气体钻井有着较高的机械钻速在很大程度上归因于钻头水眼处的焦耳–汤姆森低温效应。这种效应对井底岩石产生了热冲击应力，使得井底岩石的强度降低，进而促进了机械破岩的作用。首先建立了非对称冷却条件下井底岩石的