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为解决深部地层PDC钻头机械钻速低、单只钻头累计进尺少等问题，基于围压对岩石力学性质影响的理解，本文从部分卸载围压的角度优化PDC钻头。首先研究围压对岩石主要力学参数的影响规律；再结合深部地层岩性特点，从整体结构、冠部、刀翼、切削齿、水力结构和保径六方面进行PDC钻头设计；将钻头进行现场试验，与相邻两口井同井段钻进情况相比，应用效果良好。