PDC(聚晶金刚石复合片)钻头的强度对钻进效果有着决定性影响。通过大量现场钻进结果表明,90%以上钻头因钻头体超前损坏和切削齿失效等因素导致钻头报废,造成了大量浪费。因此,有必要开展PDC钻头切削载荷和钻头强度等方面的研究,其具有重要的理论和实际意义。论文通过对已失效钻头分析,总结出钻头失效类型有钻头体失效和切削齿失效,并讨论了影响失效的主要因素,在此基础上选择了两种典型的地质PDC钻头作为研究对象。其次,从钻头切削齿与岩石之间的相互作用关系展开分析,在岩石力学和类比金属切削力学基础上,导出了切削齿单元体模型剪切面和切削面上应力公式。最后,采用PRO/ENGINEER软件建立了典型地质PDC钻头的三维实体模型,通过对模型进行有限元分析,发现切削齿切削深度越深,切削齿上应力越小,但切削齿的磨损速度加快;当其它参数不变时,岩石力学参数越大,切削齿上应力越大;当切削深度一定时,切削面积与弧长越大,切削齿上应力越小。根据分析的结果对钻头切削齿形状进行改进,并对改进后的钻头进行有限元分析,分析结果表明PDC钻头的力学性能得到了改善。本文的研究为其它种类的地质PDC钻头的设计提供了一定得参考。