深井超深井钻井技术是体现国家钻探水平的重要标志之一,是人类探索地球内部资源的重要手段,意义深远。随着井深增加,岩石物性发生变化,作为钻井破岩关键装置的PDC钻头,结构设计将是影响破岩效率的重要因素之一。本文针对花岗岩,开展了高温高压条件下岩石物性变化实验、PDC切削齿破岩数值模拟及PDC钻头破岩实验研究,具体工作和认识如下:（1）借助深水孔隙压力伺服实验系统和岩石可钻性试验仪等设备研究了温度、围压对花岗岩力学特性和可钻性的影响。实验发现:相同温度加热后,花岗岩抗压强度、弹性模量和可钻性级值随围压增加均上升。相同围压条件下,高温弱化岩石力学性质,具体表现为随温度增加,密度、纵波波速和可钻性级值下降,而体积和质量损失率增加;550℃加热后,质量损失率达到2.2‰,纵波波速下降近74%。随围压增加,温度对花岗岩力学性能的作用减小。（2）利用ABAQUS软件建立高温高压条件下PDC切削齿破岩模型,得出了温度、围压、齿径、后倾角和转速对破岩效率的影响规律。结果显示,温度超过200℃时,破岩所需应力降幅较为明显;随着齿径增加,破岩所需应力增加,破岩比功略微增加;随着后倾角增加,破岩所需应力增加,破岩比功增加。（3）采用真三轴钻井模拟实验系统研究了温度、围压、齿径、后倾角和转速对破岩效率的影响规律。结果发现,300℃加热后花岗岩破岩比能较常温下降超过30%;随着后倾角增大,钻压和破岩比能上升,后倾角15°破岩效率较高。论文研究结果可望为高温高压条件下PDC钻头优化设计提供理论依据和实验基础。