PDC钻头在油田钻井工程中获得了广泛的运用，钻进过程中水力因素对钻头非常重要。本论文采用数值模拟方法、CFD有限元方法和最优化方法，借助于Visual C++及ANSYS／Flotran CFD软件，进行了PDC钻头的水力参数计算、喷嘴的流场分析与优化，并运用Pro／ENGINEER绘制了某种PDC钻头实体图。本文主要包括以下几方面的内容： 分析了PDC钻头的切削机理、泥包机理、热磨损机理，以及冲蚀机理，突出了水力系统对PDC钻头的清洗钻头体、冷却钻头、辅助破岩的重要性，表明可以从结构和水力学两个方面来改善PDC钻头的井底流场。同时将喷嘴作为PDC钻头水利系统的重要组成部分，深入地讨论了喷嘴的水力参数和位置参数对PDC钻头水力性能的影响，进行了喷嘴的水力参数设计。在此基础上对PDC钻头的水力参数进行了数值模拟，用Visual C++编制了PDC钻头的水力参数计算程序。该程序较好的反映钻头各喷嘴射流在其出口和井底的水力分布，并能说明钻头对所获得的水力能量的利用情况。 运用计算流体力学(CFD)对喷嘴的流场进行了更深入的分析，在此用到了ANSYS／Flotran CFD分析软件。这种方法可以得到对喷嘴流场很精确的描述。分析说明泥浆在喷嘴流场中压力和速度都呈梯度变化，流态很稳定，流场呈对称分布。 运用最优化和CFD方法，针对喷嘴的流场优化，建立了喷嘴的数学模型，进行了理论上的一种探索与尝试。当然，要达到完善阶段有待于进一步的实验验证。