加速鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)的磨損，降低鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)工(gong)作壽命(ming)。

　　在計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)輔助(zhu)設(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)輔助(zhu)加(jia)工(gong)(CAD/CAM)和(he)(he)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)輔助(zhu)工(gong)程(CAE)進行有限元分析(xi)的(de)推動下，開發(fa)了鉆(zhan)頭(tou)抗(kang)回旋技術，井底動態流場模擬(ni)技術應用于水力設(she)計(ji)(ji)(ji)，大大提高了鉆(zhan)頭(tou)的(de)工(gong)作(zuo)壽命和(he)(he)機(ji)械鉆(zhan)速。

　　PDC鉆頭獲得高(gao)機械鉆速的(de)(de)較(jiao)大一項障(zhang)礙是避免PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒過熱(re)。PDC金剛石(shi)層和碳(tan)化鎢(wu)基(ji)體(ti)(ti)有著(zhu)不(bu)同(tong)的(de)(de)熱(re)膨脹系(xi)數，在高(gao)溫下會(hui)導致PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒出(chu)現熱(re)裂(lie)紋。為了(le)減少在鉆井(jing)過程中PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒出(chu)現的(de)(de)熱(re)裂(lie)紋影響(xiang)，近(jin)期成功(gong)地(di)開發(fa)出(chu)在PDC金剛石(shi)層和碳(tan)化鎢(wu)基(ji)體(ti)(ti)之間具有各(ge)種幾何形狀交接面(mian)的(de)(de)PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒，這些(xie)高(gao)質量的(de)(de)PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒具有很高(gao)的(de)(de)抗(kang)研磨性，即使(shi)出(chu)現磨損，仍(reng)然會(hui)有許多金剛石(shi)保留在碳(tan)化鎢(wu)基(ji)體(ti)(ti)上繼(ji)續切(qie)削(xue)(xue)(xue)地(di)層。這種非平面(mian)形狀的(de)(de)幾何結構，大大提高(gao)了(le)PDC切(qie)削(xue)(xue)(xue)齒在井(jing)下的(de)(de)工作壽命。

　　冶金技術、水力(li)條件、PDC切(qie)削齒等技術的(de)快速(su)發(fa)展，雖然沒有(you)能(neng)夠減低鉆頭(tou)的(de)成本，但這些技術使PDC鉆頭(tou)鉆的(de)進尺更多(duo)，可以在多(duo)套不同地層(ceng)下(xia)有(you)效鉆進。這些技術的(de)發(fa)展帶來的(de)另外一項重(zhong)大進步是PDC鉆頭(tou)可以鉆硬(ying)夾層(ceng)。

　　PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)機械鉆(zhan)(zhan)速(su)和壽命的提(ti)高，在以前認為僅能使用牙(ya)輪鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)的地(di)層，目前也能夠(gou)用PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)鉆(zhan)(zhan)穿。

　　PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)目前經常使(shi)用在井底需(xu)要鉆(zhan)(zhan)頭(tou)長時間(jian)工作的(de)井段(duan)、油基泥(ni)漿(jiang)、或在非縮徑井段(duan)使(shi)用的(de)水基泥(ni)漿(jiang)。在高轉(zhuan)速鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)上，PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)也具(ju)(ju)有優越性，如渦輪鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)、螺桿(gan)鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)或造斜井段(duan)。

　　PDC鉆(zhan)頭經(jing)常(chang)使用在低抗壓(ya)強度(du)(du)、膠(jiao)結(jie)性差(cha)、低研(yan)磨(mo)(mo)(mo)性、或帶有(you)薄(bo)夾層的(de)地層中(zhong)，如鹽(yan)巖(yan)(yan)(yan)、石膏巖(yan)(yan)(yan)、泥灰巖(yan)(yan)(yan)、灰巖(yan)(yan)(yan)等，中(zhong)等抗壓(ya)強度(du)(du)、具有(you)一定研(yan)磨(mo)(mo)(mo)性和(he)(he)脆性的(de)地層，如砂泥巖(yan)(yan)(yan)、硅質頁巖(yan)(yan)(yan)、孔隙性碳酸巖(yan)(yan)(yan)和(he)(he)石膏巖(yan)(yan)(yan)。但PDC鉆(zhan)頭在高(gao)抗壓(ya)強度(du)(du)、致(zhi)密(mi)膠(jiao)結(jie)的(de)研(yan)磨(mo)(mo)(mo)性砂巖(yan)(yan)(yan)、燧石和(he)(he)花崗巖(yan)(yan)(yan)、剛玉、黃鐵礦、礫石中(zhong)使用效果不(bu)好。一般PDC可(ke)鉆(zhan)地層的(de)抗壓(ya)強度(du)(du)低于(yu)18000PSI、巖(yan)(yan)(yan)石研(yan)磨(mo)(mo)(mo)性低于(yu)41°(巖(yan)(yan)(yan)石的(de)內磨(mo)(mo)(mo)察角(jiao)IAF值(zhi))。