正基对螺旋钻头做为主要研究对象，对其在运动学、力学和零部件的结构参数、材料以及加工工艺进行理论计算，有限元静动态模拟室内外实验等方面进行研究。
一 运动学分析、通过分析刀头的运动轨迹、计算出钻齿的切入与切出角，并推导出钻齿的布局、位置及齿数。钻头转速与给进速度对钻头切削面积和侧壁残余形貌的关系。以运动学做为基础进行了钻掘力学的研究。
二  力学分析：基于不同的岩石层的破碎的临界点，将机械能量最大限度的传递给钻牙。使其处于最优的切削状态。
三 碎岩的研究：通过理论、分析出各种岩层的物理特性，并通过各种实验，制定出各种岩层需要克服岩石的摩擦力和剪切（挤压/拉伸）岩石的反力、通过我们自己独有的软件模糊计算出钻进时所需的综合力和掩饰的可钻性。设计钻头结构，确定钻头用途。并且确保具有真实性和参考性。
注：岩土破碎分析：分析掩饰的钻削是一个复杂的受力过程，它涉及弹性力学、塑性力学、断裂力学和热力学等。如果是脆性或塑脆性的岩石，这个过程包括岩石产生滑移形成小的碎屑，累积大滑移和侧边挤压造成崩裂而形成的体积破碎块。由于碎片的不连续性，使作用在钻齿上瞬时推压力和扭矩理论上产生的急剧波动。
岩石的硬度是岩石抵抗其它物体压入或破坏所反应出来的阻力，岩石所含矿物质不同、岩石的裂隙以及岩石颗粒直径等因素都会影响岩石的硬度，岩石的软硬是相对的，可以从多方面来判断其软硬性质。地质上一般用可钻性级别来对岩石分级，如果按岩石的压入硬度对其进行可钻性分级，对岩石分软、中软、硬、坚硬、极硬等分为十二个级别。表5-1按单一的岩石压入硬度，尽管可以对岩石进行岩性的分析，但不能真正反应岩石钻进时所需的轴压和回转驱动力。
 按压入岩石硬度的岩石可钻性分级
岩石
类别
软
中软
中硬
硬
坚硬
极硬
岩石
级别
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
x
xi
xii
压入
硬度
mpa
＜
100
100
～250
250
～500
500
～1000
1000
～1500
1500
～2000
2000
～3000
3000
～4000
4000
～5000
5000
～6000
6000
～7000
＞
7000

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张莉
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