：空气钻井技术是以空气作为循环介质的欠平衡钻井技术，其钻头的破岩形式与常规泥浆钻井有很大的区别。
在岩石力学和弹塑性力学的基础上，考虑岩石材料的各项异性、地层倾角、钻头与岩石间摩擦因数等影响因素，
采用有限元方法建立空气钻井中全尺寸PDC 钻头动态破岩的非线性动力学三维模型。通过对空气钻井中岩石的破
坏机制和钻头动态破岩过程的研究以及对破岩后形成井眼、井壁和井底岩石应力应变的分析。结果表明：井底岩
石受到较大拉应力的作用，使得空气钻井中破岩速度更快；干燥空气钻成的井眼井壁稳定性较好，但是一旦发生
井壁不稳定性，井壁岩石将成块掉落。最后通过对钻头上随时间变化的位移分析，得到钻进各向异性地层岩石的
井斜和方位的变化规律。本模型为空气钻井的破岩机制、井斜变化规律以及井壁稳定性研究提供一种新的方法，
为钻头和钻具设备的研制、优化设计提供理论依据。