由于石油资源的减少,当前钻井施工已由浅部地层逐渐转向深部地层,而深井、超深井机械钻速低,钻井周期长是目前钻井施工面临的难点。目前对于钻井工作参数优化的研究重点主要集中在多目标、多参数优化,但各个目标同时优化往往存在冲突。因此本文建立钻井性能综合评价模型,揭示钻头破岩能效与钻头吃入深度、钻头吃入深度与钻头工作参数(钻压、转速)之间的关系,同时综合考虑井下振动的量化评价结果和钻头工作状态的监测结果,实现钻头破岩能效向高效破岩方向的优化,对于提升机械钻速、延长钻头使用寿命,节约钻井成本有着重大的意义。本文所述新方法突破了仅仅通过机械钻速、MSE或DOC等指数单一评估钻头破岩效率的传统方法的局限性,综合融合这些评估指数,建立最优目标函数。建立了可用于SDI(Smart Driller Indicator)的钻头工作参数循环优化方法,利用响应面分析方法等方法,实现钻头工作参数优化,使钻头工作趋向最优破岩工作方向。应用MATLAB软件,应用钻头工作参数全局检索方法对松辽盆地两口井进行了数值模拟,验证了方法以及模型的有效性,应用新模型以及全局检索方法进行了现场试验,达到了预期目标。