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针对相关深部地层钻井提速问题，通过井底负压对钻速影响的机理研究，发现井底负压的重要作用在于降低井底岩石的破碎强度和压持效应，并确定以旋转空化射流、横向射流和返向射流等手段实现井底负压和改善井底流场。针对这三种射流对井底流场的影响规律，进行了负压PDC钻头设计；现场试验初步表明，负压钻头可显著提升钻速，相同条件下同比提升钻速50％左右，钻头进尺是同类钻头的2倍以上，针对深部地层的钻进，钻头适应性强。