隨著深井、超深井、地熱井的增多，井下環境也又越來越惡劣，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的抗高溫牙輪鉆頭，專用于深井、地熱井等高溫鉆井環境。
史密斯Kaldera牙輪鉆頭，利用IDEAS軟件平臺進行設計開發，可以精確模擬鉆頭在高研磨性地層的動態特性，優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化切削結構，實現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，并減少熱量產生和摩擦，確保鉆頭工作平穩;應用機械壓力補償系統，使用機械儲能彈簧代替橡膠閥，實現內外壓力平衡，提高密封系統的可靠性，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%，且軸承及密封系統完好，創造了該地區的新紀錄。
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