旋转水射流是高压水经过钻头内部的导向叶轮从喷嘴脱离后形成的具有三维速度、沿螺旋线运动的扩散性射流,其结构特性独特,破岩效率高。本文拟将旋转水射流钻头应用于超短半径水平钻井技术,在煤层中钻水平井眼,用于煤层中的瓦斯气体抽放,为我国低渗透率煤层气的抽放提供了一种新的方法和手段。论文阐述了旋转水射流的产生机理,分析了旋转水射流的速度及压力结构特性,详细分析了旋转水射流不同于普通水射流独特的破岩机理。根据旋转射流的结构特性,设计出自进式旋转水射流钻头；并把该钻头应用于超短半径水平钻井系统,理论分析了旋转射流在煤层中钻孔的直径、自进力、钻进深度以及钻进速度对钻孔直径大小的影响、自进力大小对钻进深度的影响等。最后运用CFD软件—Fluent对旋转水射流进行数值模拟,进一步分析钻头结构参数对旋转射流结构特性的影响,并对钻头的结构进行优化。