在切削硬质及强研磨性地层方面,孕镶金刚石钻头发挥着极为重要的作用,同时对孕镶金刚石钻头的性能的也提出了更高的要求。目前对孕镶金刚石钻头磨损规律研究不够深入以及缺乏孕镶金刚石钻头磨损方程方面的研究,会导致钻井现场孕镶钻头设计不合理,出现钻头钻速过慢或者是磨损速度过快等问题,严重影响钻井效益。本文针对以上问题,采用室内磨损试验与理论分析相结合的方法,深入研究孕镶金刚石钻头磨损规律并建立磨损模型,为钻头选型、钻头优化设计及钻进参数优选提供理论支撑,帮助钻井现场进行孕镶钻头磨损速度预测。研究结果表明:(1)金刚石参数及胎体硬度对孕镶钻头磨损与钻速有显著影响:(1)随金刚石粒度由粗变细,磨损速度与钻速逐渐降低。(2)随金刚石浓度的增大,磨损速度及钻速逐渐降低;(3)随胎体硬度的增大,磨损速度及钻速降低;(4)随着金刚石粒度、浓度,胎体硬度的增大,磨损速度及钻速的下降趋势变缓。(2)综合考虑破岩性能与磨损性能,根据综合性能指标对金刚石参数及胎体硬度进行优选,对中研磨性岩石,最优金刚石粒度为40/45目,最佳金刚石浓度为90%,建议胎体硬度范围为HRC 35~40。(3)钻进参数及岩石研磨性对孕镶钻头磨损有显著影响:(1)随比钻压增加,磨损速度逐渐增大,且二者近似呈幂函数关系;(2)随转速增加,磨损速度呈线性形式增大;(3)随岩石研磨性系数增加,磨损速度呈线性形式增大。(4)研究建立了与比钻压、转速及研磨性系数相关的孕镶金刚石钻头磨损方程,并通过正交试验计算值与实测值的误差分析进行了孕镶金刚石钻头磨损方程正确性的验证,所得模型可靠性较高。