獾式钻井技术是顺应当今油气勘探开发区域日趋复杂化的一项前沿性技术,它与常规钻井技术的不同之处在于工作过程中无钻机、无钻井液、开钻后一钻到底、无法起下钻等方面。而自清洁反循环PDC钻头是獾式钻井技术中很重要的一个工具,它要与其他獾式钻井工具配套使用。本文基于獾式钻井技术的工作要求,设计了两套螺旋岩屑输送装置:方案一是单螺杆岩屑输送装置,方案二是双螺旋岩屑输送装置。并在常规PDC钻头的设计基础上,结合螺旋输送装置的结构参数,设计了自清洁反循环PDC钻头体,并用有限元软件对钻头体进行了强度分析。基于动态平衡条件,用单质点法对螺旋刀翼上的岩屑颗粒进行了受力分析,得出了岩屑颗粒的受力与刀翼螺旋角、接触面摩擦系数等参数的关系。对单螺旋岩屑输送装置和双螺旋岩屑输送装置进行了岩屑运移的机理分析,得出了单螺杆的临界转速表达式和双螺旋柱岩屑输送段的功耗、扭矩、轴向力的表达式,为选择钻头的驱动电机提供了参考。本文运用EDEM离散元方法分别对安装有两种方案岩屑输送装置的PDC钻头进行了破岩仿真,比较不同设计参数时的仿真结果得出了单螺旋杆输送装置的螺旋桨升角为15°时岩屑输送的速度最快,双螺旋输送装置的螺槽深度为8mm、螺距为21mm时岩屑输送的效果最好。通过PDC钻头的破岩仿真为钻头结构的设计提供了有价值的参考。