20世纪90年代以来，科研工作者逐步认识到PDC钻头涡动是影响其寿命和使用效果的主要原因之一。因此，对PDC钻头抗涡动的深入研究对提高钻头寿命显得尤为重要。本文通过对钻头转动分析找出其涡动的原因及危害。通过对钻头冠部设计轮廓进行比较，选用稳定性较好的直线—抛物线冠部剖面，并按照等间距原则布齿。运用圆柱坐标系建立了描述PDC钻头几何结构和切削齿工作面轮廓方程，得到钻头切削面积的计算方法，并结合钻头的力学模型求得PDC钻头各个切削齿的侧向力，进而求得钻头的总侧向力。用等效质量方法将钻杆的质量等效到钻头上，将所求得的侧向力施加在钻头上，应用多种力学原理推导出钻头在井底的涡动方程，对钻头在井底的运动轨迹进行仿真。同时编写了PDC钻头冠部设计程序和涡动计算程序，通过该程序求出钻头的冠部曲线方程和各个切削参数，并带入PDC钻头的力学模型计算其侧向力，最后应用涡动方程计算PDC钻头在井底的运动轨迹，进而提出减小PDC钻头在井底涡动的使用措施。设计了冠部为直线—抛物线的五刀翼PDC钻头，采用砂岩作为材料，通过对程序的计算结果与相关文献的实验结果相比较，验证了涡动方程的合理性。