空气钻进是指钻进过程中利用压缩空气作为循环介质的一种钻进技术，具有不影响煤层瓦斯解吸、对孔壁扰动小等明显优势，是目前井下松软煤层钻进的理想排粉方式之一。但在井下施工过程中，由于松软煤层结构不稳定、瓦斯喷孔等地质因素以及空气密度小、气流排渣通道紊乱导致排渣不畅等工艺因素，大大降低了本煤层瓦斯抽采钻孔的成孔深度。论文从钻孔排渣稳定性为出发点，采用理论分析与数值计算相结合的方法对煤粉颗粒运移规律展开研究，针对套管钻进工艺设计了可回收式组合钻具，并开展现场试验，取得较好的施工效果。　　论文从以下几点开展研究工作：　　（1）对水平钻孔中煤粉颗粒力学条件进行分析，结合本煤层深孔钻进技术难点，提出套管深孔成孔技术理论。　　（2）通过计算流体力学建立套管与孔壁环状空间的三维有限元模型，选择欧拉-欧拉法中的RNGk-ε模型，结合实际工况确定控制方程的边界条件。　　（3）基于FLUENT软件平台，对套管外环空气固两相流流场开展数值模拟研究，分析套管钻进过程中供风参数、钻具转速、钻进速度、钻具偏心度等工况参数对排渣效果的影响规律。　　（4）设计了组合钻具的总体结构，校核关键机构的强度，利用 FLUENT软件分析组合钻具内部流场区域关键节点气相速度场、气相压力场变化规律。　　论文的研究内容有助于科学地认识空气套管钻进过程中煤粉颗粒运移规律，揭示煤粉颗粒运动分布规律，并根据数值模拟结果推荐钻进工艺参数，提高钻孔深度及成孔率，为松软煤层瓦斯治理提供有效的技术手段。