牙轮钻头是石油天然气钻井中主要的破岩工具,随着油气藏开采难度的不断加大,深井、超深井、地热井逐渐被开发,井下高温对布齿镶装结构强度和牙齿固紧影响越来越突出。受井下高温环境影响布齿镶装结构强度降低,牙齿固紧能力减弱,因而容易发生脱齿现象降低牙轮钻头使用寿命。本论文主要对81/2三牙轮钻头主齿圈布齿镶装结构强度和牙齿固紧进行分析研究,在井下高温环境时布齿镶装结构热应力场变化规律,不同温度下牙齿固紧能力变化规律,研究结果对于牙轮钻头布齿镶装结构设计和提高牙轮钻头寿命具有重要意义。对牙轮壳体材料进行室温拉伸实验,由实验结果得到了牙轮壳体材料的本构关系；运用弹塑性理论知识建立单齿孔有限元分析简化模型,利用ABAQUS有限元软件,由网格类型、边界条件等参数确定有限元分析规范,建立以Mises应力最大值与平均值,接触压力最大值与平均值,齿孔半径方向变形和压齿力为指标的评价方法；布齿镶装结构参数分析主要涉及：齿孔口倒角、齿孔下部变过盈设计、齿孔孔底锥角、牙齿齿根锥角、齿孔对牙齿埋深、牙齿与齿孔过盈量、镶齿顺序,牙齿受过盈量变化影响规律；建立主齿圈双齿孔三维简化模型进行热力耦合分析,在井下高温环境下(100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃),分析相同过盈量条件下井下温度变化对布齿镶装结构强度的影响、热应力场的分布、齿孔间距和牙齿固紧的变化等,确定塑性区域不叠加最小距离,牙轮主齿圈布齿密度,牙齿固紧能力,牙齿强度变化规律。通过本文的研究分析,得到了牙轮钻头布齿镶装结构强度和牙齿固紧随井下高温变化规律,对指导牙轮钻头布齿镶装结构设计、增加牙齿固紧能力和齿圈布齿密度,开发适用于高温环境的牙轮钻头具有较大的实际意义。