针对煤矿井下穿层钻孔硬岩钻进效率低的难题，基于冲击回转钻进机理和Wassara高压液动冲击器主要特点，分析柱齿在冲击荷载下形成的破碎坑形态，并将其划分为崩解区、密实区、开裂区和弹性区。在此基础之上，对柱齿连续破岩的大间隔冲击和小间隔冲击2种情况进行过程分析，结合淮南潘三矿现场试验条件讨论高压液动冲击回转钻进工艺参数，优选高压液动冲击回转钻进配套钻机、冲击器、钻杆、钻头和清水泵，及主要技术参数。试验结果表明：当清水压力在15 MPa以上时，高压液动冲击回转钻进的平均机械钻速为24.67 m/h，与采用该技术之前的8.48 m/h机械钻速相比提高了约1.9倍；并采用回归分析拟合得到机械钻速与水压之间的线性关系，经过数理统计的F检验，F=8.82大于F0.05(1,7)，验证了回归结果是显著的，机械钻速随水压的增大而线性增大。高压液动冲击回转钻进技术可有效提高煤矿井下硬岩层钻进效率，保障煤矿安全高效生产。

国家重点研发计划课题(2018YFC0808005)；陕西省重点研发计划项目(2018GY-078)；中煤科工西安研究院(集团)有限公司科技创新基金项目(2018XAYMS13)；

1 高压液动冲击回转钻进技术
1.1 高压液动冲击器
1.2 冲击回转钻进机理
2 柱齿破岩过程和工艺参数分析
2.1 破碎坑形态分析
2.2 连续破岩过程分析
2.3 基于破岩过程的工艺参数讨论
1)清水流量和压力
2)钻机给进压力
3)钻机转速
3 试验设备和钻具优选
3.1 钻机
3.2 高压液动冲击器与钻杆
3.3 钻头与单向阀
3.4 清水泵站
4 试验及结果分析
4.1 试验区概况
4.2 钻进工艺流程及钻孔设计
4.3 钻进试验及分析
4.4 水压与钻速的关系
5 结论

豆旭谦,姚宁平,李秀山,王力,张凯,魏宏超.基于单柱齿破岩过程的高压液动冲击回转钻进试验研究[J].煤田地质与勘探,2022,50(12):170-176.