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用有限元方法模拟了不同形状钻头的破岩效果，研究了地层应力分布及裂缝延伸模式。按照国际钻井商协会（IADC）分类标准设计了14种钻头形状。设计了地层模型，给出了钻头尺寸、地层性质、网格划分方法和边界条件等。采用拟静态条件和质量缩放法以减少模拟时间、提高模拟精度。模拟结果表明，对于9种常用钻头形状，增加锥体高度高应力区面积会增大，而保径高度与产生的应力之间没有明显关系。减小保径高度，高应力区从鼻端和中心部位转移到保径区。对于非常用钻头形状，凸形钻头产生的应力场较大，双心钻头导眼体底部应力较集中。裂缝主要产生在