单牙轮钻头在小井眼钻井中有广阔的应用前景。实践证明单牙轮钻头已在小井眼中取得了较好的经济效益,是一个值得深入开发和研究的钻头品种。单牙轮钻头在软地层中具有较高的机械钻速和寿命,但在硬地层和研磨性强地层中由于牙齿先期磨损快,牙齿难以吃入岩石,钻头机械钻速和寿命均较低。现有单牙轮钻头品种较单一,难以拓宽钻头的适用范围和钻井需求。因此,为扩大单牙轮钻头在深井硬地层和研磨性强地层中的应用范围,应针对不同性质的岩石设计符合其破岩特点的单牙轮钻头,以获得较高的机械钻速和寿命。本论文从球形单牙轮钻头牙齿的运动和受力状况及受力和破岩效率等几个方面出发进行了计算机模拟分析和单牙轮牙齿测力实验及单齿刮削破岩实验,开展了单牙轮钻头的新齿型研究。对单牙轮钻头的适用齿形从理论分析、计算机仿真、有限元分析、及实验研究等方面着手,进行了较为系统的研究。研究结构表明新齿型具有较高的破岩效率,并能提高单牙轮钻头的使用寿命。本论文是一项探索性和开创性的技术基础研究,可能会使我国单牙轮钻头的技术水平和使用范围都获得提高和扩大。论文研究具有一定的现实意义。