随着钻井向大直径、深井眼方向发展及水平井的日益增加,硬地层钻井、加压等问题日益突出,如钻头寿命短、钻进效率低、成本高、钻井周期长等。空气锤钻井技术除了具有空气钻井的特点外,还具有钻压小、易斜地层可提高井身质量、硬地层钻速快、可有效清除井底岩屑、减少钻具磨损、应用范围广等特点,可较好地解决上述问题。空气锤是这项技术的核心部件之一,其设计、性能优劣评价可通过仿真电算实现。本文在分析空气锤结构,了解了空气锤钻进特点、适用地层、应用领域和发展趋势基础上,运用固体运动学、动力学、气体动力学等相关理论,建立了空气锤的数学模型。主要理论方程包括：气体状态方程与能量方程、稳定流基本方程、气体能量平衡微分方程、有效热效率方程、活塞运动微分方程等。通过对空气锤配气过程和运动机理的分析,假设仿真条件,运用有限差分原理,开发了空气锤仿真电算软件。该软件能对空气锤的运动过程进行仿真计算,以数据表的形式可以看到每一微段内气体状态参数和运动参数的计算结果,绘制了前后气室压力曲线、速度轨迹曲线、位移轨迹曲线、耗气量轨迹曲线、加速度轨迹曲线,通过这些曲线可以看到空气锤的内部动力过程。此外,计算机通过若干个周期计算,可输出空气锤所有工作性能参数的计算结果：活塞实际行程、单次冲击功、冲击频率、耗气量、风压、冲击功率、有效热效率等。根据计算的结果,找出了空气锤结构参数等对性能的影响规律,如气源压力、配气行程、结构行程、空气锤重量、活塞中心孔直径、活塞粗端直径、活塞细端直径。开发出的空气锤仿真电算软件可指导空气锤进行设计,设计出的空气锤在实际生产得到了较好地应用,为社会创造一定的经济价值。