PDC鉆(zhan)頭(tou)(tou)是(shi)人(ren)造(zao)聚(ju)晶金剛石復合(he)片鉆(zhan)頭(tou)(tou)的簡稱，PDC鉆(zhan)頭(tou)(tou)真正(zheng)具有(you)劃時代的發展并投入使用(yong)是(shi)在80年代末(mo)，當Amoco Production公司驗(yan)證鉆(zhan)頭(tou)(tou)回(hui)旋是(shi)阻(zu)礙PDC鉆(zhan)頭(tou)(tou)有(you)效應用(yong)的主(zhu)要原因，這使PDC鉆(zhan)頭(tou)(tou)技術有(you)了一(yi)個***性的突破。

　　鉆(zhan)頭(tou)回(hui)旋是指鉆(zhan)頭(tou)偏(pian)移了鉆(zhan)頭(tou)幾何中(zhong)心(xin)(xin)線進行旋轉(zhuan)工作。在(zai)鉆(zhan)頭(tou)發生回(hui)旋過程中(zhong)，鉆(zhan)頭(tou)的瞬時旋轉(zhuan)中(zhong)心(xin)(xin)總是變化(hua)，它(ta)不是和井(jing)眼中(zhong)心(xin)(xin)保(bao)持(chi)在(zai)同一條中(zhong)心(xin)(xin)線上(shang)。切(qie)削(xue)齒(chi)在(zai)徑向移動，甚至(zhi)相對于地(di)層巖(yan)石面向后(hou)移動。鉆(zhan)頭(tou)回(hui)旋產生的井(jing)底造形(xing)形(xing)狀能夠造成PDC切(qie)削(xue)齒(chi)的金剛(gang)石層掉片或沖擊(ji)破壞，加速鉆(zhan)頭(tou)的磨(mo)損，降低鉆(zhan)頭(tou)工作壽命。

　　在計算(suan)機輔(fu)助設計和(he)計算(suan)機輔(fu)助加工(CAD/CAM)和(he)計算(suan)機輔(fu)助工程(CAE)進行有限元分析的推動下，開發了(le)鉆頭(tou)抗(kang)回(hui)旋技(ji)術(shu)，井(jing)底動態(tai)流場模擬技(ji)術(shu)應用于水力設計，大大提(ti)高了(le)鉆頭(tou)的工作壽(shou)命和(he)機械鉆速。

　　PDC鉆(zhan)頭獲(huo)得(de)高(gao)(gao)(gao)機械(xie)鉆(zhan)速的(de)(de)(de)較大一(yi)項障礙是(shi)避免PDC切削(xue)(xue)齒過熱(re)。PDC金剛石層(ceng)和碳(tan)(tan)化鎢(wu)(wu)(wu)基體(ti)有(you)著不同的(de)(de)(de)熱(re)膨脹系數，在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫下會導致PDC切削(xue)(xue)齒出(chu)現(xian)(xian)熱(re)裂紋(wen)(wen)。為了減少在(zai)(zai)鉆(zhan)井過程中PDC切削(xue)(xue)齒出(chu)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)熱(re)裂紋(wen)(wen)影響，近(jin)期成功(gong)地開發(fa)出(chu)在(zai)(zai)PDC金剛石層(ceng)和碳(tan)(tan)化鎢(wu)(wu)(wu)基體(ti)之間具有(you)各種幾何形(xing)狀交接(jie)面的(de)(de)(de)PDC切削(xue)(xue)齒，這(zhe)些高(gao)(gao)(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)PDC切削(xue)(xue)齒具有(you)很高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)抗研磨性，即使(shi)出(chu)現(xian)(xian)磨損，仍然會有(you)許(xu)多(duo)金剛石保(bao)留(liu)在(zai)(zai)碳(tan)(tan)化鎢(wu)(wu)(wu)基體(ti)上(shang)繼續切削(xue)(xue)地層(ceng)。這(zhe)種非平面形(xing)狀的(de)(de)(de)幾何結(jie)構，大大提(ti)高(gao)(gao)(gao)了PDC切削(xue)(xue)齒在(zai)(zai)井下的(de)(de)(de)工作壽(shou)命。

　　冶金技術(shu)、水力條件、PDC切削齒等技術(shu)的(de)快速發展(zhan)，雖然沒(mei)有能夠減低鉆(zhan)頭的(de)成本，但這些技術(shu)使(shi)PDC鉆(zhan)頭鉆(zhan)的(de)進(jin)(jin)尺更(geng)多，可以(yi)在多套(tao)不同地層下有效鉆(zhan)進(jin)(jin)。這些技術(shu)的(de)發展(zhan)帶來的(de)另外一項重大進(jin)(jin)步是PDC鉆(zhan)頭可以(yi)鉆(zhan)硬夾層。

　　PDC鉆頭機械(xie)鉆速和壽(shou)命的(de)提高，在以(yi)前認為僅能使用(yong)(yong)牙輪鉆頭的(de)地層，目前也能夠用(yong)(yong)PDC鉆頭鉆穿(chuan)。

　　PDC鉆(zhan)頭目前(qian)經常使用在井底需要鉆(zhan)頭長時間工作的(de)井段、油基泥漿(jiang)(jiang)、或(huo)在非縮徑井段使用的(de)水基泥漿(jiang)(jiang)。在高轉速鉆(zhan)具上，PDC鉆(zhan)頭也具有優越性，如渦輪(lun)鉆(zhan)具、螺桿鉆(zhan)具或(huo)造斜井段。

　　PDC鉆頭(tou)經常使(shi)用在(zai)低抗(kang)壓強度、膠結性(xing)(xing)差、低研(yan)(yan)磨(mo)性(xing)(xing)、或帶有薄夾層(ceng)的(de)地層(ceng)中(zhong)，如(ru)鹽巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、石(shi)膏巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、泥灰(hui)巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、灰(hui)巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)等，中(zhong)等抗(kang)壓強度、具有一定研(yan)(yan)磨(mo)性(xing)(xing)和(he)脆性(xing)(xing)的(de)地層(ceng)，如(ru)砂泥巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、硅(gui)質頁巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、孔隙性(xing)(xing)碳酸巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)和(he)石(shi)膏巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)。但PDC鉆頭(tou)在(zai)高抗(kang)壓強度、致密膠結的(de)研(yan)(yan)磨(mo)性(xing)(xing)砂巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、燧(sui)石(shi)和(he)花崗(gang)巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、剛玉、黃鐵礦、礫石(shi)中(zhong)使(shi)用效果不好(hao)。一般PDC可鉆地層(ceng)的(de)抗(kang)壓強度低于18000PSI、巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)研(yan)(yan)磨(mo)性(xing)(xing)低于41°(巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)的(de)內磨(mo)察(cha)角(jiao)IAF值)。