空气锤钻井技术的成功应用为气动潜孔凿岩工具的发展和使用提供了广阔的空间。本文针对气体钻井用贯通式潜孔锤的关键技术问题进行了研究,旨在将贯通式潜孔锤全孔反循环钻进技术引入油气勘探开发气体钻井领域,为解决当前石油工业上游领域所面临的低压、低渗、低产油气藏的高效开发问题和提高复杂地层、深井硬岩地层钻进速度等难题提供有利技术支持。首先,本文综合分析了贯通式潜孔锤在气体钻井中应用的可行性及贯通式潜孔锤反循环气体钻井潜在的技术优势,确定专用反循环钻头的研制与循环系统注气参数的选择为气体钻井用贯通式潜孔锤关键技术所在。其次,为设计出适合气体钻井用的、性能良好的反循环钻头,从流体通道改进设计与钻头体底面轮廓形状优选两面进行了研究。研制了反循环钻头井底流动模拟实验器,通过实验测试对比了不同结构形式内喷孔,不同钻头底面轮廓形状及不同底喷孔布置方式对反循环形成效果的影响,确定了有利于提高反循环钻头性能的流道设计形式和钻头底面轮廓形状。借勘商用CFD软件对反循环钻头局部流场进行了数值模拟分析,揭示了不同结构形式流道及底面轮廓形状对反循环形成效果的影响机理。理论分析、实验研究和数值模拟得出的结论和认识为大直径反循环钻头的设计提供了重要依据,基于上述结论设计制造了气体钻井用反循环钻头。最后,对贯通式潜孔锤气体钻井循环系统注气参数选择进行了初步研究,建立了中心反循环排渣通道与双壁钻具环状注气通道内压力分布模型,给出了一种计算反循环排渣所需最小气体体积流量的方法,为贯通式潜孔锤气体钻井地表注气设备的配置提供了参考。