钻头是破碎岩石的主要工具。钻头质量的优劣,它与岩性及其他钻井工艺条件是否适应,将直接影响钻井速度、钻井质量和钻井成本。随着钻井工艺的要求及钻井技术的发展、材料和机械制造工业的发展,钻头的设计、制造和使用有了很大的发展,而且仍在发展之中。这种发展体现在新技术在钻头上的充分的、及时的应用,钻头的品种和使用范围不断扩大,钻头的技术及经济指标不断提高等方面。
目前石油钻井中使用的钻头分为牙轮钻头、金刚石材料钻头及刮刀钻头三大类。其中牙轮钻头使用得较多,按完成的钻进进尺,牙轮钻头约占总进尺的80%~90%左右,而刮刀钻头用量最小。
金刚石材料钻头按破岩元件材料分为天然金刚石钻头(常称金刚石钻头)、聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)以及热稳定性聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头)。
钻头尺寸以其钻出的井眼内径为公称尺寸,国际上已形成基本统一的系列,常见钻头尺寸为,26,20,171/2,143/4,105/8,91/2,81/2,77/8,61/2,57/8,43/4in。钻头的技术、经济指标包括以下方面。
钻头进尺:指一个钻头钻进的井眼总长度;
钻头工作寿命:指一个钻头的累计总使用时间;
钻头平均机械钻速:指一个钻头的进尺与工作寿命之比。