隨著鉆頭設(shè)計(jì)日益復(fù)雜化，是否能實(shí)現(xiàn)鉆頭水力系統(tǒng)效率的最大化將影響到鉆頭最佳性能的獲得。史密斯工具公司利用flex-flo水力設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)攻克了這一難題。flex-flo利用三個(gè)水力模塊來(lái)分別處理極軟、極黏和磨蝕性極硬地層，噴嘴長(zhǎng)度、直徑及噴射軌跡都是可任意調(diào)整的，從而實(shí)現(xiàn)射流區(qū)域的柔性設(shè)計(jì)。
借助以下三個(gè)flex-flo模塊，可根據(jù)實(shí)際要求定制鉆頭，以獲得水力效能的最大化：
s-flo模塊演示三個(gè)指向井底、尺寸近似而長(zhǎng)度可選的噴嘴的流場(chǎng)；
x-flo模塊演示指向井底、不對(duì)稱或明顯不相同而長(zhǎng)度可選的噴嘴的流場(chǎng)；
v-flo模塊通常使用尺寸近似而長(zhǎng)度可選的噴嘴來(lái)演示液流指向牙輪前導(dǎo)側(cè)時(shí)的流場(chǎng)。
如果鉆頭沒(méi)有得到充分清洗將會(huì)造成泥包，從而使得切削結(jié)構(gòu)早期磨損并限制機(jī)械鉆速。因?yàn)樵阢@新地層之前，鉆頭切削齒還得重復(fù)鉆削那些未及時(shí)排出的巖屑。理想情況是巖屑能徹底地從鉆頭上去除，但井下還存在許多不同的流速區(qū)、液流能量不足的盲區(qū)及巖屑發(fā)生回旋的回流區(qū)。flex-flo系統(tǒng)有助于進(jìn)行噴嘴組合及定向，以優(yōu)化不同鉆井環(huán)境下的液流系統(tǒng)。
聯(lián)合金剛石公司——持續(xù)鉆硬磨蝕地層的新型切削齒
聯(lián)合金剛石公司已投資研究耐磨抗沖擊聚晶金剛石切削齒這一關(guān)健技術(shù)多年。cyclone切削齒正是該項(xiàng)研究的成果之一。自開(kāi)發(fā)出cyclone切削齒以來(lái)，聯(lián)合金剛石公司的pdc鉆頭便可持續(xù)鉆更硬、更具磨蝕性的地層。
此種具有多種特性的復(fù)合片與基片非平坦接觸面設(shè)計(jì)相結(jié)合，將切削齒的耐磨性提高了300%。因?yàn)榇饲邢鼾X能長(zhǎng)時(shí)間保持尖銳度，所以能量更能集中在切削邊刃上，而不會(huì)在磨損面上有耗損滑動(dòng)。切削齒吃入地層，使得鉆頭能穩(wěn)定地鉆進(jìn)更硬的地層。
聯(lián)合金剛石公司通過(guò)專有的鉆頭設(shè)計(jì)軟件將此切削齒應(yīng)用到優(yōu)化鉆頭上，增加了鉆頭在惡劣地層中的穩(wěn)定性和耐用性。該軟件可實(shí)現(xiàn)鉆頭的模擬設(shè)計(jì)，能演示鉆頭在不同的鉆井條件及切入深度下是如何工作的；能為鉆頭度身選定特征，以保證所有切削齒有一致的切入深度。這種設(shè)計(jì)方式可保證鉆頭有更高的穩(wěn)定性能，從而減少振動(dòng)的發(fā)生及沖擊損失。
ud516nav的強(qiáng)耐磨性及抗沖擊性，使得在加拿大艾伯塔西部懷德河域使用的鉆頭持續(xù)鉆穿了含硬石英砂巖、燧石和煤的抗壓強(qiáng)度為172mpa至241mpa的地層。
