PDC鉆(zhan)頭(tou)是人造聚晶金剛(gang)石復合(he)片鉆(zhan)頭(tou)的(de)(de)簡稱，PDC鉆(zhan)頭(tou)真正具(ju)有劃時代的(de)(de)發(fa)展(zhan)并投入使用是在80年代末(mo)，當Amoco Production公(gong)司(si)驗證鉆(zhan)頭(tou)回旋是阻礙PDC鉆(zhan)頭(tou)有效應用的(de)(de)主要原因，這使PDC鉆(zhan)頭(tou)技術有了一個***性的(de)(de)突(tu)破。

　　鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)回旋(xuan)是指鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)偏移了鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)幾何中(zhong)心線進行旋(xuan)轉工(gong)(gong)作。在鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)發生(sheng)回旋(xuan)過程中(zhong)，鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)的(de)瞬時旋(xuan)轉中(zhong)心總(zong)是變化，它(ta)不是和(he)井眼中(zhong)心保(bao)持在同一條中(zhong)心線上。切(qie)削齒在徑向移動(dong)，甚(shen)至相對(dui)于地層巖石面向后移動(dong)。鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)回旋(xuan)產生(sheng)的(de)井底(di)造形形狀能夠(gou)造成(cheng)PDC切(qie)削齒的(de)金剛石層掉片(pian)或沖擊破壞，加(jia)速鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)的(de)磨損，降低鉆(zhan)(zhan)頭(tou)(tou)工(gong)(gong)作壽命。

　　在計算機輔(fu)助設(she)計和(he)(he)計算機輔(fu)助加工(CAD/CAM)和(he)(he)計算機輔(fu)助工程(CAE)進行(xing)有限(xian)元分析的(de)推動(dong)下，開發了鉆(zhan)頭(tou)抗回旋技術，井(jing)底動(dong)態流(liu)場模擬(ni)技術應用于水力設(she)計，大大提高了鉆(zhan)頭(tou)的(de)工作壽命和(he)(he)機械鉆(zhan)速。

　　PDC鉆(zhan)頭獲得高機械鉆(zhan)速的(de)(de)(de)較大(da)一項障礙是避免PDC切削(xue)齒過熱(re)。PDC金(jin)(jin)剛石(shi)層(ceng)和碳化鎢基體(ti)有(you)著不同(tong)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹系數，在(zai)高溫下會導(dao)致PDC切削(xue)齒出現熱(re)裂紋。為了減少在(zai)鉆(zhan)井過程(cheng)中PDC切削(xue)齒出現的(de)(de)(de)熱(re)裂紋影響，近期成功地(di)(di)開發出在(zai)PDC金(jin)(jin)剛石(shi)層(ceng)和碳化鎢基體(ti)之間(jian)具有(you)各(ge)種幾何(he)形狀(zhuang)交(jiao)接(jie)面(mian)的(de)(de)(de)PDC切削(xue)齒，這(zhe)些高質量的(de)(de)(de)PDC切削(xue)齒具有(you)很高的(de)(de)(de)抗研磨性，即(ji)使出現磨損(sun)，仍然會有(you)許多(duo)金(jin)(jin)剛石(shi)保留在(zai)碳化鎢基體(ti)上繼續切削(xue)地(di)(di)層(ceng)。這(zhe)種非平面(mian)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)幾何(he)結構，大(da)大(da)提高了PDC切削(xue)齒在(zai)井下的(de)(de)(de)工(gong)作壽命。

　　冶金技(ji)(ji)術(shu)、水力條(tiao)件(jian)、PDC切削(xue)齒等(deng)技(ji)(ji)術(shu)的(de)快速發(fa)展，雖然沒有能夠減低鉆頭的(de)成本(ben)，但這(zhe)些(xie)技(ji)(ji)術(shu)使PDC鉆頭鉆的(de)進(jin)尺(chi)更多，可(ke)以在(zai)多套不同地層下有效鉆進(jin)。這(zhe)些(xie)技(ji)(ji)術(shu)的(de)發(fa)展帶來的(de)另外一項重(zhong)大進(jin)步是(shi)PDC鉆頭可(ke)以鉆硬夾層。

　　PDC鉆(zhan)頭機械鉆(zhan)速和(he)壽命(ming)的(de)提高(gao)，在以前認為僅能使用(yong)牙輪鉆(zhan)頭的(de)地層，目前也(ye)能夠用(yong)PDC鉆(zhan)頭鉆(zhan)穿。

　　PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)目(mu)前經常使用在井(jing)底需要鉆(zhan)(zhan)頭(tou)長時(shi)間工作的井(jing)段、油(you)基泥(ni)漿(jiang)、或(huo)在非縮徑(jing)井(jing)段使用的水基泥(ni)漿(jiang)。在高轉速鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)上(shang)，PDC鉆(zhan)(zhan)頭(tou)也(ye)具(ju)(ju)有優(you)越(yue)性(xing)，如渦輪鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)、螺(luo)桿鉆(zhan)(zhan)具(ju)(ju)或(huo)造斜井(jing)段。

　　PDC鉆頭(tou)經常使用(yong)(yong)在低(di)抗(kang)壓(ya)強(qiang)度、膠結性差、低(di)研磨性、或帶有(you)薄夾層(ceng)的(de)地(di)(di)層(ceng)中，如(ru)鹽巖(yan)(yan)(yan)、石(shi)膏巖(yan)(yan)(yan)、泥灰(hui)巖(yan)(yan)(yan)、灰(hui)巖(yan)(yan)(yan)等，中等抗(kang)壓(ya)強(qiang)度、具(ju)有(you)一定研磨性和(he)脆性的(de)地(di)(di)層(ceng)，如(ru)砂泥巖(yan)(yan)(yan)、硅質頁巖(yan)(yan)(yan)、孔隙性碳酸巖(yan)(yan)(yan)和(he)石(shi)膏巖(yan)(yan)(yan)。但PDC鉆頭(tou)在高抗(kang)壓(ya)強(qiang)度、致密(mi)膠結的(de)研磨性砂巖(yan)(yan)(yan)、燧石(shi)和(he)花崗(gang)巖(yan)(yan)(yan)、剛玉、黃(huang)鐵礦、礫石(shi)中使用(yong)(yong)效果不好。一般PDC可鉆地(di)(di)層(ceng)的(de)抗(kang)壓(ya)強(qiang)度低(di)于18000PSI、巖(yan)(yan)(yan)石(shi)研磨性低(di)于41°(巖(yan)(yan)(yan)石(shi)的(de)內磨察角IAF值)。