PDC钻头的稳定性直接影响着PDC钻头的使用寿命和破岩效率,以往在对PDC钻头的稳定性进行研究时,对井底形状这一影响因素的研究较少。井底形状不同将会使得钻头整体受到的岩石反作力不同,进而影响钻头的运动状态。因此有必要从井底形状入手研究钻头切削力学模型,对钻头的侧向力计算模型进行优化,最终提出提高PDC钻头稳定性的方法。本文在对PDC钻头稳定性进行研究时考虑了井底形状的影响,通过试验的方法得到了井底形状与PDC钻头稳定性之间的变化规律,并在此基础上使用数值模拟的方法对单齿、单排齿破碎三种典型井底形状(鱼尾形、平底形、炮弹形)的过程进行了分析,分别建立了三种典型井底形状与PDC钻头稳定性之间的数学模型。利用典型井底形状与PDC钻头稳定性之间的数学模型对PDC钻头侧向力计算模型进行了优化,建立了基于井底形状的PDC钻头侧向力计算模型。以基于井底形状的PDC钻头侧向力最小为目标函数,得到了PDC钻头在破碎鱼尾形井底时所受侧向力最小这一结论。并在此基础上,由井底形状与钻头冠部形状的镜像关系,得到了基于井底形状的提高PDC钻头工作稳定性的方法。