针对国内PDC钻头试验装置严重落后国外的现状,以及目前正在使用的试验装置存在的不足,利用三维实体设计软件Solidworks设计了新的PDC钻凿特性测定装置,并对此装置进行了深入系统地研究。PDC钻凿特性测定装置中所有的执行元件均采用液压驱动。确保液压系统功能达到设计要求的前提下,在液压件的选用和液压回路设计上均以节能为原则,减少了无功功率的消耗,提高了能量利用率。以手动、半自动和自动三种操作模式设计了PDC钻凿特性测定装置的运动控制系统,提高了装置的自动化程度,简化了试验操作的流程,同时也降低了试验人员的劳动强度。基于虚拟仪器设计了PDC钻凿特性测定装置的测量与控制系统,实现钻压与转速的闭环控制。使用图形化编程软件LabVIEW编制了数据采集程序,设计了测控系统人机界面。试验需要的钻压、转速值以及与数据采集相关的参数在人机界面中设定,同时,将验采集到的钻压、转速、钻深、扭矩信号在人机界面中以波形和数字的方式直观的显示出来,最后将数据存储在计算机中方便以后调用。根据液压回路原理图和钻压、转速控制原理图,借助液压系统仿真软件LMS Imagine Lab AMEsim,建立了油缸进给回路和旋转钻进回路的仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果能够较好的反映装置运行时的特性。