PDC鉆頭基體有四種基本冠部外形:魚尾形、淺錐形、短拋物線形和拋物線形。
魚尾形PDC鉆頭的翼片很長(zhǎng),增加了復(fù)合片的出刃高度,同時(shí)也增加了鉆頭冠部與地層之間的間隙,使巖屑易于排向環(huán)形空間不致于粘附于鉆頭體,有利于射流的潔洗。這種鉆頭的特點(diǎn)是能減少泥包和與泥包相關(guān)的鉆井問(wèn)題。魚尾形PDC鉆頭適用于轉(zhuǎn)盤鉆井的直井和定向井鉆進(jìn),適于鉆進(jìn)粘性的泥頁(yè)巖層。
淺錐形PDC鉆頭在四種冠部形狀中,冠部面積小,水力能量集中,易于清洗。由于其外形依靠較長(zhǎng)的保徑和適當(dāng)?shù)姆稣蚨诳焖巽@進(jìn)中,也能保持方位和井斜的穩(wěn)定。這種鉆頭復(fù)合片密度不易過(guò)大,而且只能用于轉(zhuǎn)盤鉆井,適用于鉆進(jìn)夾層。
短拋物線形鉆頭有一個(gè)帶錐度的冠部,其冠頂相當(dāng)圓頓。這種設(shè)計(jì)可使鉆頭外側(cè)布置更多數(shù)量的切削齒,使鉆頭的磨損更為平衡。短拋物線形PDc鉆頭用于轉(zhuǎn)盤鉆井、井下動(dòng)力鉆井及定向鉆井都比較穩(wěn)定,適合于鉆可能遇到硬夾層的地區(qū)。
拋物線形鉆頭的整個(gè)冠部載荷分布均勻,無(wú)明顯載荷過(guò)渡區(qū),載荷不致過(guò)分集中。這種冠部外形可使鉆頭肩部及規(guī)徑部位布更多的切削齒,故適合于高速井下動(dòng)力鉆進(jìn)。拋物線形鉆頭具有良好的磨損壽命,但該型鉆頭具有較大的冠部表面,要求較高的流量和水力能量來(lái)實(shí)現(xiàn)清洗和冷卻,鉆頭的鼻部在鉆夾層時(shí)局受損壞。