隨著鉆頭設(shè)計日益復雜化，是否能實現(xiàn)鉆頭水力系統(tǒng)效率的最大化將影響到鉆頭最佳性能的獲得。史密斯工具公司利用flex-flo水力設(shè)計軟件系統(tǒng)攻克了這一難題。flex-flo利用三個水力模塊來分別處理極軟、極黏和磨蝕性極硬地層，噴嘴長度、直徑及噴射軌跡都是可任意調(diào)整的，從而實現(xiàn)射流區(qū)域的柔性設(shè)計。
借助以下三個flex-flo模塊，可根據(jù)實際要求定制鉆頭，以獲得水力效能的最大化：
s-flo模塊演示三個指向井底、尺寸近似而長度可選的噴嘴的流場；
x-flo模塊演示指向井底、不對稱或明顯不相同而長度可選的噴嘴的流場；
v-flo模塊通常使用尺寸近似而長度可選的噴嘴來演示液流指向牙輪前導側(cè)時的流場。
如果鉆頭沒有得到充分清洗將會造成泥包，從而使得切削結(jié)構(gòu)早期磨損并限制機械鉆速。因為在鉆新地層之前，鉆頭切削齒還得重復鉆削那些未及時排出的巖屑。理想情況是巖屑能徹底地從鉆頭上去除，但井下還存在許多不同的流速區(qū)、液流能量不足的盲區(qū)及巖屑發(fā)生回旋的回流區(qū)。flex-flo系統(tǒng)有助于進行噴嘴組合及定向，以優(yōu)化不同鉆井環(huán)境下的液流系統(tǒng)。
聯(lián)合金剛石公司——持續(xù)鉆硬磨蝕地層的新型切削齒
聯(lián)合金剛石公司已投資研究耐磨抗沖擊聚晶金剛石切削齒這一關(guān)健技術(shù)多年。cyclone切削齒正是該項研究的成果之一。自開發(fā)出cyclone切削齒以來，聯(lián)合金剛石公司的pdc鉆頭便可持續(xù)鉆更硬、更具磨蝕性的地層。
此種具有多種特性的復合片與基片非平坦接觸面設(shè)計相結(jié)合，將切削齒的耐磨性提高了300%。因為此切削齒能長時間保持尖銳度，所以能量更能集中在切削邊刃上，而不會在磨損面上有耗損滑動。切削齒吃入地層，使得鉆頭能穩(wěn)定地鉆進更硬的地層。
聯(lián)合金剛石公司通過專有的鉆頭設(shè)計軟件將此切削齒應(yīng)用到優(yōu)化鉆頭上，增加了鉆頭在惡劣地層中的穩(wěn)定性和耐用性。該軟件可實現(xiàn)鉆頭的模擬設(shè)計，能演示鉆頭在不同的鉆井條件及切入深度下是如何工作的；能為鉆頭度身選定特征，以保證所有切削齒有一致的切入深度。這種設(shè)計方式可保證鉆頭有更高的穩(wěn)定性能，從而減少振動的發(fā)生及沖擊損失。
ud516nav的強耐磨性及抗沖擊性，使得在加拿大艾伯塔西部懷德河域使用的鉆頭持續(xù)鉆穿了含硬石英砂巖、燧石和煤的抗壓強度為172mpa至241mpa的地層。
