阿特拉(Ulterra)公司研制的U616M胎體PDC鉆頭,以創新性的應用及攻擊性定向鉆頭設計為理念,綜合多項先進工藝技術,在保持高鉆速的同時,具有良好的穩斜性能,成為PDC鉆頭產品的首創。
U616M鉆頭采用6刀翼設計、16mm切削齒,通過優化PDC鉆頭切削結構,改進PDC切削齒對地層的吃入方式,降低扭矩波動,從而提高工具面的可控制性,減少鉆頭粘滑現象和沖擊影響。所有的切削齒均經過嚴格的室內實驗和現場試驗,以保證具有可靠的切削性能。在刀翼上安裝有PDC主切削齒和圓頂形碳化鎢硬質合金保徑齒,通過優化硬質合金齒的布置位置,控制主切削齒的吃入深度,提高鉆頭的抗研磨性能。其建立了鉆頭CFD數學模型,模擬鉆井液在鉆頭流道內的流動,優化流道和噴嘴的結構參數,提高鉆頭清潔能力,降低泥包影響。
鉆頭工程師Jacob Wendt表示,U616M鉆頭的設計目的是提高整個斜井段鉆進效率,通過提高鉆頭切削結構的攻擊性和抗研磨性,力爭一次鉆完成整個斜井段進尺,從而減少非生產時間。在美國鷹福特頁巖氣田應用8.75in U616M鉆頭一次入井完成直井段、造斜段和穩斜段鉆進,總進尺9953ft,純鉆時間107h,平均機械鉆速93ft/h,與本區域的最高紀錄相比,純鉆時間縮短37.5h,鉆速提高23ft/h,節省鉆井費用13.3萬美元。在俄克拉荷馬州西部的Roger Mills縣應用12.25in U616M鉆頭,一次入井鉆穿1050ft的花崗巖地層,與鄰井相比,節省鉆井費用8.85萬美元。