潜孔锤跟管钻进技术是有效解决复杂地层中钻进的实用技术。双壁钻具潜孔锤反循环取样钻探技术,即CSR钻探方法,具有排渣效率高,对孔壁扰动小,孔底干净无沉渣,流体介质无漏失,对漏失地层、孔壁不稳定地层等适应性强等特点。将两项技术完美结合即可形成潜孔锤反循环跟管钻进技术,这将克服以往潜孔锤正循环跟管钻进中岩渣排出效率低、套管与孔壁摩擦等缺点,特别对较大直径的潜孔锤跟管钻进将大幅提高钻进效率和节约能源。论文在分析了国内外潜孔锤跟管钻进技术和潜孔锤反循环钻进技术现状的基础上,提出了针对破碎、漏失等复杂地层的潜孔锤反循环跟管钻进的钻进方法。按照跟管钻进钻头设计的要求,对跟管钻头的结构形式进行了创新研究;对反循环钻头形成反循环的机理运用CDF分析方法做了大量的理论研究并利用反循环试验装置进行了大量实验研究。运用静力学有限元理论,借助于国际上通用的大型有限元分析软件ANSYS对QFGZ型反循环跟管钻头上的销轴、钻头体建立结构三维静力学有限元分析模型。定性模拟计算钻头体和销轴在工作状态下的应力场、应变位移场等的分布状况。该钻头获得了国家发明专利。我们对适应反循环跟管钻进的贯通式潜孔锤进行研发,设计过程中采用了潜孔锤仿真电算程序进行计算,先后研发了11个规格的贯通式潜孔锤,使之系列化。进行了大量贯通式潜孔锤反循环的试验与应用,获得了良好的效果。通过本课题的研究工作,形成了潜孔锤反循环跟管钻进技术,为在复杂地层中进行跟管钻进施工,特别较大直径的跟管钻进施工提供可靠的技术保障。