汤凤林，НескоромныхВ.В.，宁伏龙，段隆臣，ЧихоткинВ.Ф.

（1.上海市建筑科学研究院有限公司，上海200032；2.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉430074；3.СибирскийФедеральныйУниверситет，Красноярск660041，Россия）

金刚石钻进在我国许多领域得到了广泛应用，取得了很大成绩［1-7］。俄罗斯在这方面也做了不少工作，俄罗斯西伯利亚联邦大学НескоромныхВ.В.教授等人研究了岩石的应力应变状态和岩石破碎过程，探讨了钻进速度与规程参数的关系，提出了临界钻进规程的概念，推荐了保证正常钻进、防止钻头非正常磨损的措施，在生产上取得了很好的效果［8-24］。这些成果对我国同行有一定参考价值，值得我们关注。

1 岩石应力变形状态

为了研究金刚石钻进时的岩石应力状态，使用了计算机模拟程序。在NASTRAN for Windows环境中，对在设定岩石物理力学性质的钻孔中钻进时的情况，进行了计算机模拟。主要是研究在钻头静压条件下，均质岩石破碎中的应力分布状况。模拟了钻头上单个金刚石与孔底岩石的接触情况。作用在环状钻头上的载荷为10000 N。为了模拟孔底情况，在岩样周围设置了固定形式的边界条件。钻进时使用的岩样是花岗岩，其弹性模量60000 MPa，泊松比0.23，密度2.7 g/cm3，极限许用压应力160 Pa，极限许用拉应力10 Pa。试验主要结果如下［8-9］。

图1示出了钻进时环状孔底岩石中的正应力（压应力和拉应力）的分布情况。压应力为正值，拉应力为负值。从图1可见，在形成岩心部位和钻头本身中作用的是拉应力，而在岩石中作用的是压应力。

图1 环状孔底的正应力Fig.1 Nor mal stress at the cir cular bottom

图2示出了被钻岩石中的应力分布情况。此时按照ФонМизес标准（岩石抗压强度、抗拉强度和变形）用的是相当应力。……