PDC钻头自诞生后,经过近半个世纪的发展,已经成为油气钻采领域的重要破岩工具之一。目前,市场对PDC钻头的设计效率要求愈来愈高,而传统的各类PDC钻头辅助设计手段因为其在效率、设计周期、设计质量等多方面存在不足,已经越来越难以满足PDC钻头多种类小批量的市场需求。近十年来,诸多专家学者顺应时代变化和市场需求,在PDC钻头设计技术方面不断引入新技术,例如各种计算机辅助设计技术。针对复杂地层的PDC钻头个性化设计与创新型设计是未来发展趋势,而基于CAX技术与数据库管理的钻头设计平台是支持PDC钻头个性化与创新研究的基础与工具,高效的建模与分析、数据格式统一且可重复使用、可以实时访问数据与记录数据,是其区别传统设计平台的关键。进行基于PDC钻头布齿设计技术、CAD技术、互联网技术和软件工程理论的PDC钻头三维布齿设计技术研究,是开发新型布齿平台的基础。(1)在调研现有PDC钻头布齿设计技术和现有的辅助设计方法后,结合PDC钻头设计人员的使用需求,设计了一套有利于提高PDC钻头布齿设计效率、降低设计人员劳动强度和提高布齿数据可重用性的方案;(2)研究了 PDC钻头布齿设计技术及其理论,结合PDC钻头几何基础、经典布齿理论和NX二次开发技术,建立了三维布齿设计相关数学模型包括PDC钻头几何坐标系、几何方程、冠部曲线模型、刀翼模型等;(3)研究了三维布齿设计和建模的关键技术包括切削角度变换方法、特征建模方法和切削量可视化方法。结合软件工程理论设计了基于NX的PDC钻头关键参数驱动三维布齿设计系统。(4)研究了 PDC钻头布齿设计参数、可视化布齿评价方式、布齿结果数据的存储与重用方式,结合互联网技术和数据库技术设计了基于B/S架构的PDC钻头三维布齿文件及其设计参数管理系统包括数据安全、数据传递、数据分类、数据检索和信息备注。运用基于B/S架构的PDC钻头三维布齿设计软件平台,不但可以显著提升布齿设计效率、提高布齿质量、降低设计人员劳动强度,同时还可以有效提高布齿数据管理效率和可重用性。