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也门71区块是中石化在中东地区的重点勘探区块，具有较好的油气勘探前景。为解决花岗岩及变质岩的钻井速度慢、钻头寿命短的问题，加快该区块勘探开发速度，迫切需要研究新型高效钻头。本文采用台架试验、数值模拟、理论分析相结合的方法，对犁削型PDC钻头的钻进特性以及锥形PDC齿的破岩机理、破岩规律进行了深入研究。（1）设计了两种不同齿形的犁削型PDC钻头、两种常规PDC齿和锥形PDC齿混合钻头和一种常规PDC钻头。（2）利用五种钻头在花岗岩、硬灰岩、硬砂岩中进行了台架试验。试验结果表明：犁削型PDC钻头具有钻进硬岩的能力；机械钻速随钻压的增大而增大，呈幂函数或二次函数关系；相同钻压下，转速越高，机械钻速越大；在花岗岩和硬灰岩中适应性好，而在硬砂岩中适应性差；尖锐齿形的犁削型PDC钻头破岩效率高于较钝齿形的钻头；相同钻压下，犁削型PDC钻头的机械钻速低于混合钻头和常规PDC钻头；在钻压小于某一值的情况下，尖锐齿形的混合钻头机械钻速小于常规PDC钻头，钻压大于该值时，机械钻速迅速增大。（3）岩石本构模型采用Drucker-Prager准则，以等效塑性应变作为破坏准则，建立了基于ABAQUS的锥形PDC齿切削岩石有限元分析模型。通过数值模拟、理论分析阐述了锥形PDC齿切向上以剪切破坏为主、侧向上以挤压拉伸断裂破坏为主的破岩机理，以及“相邻”效应。（4）数值模拟了切削深度、切削角度对锥形PDC齿破岩效率的影响规律，优选出最优切削角度20°。