空气钻进是在钻进过程中采用压缩空气或气液混合物作为循环冲洗介质，或者又兼作破岩动力的钻进技术方法。运用比较成熟的喷射钻进理论和以压缩空气作为冲洗介质的双壁管空气反循环连续取样的钻进机理，让两者有机结合起来，研究一种新型的空气钻进技术——反循环强力气体喷射钻进技术，钻进厚达数十米乃至上百米地表松散的覆盖层或较软的岩层，将会大大提高钻进效率，降低钻进成本，克服用水困难。本论文在前人喷射钻井研究成果的基础上，运用射流动力学、气体射流动力学以及冲击射流等理论，对高速射流孔底破岩(土)机理进行了研究。同时，运用气体运动学、动力学理论以及气力输送理论对整个钻具管路系统的全孔反循环排渣机理进行了系统的理论研究。采用数值分析方法，运用Fluent流体软件，对反循环喷射钻头周围及内部流场进行数值模拟研究。最后，在理论研究的基础上，研究设计了不同结构参数的系列反循环气体喷射钻头，加工了若干钻头样机，进行现场钻进试验，用实践证明了理论研究的正确性。