阿特拉(Ulterra)公司研制的U616M胎体PDC钻头,以创新性的应用及攻击性定向钻头设计为理念,综合多项先进工艺技术,在保持高钻速的同时,具有良好的稳斜性能,成为PDC钻头产品的首创。
U616M钻头采用6刀翼设计、16mm切削齿,通过优化PDC钻头切削结构,改进PDC切削齿对地层的吃入方式,降低扭矩波动,从而提高工具面的可控制性,减少钻头粘滑现象和冲击影响。所有的切削齿均经过严格的室内实验和现场试验,以保证具有可靠的切削性能。在刀翼上安装有PDC主切削齿和圆顶形碳化钨硬质合金保径齿,通过优化硬质合金齿的布置位置,控制主切削齿的吃入深度,提高钻头的抗研磨性能。其建立了钻头CFD数学模型,模拟钻井液在钻头流道内的流动,优化流道和喷嘴的结构参数,提高钻头清洁能力,降低泥包影响。
钻头工程师Jacob Wendt表示,U616M钻头的设计目的是提高整个斜井段钻进效率,通过提高钻头切削结构的攻击性和抗研磨性,力争一次钻完成整个斜井段进尺,从而减少非生产时间。在美国鹰福特页岩气田应用8.75in U616M钻头一次入井完成直井段、造斜段和稳斜段钻进,总进尺9953ft,纯钻时间107h,平均机械钻速93ft/h,与本区域的最高纪录相比,纯钻时间缩短37.5h,钻速提高23ft/h,节省钻井费用13.3万美元。在俄克拉荷马州西部的Roger Mills县应用12.25in U616M钻头,一次入井钻穿1050ft的花岗岩地层,与邻井相比,节省钻井费用8.85万美元。