汤凤林，宁伏龙，段隆臣，Чихоткин В.Ф.

（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北武汉430074）

1 概述

岩石按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩3 大类。但按物理力学性质来说，岩石分为均质岩石和非均质岩石。均质岩石一般称为各向同性岩石，非均质岩石称为各向异性岩石。钻探中，特别是深部钻探中遇到的地层多为各向异性（非各向同性）岩石［1-9］。从岩石力学和岩石破碎原理得知，钻进各向异性岩石时（可以以圆柱形平底压模进行模拟），不同方向的强度是不同的。在垂直地层方向岩石最容易钻进破碎，其他方向破碎阻力较大，因此破碎核成椭圆形（见图1a）。轴载P用于克服岩石的内摩擦阻力和克服来自岩石的反力，在岩石反力垂直分力的作用下，产生翻转扭矩МОП（见图1b）在这个翻转力矩的作用下，钻头将偏离中心线一个角度Ψ（见图1с）。钻头偏斜（哪怕很小），钻孔就会弯曲，直接影响钻进效率和钻孔质量，因此，要解决钻孔弯曲的问题［7-11］。若想钻孔一点不弯曲是不可能的，我们只是要采取措施，使其弯曲在我们允许的范围之内，以便钻孔合乎要求，满足需要。

图1 各向异性岩石钻进时岩石破碎示意Fig.1 Fragmentation of anisotropic rock by drilling

各向异性岩石是客观存在的，其物理力学性质是不能改变的。我们只能利用其性质采取针对性的措施，才能取得好的钻探技术经济效果。在这种岩石中进行钻进时，钻探设备、所用机具、施工人员、钻探工艺、操作技术、生产管理等都很重要。在选定钻探设备和合格施工队伍之后，所用机具（如钻头、孔底装置）非常重要，是关键技术。……