鉆頭技術(shù)也是本室傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)研究方向，研究水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，在國(guó)際上也有較高影響力。鉆頭研究室現(xiàn)為油氣鉆井技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室鉆頭研究室、中石油集團(tuán)鉆井工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鉆頭研究室、四川省巖石破碎學(xué)與鉆頭研究高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。長(zhǎng)期以來(lái)，鉆頭研究團(tuán)隊(duì)在鉆井破巖技術(shù)的理論研究和新技術(shù)開(kāi)發(fā)方面取得了大量成果，為我國(guó)油氣井鉆頭技術(shù)的發(fā)展提供了核心技術(shù)支持。
引入巖石動(dòng)力學(xué)理論研究巖石破碎機(jī)理，針對(duì)巖石在預(yù)損傷條件下巖石破碎行為開(kāi)展研究，并與澳大利亞Monash大學(xué)國(guó)際知名巖石動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家Zhao J.教授課題組建立了合作關(guān)系。研發(fā)成功高溫地?zé)徙@井專(zhuān)用PDC鉆頭并在肯尼亞規(guī)?；瘧?yīng)用，針對(duì)牙輪鉆頭在250℃以上高溫井段壽命很低及PDC復(fù)合片“熱磨損”效應(yīng)等技術(shù)難題，提出了高溫地?zé)峋?/span>PDC鉆頭設(shè)計(jì)理論，首次研發(fā)成功肯尼亞高溫地?zé)徙@井專(zhuān)用PDC鉆頭，并獲得規(guī)模化推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了多項(xiàng)肯尼亞鉆井記錄，成功鉆至3650m，井底溫度392℃。與牙輪鉆頭相比PDC鉆頭在單只鉆頭進(jìn)尺、行程鉆速分別提高840%和70.9%、鉆時(shí)下降44.2%。在2000m以下深部井段完全取代了牙輪鉆頭，是目前肯尼亞技術(shù)領(lǐng)先、居壟斷地位的高溫井段PDC鉆頭。已累計(jì)生產(chǎn)、應(yīng)用約50只，節(jié)約鉆井成本4000萬(wàn)美金。針對(duì)復(fù)雜難鉆地層及定向井鉆井效率低及工具面不穩(wěn)定等問(wèn)題，提出“滾刀式復(fù)合鉆頭”專(zhuān)利技術(shù)，從破巖機(jī)理研究入手，形成新型復(fù)合鉆頭設(shè)計(jì)理論與方法，研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3種尺寸共5種規(guī)格的系列化新產(chǎn)品，并在四川及冀東油田等地成功應(yīng)用，取得了顯著的技術(shù)效果。其中在冀東油田的定向井鉆井中比同井段其他鉆頭的平均機(jī)械鉆速提高65.9%，平均進(jìn)尺提高81.9%，提升了定向鉆井工況下的機(jī)械鉆速和造斜率，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。在2015-2017年期間，針對(duì)復(fù)雜難鉆工況下的高效鉆頭技術(shù)方面取得了新的成果，不僅獲得了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，而且研發(fā)成功PDC-牙輪復(fù)合鉆頭、高溫地?zé)峋畬?zhuān)用PDC鉆頭等先進(jìn)產(chǎn)品，并在鉆井工程中得到了推廣應(yīng)用，取得了突出的經(jīng)濟(jì)效益。提出的PDC鉆頭巖石可鉆性測(cè)定與分級(jí)新方法被國(guó)家石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖石可鉆性測(cè)定與分級(jí)》采納為標(biāo)準(zhǔn)方法。
在復(fù)雜鉆井條件PDC鉆頭數(shù)字破巖技術(shù)、個(gè)性化鉆頭新產(chǎn)品研制、破巖新工具開(kāi)發(fā)等方面取得重要成果，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)以數(shù)字仿真技術(shù)為核心的PDC鉆頭現(xiàn)代設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的金剛石鉆頭數(shù)字實(shí)驗(yàn)室軟件，研發(fā)成功異形齒PDC鉆頭、定向隨鉆擴(kuò)孔PDC鉆頭等7種系列產(chǎn)品和扭轉(zhuǎn)沖擊提速工具，在川克、百施特、寶石、寶銳、迪普、川慶鉆采等十余家鉆頭企業(yè)生產(chǎn)，在塔里木、四川、渤海、蘇里格、冀東、長(zhǎng)慶、蘇丹、土庫(kù)曼斯坦、哈薩克斯坦、伊朗、肯尼亞、印尼等國(guó)內(nèi)外油田500余口井應(yīng)用4000余只，部分鉆頭的性能指標(biāo)達(dá)到甚至超過(guò)貝克休斯、斯倫貝謝等國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的鉆頭產(chǎn)品。打破國(guó)外技術(shù)壟斷，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金剛石鉆頭核心技術(shù)，顯著提高了個(gè)性化鉆頭產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為深層、深水、非常規(guī)油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)提供了高性能?chē)?guó)產(chǎn)金剛石鉆頭產(chǎn)品。該成果獲PCT國(guó)外專(zhuān)利2件，2015年獲四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
