贯通式潜孔锤反循环连续取心(取样)钻进技术以其独到的技术优势在钻探界广泛应用。然而在复杂地层钻进中,由于反循环钻头结构不够合理,反循环往往难以形成,究其原因,主要是孔底气体容易从裂隙中漏失,在孔底形成的负压不够大,不足以将岩心(样)上举至上返通道内,或者是至上返通道内又没有获得足够的加速度,从而使其顺利到达地表。针对这些问题,作者运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究方法对孔底反循环形成机理与过程进行深入研究,重点对影响反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底部排风孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,并将研究结论与专家的经验总结汇合形成钻头参数优选软件。经试验证明,改进后的钻头在现场试验中反循环形成更顺利。在研究中,针对大直径钻头难以形成反循环的技术难题,对钻头底部结构进行全新设计,将双层底喷孔结构与钻头底唇面凹面型设计巧妙地结合在一起,从而较好地解决了大直径钻头形成反循环的难题。本文的研究目的是通过对钻进中孔底及钻头腔体内流场特性研究,找到更有利于反循环形成的最优相关参数,改善反循环效果。