活动钻头，又叫做旋转导向（RSS）的钻头，这类钻头使得设计更为复杂的井眼形状成为可能，包括以前采用常规钻井方法无法有效钻进的水平井和大位移井。

简介活动钻头，又叫做旋转导向（RSS）的钻头，这类钻头使得设计更为复杂的井眼形状成为可能，包括以前采用常规钻井方法无法有效钻进的水平井和大位移井。

钻头的材质印制板钻孔用钻头一般都采用硬质合金，因为环氧玻璃布复铜箔板对刀具的磨损特别快。所谓硬质合钻头金是以碳化钨粉末为基体，以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成。通常含碳化钨94%，含钴6%。由于其硬度很高，非常耐磨，有一定强度，适于高速切削。但韧性差，非常脆，为了改善硬质合金的性能，有的采用在碳化基体上化学汽相沉积一层5～7微米的特硬碳化钛（TIC）或氮化钛（TIN），使其具有更高的硬度。有的用离子注入技术，将钛、氮、和碳注入其基体一定的深度，不但提高了硬度和强度而且在钻头重磨时这些注入成份还能内迁。还有的用物理方法在钻头顶部生成一层金刚石膜，极大的提高了钻头的硬度与耐磨性。硬质合金的硬度与强度，不仅和碳化钨与钴的配比有关，也与粉末的颗粒有关。超微细颗粒的硬质合金钻头，其碳化钨相晶粒的平均尺寸在1微米以下。这种钻头，不仅硬度高而且抗压和抗弯强度都提高了。为了节省成本现在许多钻头采用焊接柄结构，原来的钻头为整体都是硬质合金，现在后部的钻柄采用了不锈钢，成本大大下降但是由于采用不同的材质其动态的同心度不及整体硬质合金钻头，特别在小直径方面。1

分类活动钻头为两类，一类可称做“推靠钻头（push－the－bit）”型，另一类为“摆动钻头（point－the－bit）”型。无论选择哪种类型，钻头的选择都必须与RSS系统和地层相匹配，从而确保最基本的三个钻井因素：钻井效率、可导向性以及稳定性。而保证了这些参数，就能使定向控制、井眼质量以及振动情况达到最佳。

性能介绍在硬地层中，PDC齿的冲击损坏、热损坏以及研磨性磨损都会局限其使用性能。通常人们认为硬岩地层中含有抗压强度很高的岩石，但事实上，硬地层只是难于钻进的岩石和地层。由于钻井作业商会花费多达占预算80%的费用用于硬岩钻井进尺，而这类进尺只占总钻井进尺的20%，所以对钻头的正确选型非常关键。

过去由于PDC钻头不能有效克服硬岩地层中的各种破坏力，所以牙轮钻头一直主导着硬岩钻井市场。而现在，活动钻头以其新技术的不断发展，已经在硬地层的钻井中日益取代牙轮钻头。

钻头的使用1、钻头应装在特制的包装盒里，避免振动相互碰撞。

2、使用时，从包装盒里取出钻头应即装到主轴的弹簧夹头里或自动更换钻头的刀具库里。用完随即放回到包装盒里。

3、测量钻头直径要用工具显微镜等非接触式测量仪器，避免切削刃与机械式测量仪接触而被碰伤。

4、某些数控钻床使用定位环某些数控钻床则不使用定位环，如使用定位环的其安装时的深度定位一定要准确，如不使用定位环其钻头装到主轴上的伸长度要调整一致，多主轴钻床更要注意这一点，要使每个主轴的钻孔深度要一致。如果不一致有可能使钻头钻到台面或无法钻穿线路板造成报废。

5、平时可使用40倍立体显微镜检查钻头切削刃的磨损。

6、要经常检查主轴和弹簧夹头的同心度及弹簧夹头的夹紧力，同心度不好会造成小直径的钻头断钻和孔径大等情况，夹紧力不好会造成实际转速与设置的转速不符合，夹头与钻头之间打滑。

7、定柄钻头在弹簧夹头上的夹持长度为钻柄直径的4～5倍才能夹牢。

8、要经常检查主轴压脚。压脚接触面要水平且与主轴垂直不能晃动，防止钻孔中产生断钻和偏孔。

9、钻床的吸尘效果要好，吸尘风可降低钻头温度，同事带走粉尘减少摩擦产生高温。

10、基板叠层包括上、下垫板要在钻床的工作台上的一孔一槽式定位系统中定位牢、放平。使用胶粘带需防止钻头钻在胶带上使钻头粘附切屑，造成排屑困难和断钻。2

应用活动钻头有助于减小在下套管和衬管作业过程中的内在风险。无论是在一次性操作过程中还是在以常规方法钻完井眼以后，通过将衬管和套管向下钻过问题区段，即可以有效地控制诸如井眼不稳定、井漏、是否能将套管下到总深以及有效钻入问题区段等挑战。在这类钻头上布以全PDC切削结构，可解决以前不能实现的在硬地层中钻进或扩眼以及钻更长井段的需求。

休斯·克里斯坦森公司提供了这种活动钻头装置。该公司的EZCase装置包括一个特殊的合金冠部，在冠部配备全PDC切削结构，能够一次下井完成钻进和下套管，缩短了非钻进时间并降低了在有问题井眼中不能将套管或衬管下到井底总深的风险。使用这种新型钻井装置还能在有严重漏失或不稳定的地层中成功完井，包括在压裂碎石带、循环液漏失区域、衰竭油气藏区和有地下井喷的区域。另外，PDC钻头能钻过EZCase装置，因此无须额外的磨铣作业。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学