应用IDEAS软件设计，史密斯技术公司的MDi616 PDC钻头可与各种推靠钻头和摆动钻头式旋转导向系统配套使用，实现优良钻井性能。


史密斯技术公司自从推出旋转导向系统（RSS）以后，许多人都认为不同类型的RSS系统（无论是摆动钻头型还是推靠钻头型）都需要配以具有特殊定向钻井特征的专门钻头结构才能发挥最佳作用。

但史密斯技术公司运用其IDEAS（集成动态工程分析系统）软件，则能在相同的应用中将相同的钻头用于多种不同的RSS装置上。开发IDEAS软件的目的，是建立一种在钻头下井之前对各种钻头结构是否适用于某种具体用途而进行分析的方法。

该公司的121/4英寸MDi616 PDC钻头就是通过运用IDEAS软件进行设计的，在2007和2008年间，该钻头在北海地区被用到3种不同的旋转导向系统和一种定向泥浆马达上共钻进37次。

这种特殊的钻头结构共被模拟试验了500次，首先是对要装到钻头上的齿在限定条件下进行岩石切削，以此作为理解钻头/岩石交互作用的基础；然后对自钻头到钻机的整个钻柱建立模型并对井眼进行多次模拟，直到实现钻井作业商的目标为止，这样便达到了为特定用途定制钻头的目的。

这种121/4英寸钻头实现了与多种旋转导向系统和定向马达配套使用良好的稳定性和导向性，可用于钻进粘土岩、砂岩、夹层砂岩和石灰岩/白垩岩等多种地层。应用IDEAS软件成功设计出一种6刀翼、16毫米切削齿、50颗切削齿并具有可导向钻头轮廓和分段式后倾角分布的钻头，而CFD（计算液体力学）的应用则改进了用于切削结构冷却和清洗的水力系统，同时改善了井眼清洗效果。

实用案例分析：上面提到的37次钻进包括用于斯伦贝谢公司PowerDrive Xtra/X5推靠钻头型RSS系统上的5次钻进、用于贝克休斯英泰克公司AutoTrak推靠钻头型RSS系统上的22次钻进、PathFinder公司PathMaker 3D摆动钻头型RSS系统上的5次钻进和PathFinder泥浆马达上的5次钻进。所有这些钻进的关键在于使用相同结构的钻头都取得了所需的性能效果。

与AutoTrak RSS系统配套使用时，有一口井的目标是建立自34度到67度的井斜角，并在自目标地层到总深期间将方位角保持在351度到 7.51度之间，MDi616钻头实现了34.7米/小时的平均机械钻速，轻易完成了所要求的3.57度/30米的狗腿井段，且在各种地层中都实现了最小的粘－滑振动以及最小的扭矩波动。

在用斯伦贝谢公司的RSS系统进行钻井时，目标是自7～10度造斜到90度。相同的井段钻了两次，第二次还从主井眼处有一个侧钻。该钻头以高于24.3米/小时的速度累计钻进了2918米，钻头保持住了定向控制能力并在主井眼中实现了3.8度/30米的狗腿弯度，在侧钻井段实现了4.25度/30米的狗腿弯度。

在另一口井中，该钻头与PathFinder公司的井下马达配套使用，目标是一次钻进即通过盐层和页岩地层而钻到总深，同时还要保持垂直井眼轮廓。MDi616 PDC钻头以高于17米/小时的平均机械钻速共钻了913米，比邻井提高了25%，且井眼垂直度也符合要求。