一、内容概述

Shear Bits公司于2008年成立于加拿大，专为加拿大西部钻井市场提供PDC钻头。该公司所有钻头都针对水力优化而设计成多种等级，全部流道和排屑槽的形状都可最大限度地减少流场死点，所有喷嘴都可互换，排屑槽皆为大尺寸设计且大多数钻头结构都是在每个刀翼有多个喷嘴。该公司专用的第三规径技术能通过三点金刚石覆盖而保证钻头的耐用性。除了每个刀翼有3个PDC齿外，每个保径垫都由碳化钨合金构成以提高其耐磨性。第三规径技术中的最终PDC齿布局能使钻头有效的倒划眼通过缩径井段。

Shear Bits公司的设计技术不是建立在模拟基础上，而是建立在具体用途的基础之上。该公司拥有一套能帮助设计工程师开发成功钻头的分析工具，其设计系统建立在对每只钻头建立三维模型的基础上，其中包括专有的切削齿布置算法，重点是理解PDC齿与岩层间的几何作用关系。该公司的目标不是预测钻头的钻井性能，而是通过工程设计而生产出能实现所需性能的钻头设计几何形状，其中最重要的步骤是在完成初始设计和对首批钻头进行试验之后。此时，设计人员要对钝钻头状况进行详细的评估，并以所钻地层为基础结合具体用途来开发下一只钻头。随着新型PDC齿的开发和新型钻头几何形状的生成，钻头设计技术也随之改变，以便与目标用途中的变量相吻合，这就是Shear Bits公司以具体用途为基础的设计技术，开发过程中的每一阶段都着眼于钻头的井下性能而不是计算机模拟。

该公司拥有4个系列的PDC钻头，每个系列都含有具体的技术以使其能在具体应用中发挥最佳性能。其定向井系列钻头可实现稳定的工具面控制而不会损失其机械钻速，钻头滑动时可进行定向操作，而转动时则速度快，钻头轮廓为专有的几何形状，整体长度短但同时又能在钻头台肩处保持充足的金刚石量。通过在每个刀翼上增加PDC齿的排数，该公司形成了多排齿系列钻头，这种钻头可被设计出多种独特特征，从而在复杂地层中取得良好钻进效果。而该公司的水平井系列钻头则配备了特殊的保径垫，以便能够实现与井壁的最大环形接触，而同时又能保持钻头的总长度较短；钻头上的主要PDC切削结构能够在没有过多侧切的情况下有效的向前钻进，因而限制了钻头钻进时的下斜倾向。

该公司称，到目前为止还没有哪家钻头厂家拥有专门为水平井应用而开发的钻头，所有其他厂家都是用其为定向井开发的钻头来钻水平井段的，这样做从功能上而言是可行的，但是只要钻头是为两种不同用途而设计的，则钻头的性能总是在至少一种用途中是打折扣的，且常常是在两种用途中都会打折扣。到目前为止，该公司钻头所创纪录的一半都是在水平钻井应用中取得的。

二、应用范围及应用实例

在加拿大的一口井中，Shear Bits公司在一个通常机械钻速很低的井段大幅提高了机械钻速。该公司采用了其61/8 in的SH513和61/8 in的SH513D PDC钻头，SH513D钻头具有双排齿特征。所钻的是一段600～700m的水平井段，该井段地层主要是抗压强度为15～20kpsi的白云岩。在分析了实际情况后，该公司同时开发了两种水平井系列钻头，以便能够对两种概念进行快速试验。其SH513钻头用时31.3h钻进了644m，机械钻速为20.6m/h，与邻井最快的钻速相比提高了166%；而另一只SH513D钻头钻进的井段更长，达689m，但机械钻速还是达到了197m/h，比邻井第二快的钻速快了很多。

三、资料来源

申守庆（编译）.2009.国外钻头公司隆重推出贴近需求的新品（二）.石油与装备，（5）