深井提速是制约深部油气资源勘探开发的主要技术瓶颈之一。在钻井过程中,准确评价岩石的可钻性有助于提高机械钻速和降低钻井成本。但是,现有岩石可钻性极值的测定都是在常压下进行的,不少研究表明,井底压力条件下岩石的可钻性极值与常压下相差甚远。不少学者通过室内实验和现场数据,建立了岩石可钻性极值和岩石力学参数的模型,从而利用模型来预测井下岩石的可钻性和机械钻速。这些模型在一定程度上优化了钻头选型和钻速预测的问题。到目前为止,适于井底压力条件下岩石可钻性实验和理论研究仍是尚未解决的问题,室内实验测定井底压力条件下岩石的可钻性仪器也尚未涉及。因此,有必要提出一种井底压力条件下岩石可钻性实验仪器设计原理和方案,并以此开展井底压力条件下岩石的可钻性实验,以期形成一种真实模拟井底压力条件下岩石可钻性极值的评价方法。本论文选取四川隆昌地区须家河组致密砂岩作为研究对象,开展岩石的静态力学实验研究,井底压力条件下岩石的可钻性实验研究,并以Hypermesh、ANSYS为研究手段,认识井下破岩的机理。本论文完成的主要研究内容如下:(1)开展岩石的静态力学实验研究。主要包括岩石的单轴抗压强度实验、单轴抗拉强度实验和模拟井底围压条件下的三轴压缩实验。(2)开展井底压力条件下岩石的可钻性实验研究。主要包括围压、围压与液柱压力条件下岩石的可钻性实验研究。对岩石做干岩样、油饱和水饱和处理,并对不同饱和介质、不同微钻头以及不同井底压力条件岩石的可钻性极值进行了对比分析。并建立了利用三轴强度实验数据推测岩石井下可钻性极值和利用可钻性极值推算钻速方程可钻性的数学模型。(3)利用Hypermesh和ANSYS软件,对井底压力条件下PDC微钻头破岩进行了仿真研究。重点分析了可钻性极值的仿真值和实验值的对比,破碎坑的体积和井底压力的关系以及破碎坑的形态对比,验证了实验数据的可靠性。通过本论文的研究,推荐了一种模拟井下岩石可钻性极值的实验方法,得到了适于致密砂岩的利用三轴实验数据推测井下岩石可钻性的数学模型。从而较为准确的选择钻头类型和指导工程实践。