高频扭转冲击破岩工具——提高钻井效率的有效手段
提高钻井效率是钻井工艺技术研究与发展的宗旨。目前在旋转钻井中，一方面由于坚硬或研磨性地层导致机械钻速不高，另一方面作为石油钻井的主力钻头——PDC钻头存在严重的粘-滑现象。
为了解决旋转钻井中存在的上述难题，提高钻井效率。钻井院机械所于2009年开始致力于研制一种能够提高坚硬或研磨性地层的机械钻速、解决PDC钻头粘-滑现象的新型钻井工艺。该所科研人员创新性提出了一种集合机械、水力喷射、高频扭转冲击三种破岩方式共同作用的复合钻井工艺新技术，并在此基础上开展“高频扭转冲击破岩系统技术研究”。
高频扭转冲击破岩系统在不影响正常钻进的同时，采用钻井液驱动，能够巧妙地将部分流体能量转换成高频的、周向扭转的、冲击型的井底机械破岩功率并直接传递给PDC钻头，增强钻头破岩能力的同时，使整个钻柱的扭矩保持基本稳定和平衡，消除PDC钻头的粘-滑现象，减少钻柱扭转震荡，延长钻头等钻柱配套部件的使用寿命，并使钻头和井底始终保持连续性，大大提高机械钻速。
刻苦钻研 潜心攻关 现场试验获成功
该项目自2009年10月开始调研以来，项目组克服国内外相关报道少、可查文献少的不利因素，在明确“高频扭转冲击破岩系统”这一研究目标后，制定了“功能实现--性能评价--智能化”三步走攻关方案。在科研进程中，恪守阶段目标，合理微调攻关策略与方法。
2009年底，项目组完成了基于8½"PDC钻头的扭转冲击工具结构图纸设计，并于2010年春节前，完成了第1套工程样机的加工制造。2010年3月初步完成了室内试验系统的设计与搭建，4月14日进行室内清水试验并获成功，工程样机的原理与功能得到初步验证，实现了扭转冲击破岩检测与分析系统的功能。同时，针对该套样机存在的问题进行了设计整改，并于8月中旬完成了第2套工程样机的加工制造。
2010年8月23日，在胜利油田莱113-13井进行了扭转冲击工具的井口钻井液适应性试验并获得成功。8月27日，高频扭转冲击破岩工具在胜利油田高890-24井进行了首次井下试验并获得成功。
具有我国自主知识产权的高频扭转冲击破岩系统的研制成功填补了国内技术空白，打破了国外技术垄断，能极大地提高钻井效率，具有较高的技术、经济与社会效益。
