目前鉆井市場所期待已久且能夠為市場帶來不菲價值的未來第三類 PDC 鉆頭則是儀器化高技術鉆頭，這種鉆頭將是自動化鉆井系統不可分割的一個部分。目前至少有兩家服務公司能夠提供這種高技術鉆頭。在鉆井過程中，這類鉆頭能夠在鉆頭上或近鉆頭處測量和監控相關的鉆井參數。因此從簡單的對鉆井參數和井下狀況進行記錄而飛躍發展到實時傳送給其它井下裝置或是鉆臺 / 過程控制中心進行處理已絕非是不現實的空想。

新式 PDC 鉆頭的未來
 

目前來看，已有幾家鉆井作業商、服務公司以及切削齒供應商在這方面公開了一些專利。從文獻介紹來看，至少這些鉆頭狀況（切削齒所承受的負載、切削齒的溫度、鉆頭的動態非穩定性、實際的機械鉆速、鉆頭的鉆壓等）都是可以被測量并進行實時調節的。對于自動導向系統而言，以伽馬、電阻率、孔隙壓力的方式獲取地層評價數據以及其它參數是非常有價值的，因此這也成為專利申請的另外一個重要領域。從專利數量的增加情況來看，有理由相信儀器化鉆頭必將在不久的將來成為現實，且隨著時間的驗證，還將會成為自動化鉆井系統的一個不可分割的整體部分。高端鉆頭的另一個屬性是其適應環境的能力。帶有自調節切削深度控制功能的鉆頭早已面世，而且在許多專利文獻中也都提及了帶有自我控制特征的鉆頭結構。可以預見，未來的鉆頭一定都是帶有各種傳感器件且有能力去自我適用其所檢測到的鉆井環境的一種高技術產品。舉例來說，貝克·休斯公司很快就會推出一種自調節式鉆頭，這種鉆頭能夠對與壓力有關的變化進行自動響應，從而在井下對所遇到的不同條件進行實時調整適應。在該鉆頭上采用了自調節切削深度控制元件以及最新的合成金剛石切削齒，使得鉆頭能夠自動調整適應變化的井下條件而不用從地面進行任何干涉。這種鉆頭特征有利于使鉆井工藝更加平穩，從而大幅減小可能會損害底部鉆具組合的有害振動。用于選擇最佳特征以便優化鉆頭性能的新型自動化技術已經出現。這種軟件建立在無數專家的經驗和無數次實驗室以及現場試驗的基礎之上。對這種軟件的初步測試和現場試驗已經表明，其在確定鉆頭功能方面十分有效，當結合具體鉆井用途應用恰當時，會比鄰井所用的前期傳統鉆頭的性能提高很多。隨著時間的推移和應用經驗的積累，這種自動化過程有望在未來的鉆頭設計中起到十分重要的作用。在未來，除了對鉆頭硬件的正確選擇以外，自動化程度在為特定的鉆井用途選擇鉆頭正確的類別以及為最大程度的實現鉆頭的性能并降低鉆井成本而選擇最佳的鉆頭。

 

總之， 取決于不同的應用需求，未來的 PDC 鉆頭將會是一種量身定做的經濟型產品、一種能夠在特定應用中發揮最大性能的特殊用途鉆頭、或是作為自動鉆井系統一個整體部分的一種高科技儀器化鉆頭。高科技儀器化鉆頭的許多特征都能夠被用于混合鉆頭上，使混合鉆頭的應用范圍更廣且性能更佳。（資料來源：美國《鉆井承包商》（Drilling Contractor） 2016 年11/12 月）