针对顶驱下套管用卡瓦牙板承受较高拉扭载荷后出现夹持不稳、牙齿磨损与齿尖断裂等问题，基于薄壳弯矩理论，考虑卡瓦板工作时承受的轴向力、径向力、扭矩，建立了卡瓦板的承栽能力力学模型；基于响应曲面法，建立了卡瓦牙尺寸优化数学模型，并对优化数学模型进了方差分析。结果表明，卡瓦板长度大于200mm时，扭矩对卡瓦板承载能力的影响逐渐变大，扭矩对承载能力的影响不能忽略；所建卡瓦板承栽能力力学模型取1．15倍安全系数后可应用于工程实践；方差分析证实了卡瓦牙数学模型的合理性，并得出了卡瓦牙最优结构参数，使卡瓦牙应力减小了17％。