隨著深井、超深井、地熱井的增多，井下環(huán)境也又越來越惡劣，溫度高、硬度高、研磨性強。目前高溫地層鉆井通常使用碳化鎢鑲齒牙輪鉆頭，井底溫度一旦超過 300℉，橡膠密封材料和潤滑油將加快老化，造成密封失效，縮短鉆頭的使用壽命，導致起下鉆次數(shù)增多，鉆井費用增加。針對高溫難鉆地層的鉆井需要，史密斯鉆頭公司和哈里伯頓公司分別推出了各自研發(fā)的抗高溫牙輪鉆頭，專用于深井、地熱井等高溫鉆井環(huán)境。
史密斯Kaldera牙輪鉆頭，利用IDEAS軟件平臺進行設計開發(fā)，可以精確模擬鉆頭在高研磨性地層的動態(tài)特性，優(yōu)化改進鉆頭的切削結構，提高使用壽命。密封圈采用纖維增強氟橡膠復合材料制成，提高了高溫穩(wěn)定性和抗疲勞能力。潤滑油采用合成油及其它添加劑提高高溫條件下的承載能力，從而為軸承密封系統(tǒng)提供足夠的潤滑性。它綜合應用了史密斯鉆頭的多種先進設計、材料、加工制造工藝，提高了鉆頭的抗高溫能力，延長了鉆頭在高溫環(huán)境的使用壽命。
哈里伯頓抗高溫牙輪鉆頭采用能量平衡方法優(yōu)化切削結構，實現(xiàn)切削力在鉆頭牙齒的均衡分布，切削效率高，有利于提高難鉆地層的機械鉆速;采用金剛石保徑，提高抗磨損能力;選用高能軸承配合耐高溫軸承潤滑劑，提升鉆頭承載能力，并減少熱量產(chǎn)生和摩擦，確保鉆頭工作平穩(wěn);應用機械壓力補償系統(tǒng)，使用機械儲能彈簧代替橡膠閥，實現(xiàn)內外壓力平衡，提高密封系統(tǒng)的可靠性，由于減少了橡膠件，抗高溫老化能力顯著提高。
Kaldera鉆頭在意大利一口地層溫度高達530℉的地熱井應用，單次入井工作時間達77小時，比其它鉆頭增加37%，且軸承及密封系統(tǒng)完好，創(chuàng)造了該地區(qū)的新紀錄。
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