随着油气田的不断开发,我国浅藏油气资源逐年减少。定向井和水平井可以有效地提高油气田开发效率、降低钻井成本,故在钻井领域中应用逐渐增多。钻定向井的主要方式有滑动导向和旋转导向,滑动导向结构简单、钻井成本低,在国内定向井领域中占有主导地位。目前滑动导向技术面临的一个关键问题是造斜段钻头的工具面不稳定。现有的PDC钻头工作扭矩大、扭矩响应高,工具面不易控制；牙轮钻头虽然定向性能好,但是其破岩效率低、钻井成本高。复合钻头是PDC钻头和牙轮钻头的有机结合,在硬地层,软硬交错等难钻地层中的钻进效率高、钻头寿命长；同时,复合钻头的低扭矩和高钻速在定向井中也具有很大优势。目前国内针对复合钻头已经开展了一系列研究,但主要集中在难钻地层的提速上。而在定向井中的研究应用还处于初级阶段,尤其在复合钻头的定向性能和设计理论研究上几乎空白。本文针对定向井复合钻头开展了研究。主要包括：1、开展了对牙轮钻头、PDC钻头以及复合钻头的定向性能研究,分析了牙轮钻头和PDC钻头工具面稳定性差异的根本原因,初步建立了复合钻头扭矩模型,通过室内实验研究了影响钻头定向性能的各因素及其影响规律。2、开展了在不同应用条件下定向井复合钻头的设计方法研究。3、根据冀东油田南堡地区定向井的井身结构和地层特性研制了两种型号的复合钻头产品,并进行了现场试验,验证了复合钻头的定向优势。