准确判断PDC齿与PDC钻头的损伤失效形式及其原因是下趟钻工具选型和钻头迭代优化的关键一环。为了提高钻头损伤识别的准确性和客观性，特对数百只PDC出井钻头开展了失效分析，归纳总结了PDC齿（包括各类异形齿）的主要损伤失效形式及其原因，进而构建了包含上万张PDC齿损伤形貌的图像数据集，然后基于YOLOv7图像识别算法建立PDC齿损伤失效智能识别模型,该模型可以对PDC齿图片进行有效的损伤类别推理，并自动标注出对应的损伤失效形式。利用多种模型评价指标对该模型进行性能评估测试，结果显示模型识别准确率超过80%。在此基础上，结合PDC钻头设计理论、钻头损伤失效机理等相关知识，利用因果推理等统计学方法，形成一种新型的PDC钻头损伤失效智能识别方法，该方法仅通过钻头出井照片即可实现对钻头冠部不同区域PDC齿损伤失效形式的自动评估，并以此判断PDC钻头的主要失效原因。该研究成果对钻头损伤智能识别和智能钻井技术创新具有参考意义。

随着油气勘探开发向深层、深水、非常规领域发展，钻遇地层越来越复杂，其中深部泥岩地层在钻进过程中表现出极强的硬塑性特征，导致切削齿难以吃入地层、钻头机械钻速缓慢。针对硬塑性泥岩地层提速难题，开展了聚晶金刚石复合片钻头（PDC）切削齿模拟破岩试验，对比分析了多种异形齿的破岩效果。研究结果表明，弯刀齿的破岩效率最佳且兼具一定的耐用性，在胜利罗家油田硬塑性泥岩地层实现机械钻速最高提升116.4%；斧形齿和弯刀齿交错布齿钻头设计适用于砂泥互层等深部复杂地层，在准噶尔盆地永进油田实现机械钻速最高提升215.7%。讨论了硬塑性泥岩地层潜在的提速措施，建议采用“尖锐突破，平面推进，小齿密刮”的钻头设计原则，以实现高效破岩钻进。研究成果为硬塑性泥岩地层PDC钻头优化设计提供了参考。