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混合式鉆頭的概念最早產生于20世紀30年代初，當時卻被認為是不切實際的，甚至是不合理的，但隨著21世紀先進技術的發展，混合式鉆頭已從幻想變為現實。

近100年來，多種技術都對鉆井行業具有重大的影響。旋轉鉆機、旋轉鉆頭、頂部驅動、和PDC（聚晶金剛石）鉆頭是一些革命性的技術，改變了作業者鉆井的方式。本著同樣的變革精神，貝克休斯Kymera推出革命性的鉆頭，這代表了創新技術的方向。

隨著鉆井作業者提升油氣儲量困難的增加，鉆井技術的創新及應用已成為更大的挑戰。例如，復雜井結構剖面，堅硬夾層地層和鉆機及其裝備的限制增加 了縮短周期的潛力，導致了高價工具的破損，并最終降低了作業者的經濟效益。雖然PDC（聚晶金剛石）鉆頭的功能已經取得了重大改進，但它還受較高扭矩波動及扭矩整體水平產生的低效動態的影響。同樣地，牙輪鉆頭技術的改進提高了鉆井機械鉆速（ROP），但也一直受由技術內在限制帶來的影響。

新鉆頭設計

Kymera混合式鉆井技術是模式轉變的創新，是牙輪同PDC鉆頭合成的單一專利設計。其最終目的是為利用每類鉆頭的最佳屬性，縮短它們的差距。隨著金剛石鉆頭的切割優勢和連續削切及牙輪鉆頭的巖石破碎強度，這種修復性鉆頭以平穩鉆井和優質刀切刃面控制使夾層地層很好地殘留得到證實。實驗室測試和現場操作證實了復合技術的益處。與PDC鉆頭相比，Kymera的優勢：比較低、比較相合的鉆削扭矩；較好的定向控制動態；提高夾層地層耐久可靠性；較少的扭轉振動。與傳統的牙輪鉆頭相比：提高了鉆井機械鉆速(ROP)的潛力；較少的軸向轉動。

在作業者和貝克休斯團隊的共同協作努力下，鉆頭應用于美國12-1/4 -in鉆井中應用，以延長單個鉆頭行程的200%使鉆速提高到62%，縮減了鉆井時間。在全球范圍內，這只是剛剛開始，Kymera已經在6個國家運行，超過90多個鉆井行程，鉆井100,000 ft (30,480 m)。最近該鉆頭在巴西首次使用，以鉆速快于90％及遠于偏差井20%的優勢取代了牙輪鉆頭。12-1/4-in.工具及計劃中的其它主要尺寸的鉆頭的有效性目前都是可利用的（見圖1）。

應用Oklahoma，鉆井效果明顯

對于過去而言，這只是我們當時的一個鉆井目標。作業者的主要動力是減少每口井的鉆井時間及增加每年鉆井的數量。正是由

對新技術的不懈追求才實現了更高效的鉆井項目。

Springer深水井是美國中部地區花費最高的鉆井，總深度（TD）均為22,000 ft (6,706 m)，其鉆井需要160～180天的時間。由于目前的經濟條件，貝克休斯被要求提供一份鉆井方案，此方案要改善鉆井所需的時間，其目標對象是Des Moines油藏剖面直達10,800～16,500 ft (3,29～5,029 m)的Atoka頁巖層。

偏移數據證實，高頁巖層達到總深度TD一般需要82天的時間。在此期間，平均需使用8～10個牙輪鉆頭，每個鉆頭的鉆速（ROP）均為9～11 ft/hr (2.7 to 3.4 m/hr)及和600～800 ft (183 to 244 m)的深度。同樣，使用PDC鉆井時，地層夾層（5～20 ksi）產生了高于整體水平的扭矩及扭矩波動，反過來，這又產生了均低于150～200 ft (46 to 61 m)的鉆井進尺，同時也增加了由粘滑現象造成的過早破壞巖層的潛在性（見圖2）。

基于這些原因，Kymera混合式鉆頭，作為一項技術被推出，特別適合于此類工況下使用。在這種情況下，Kymera期望提供大于偏移牙輪鉆頭的鉆井機械鉆速（ROP），運行平穩，并大于傳統PDC切削效率。

對于間隔層，相比牙輪鉆頭合PDC鉆頭Kymera取得了更好的鉆井機械鉆速（ROP）及鉆井軌跡。混合式技術創造了更加有效的鉆井環境，使切削操作平穩，并縮減鉆井時間，每口井均減少25天的時間，每個鉆井行程成本縮減40%左右。