进步改进空气锤的功能、延伸空气锤及其钻头的使用寿命、进步空气锤破岩功率是当时开展空气锤的首要任务。可是如何才能进步改进空气锤功能呢？榜首，运用运动学、气体动力学等有关理论建立了描述空气锤作业进程的数学模型，并根据所建的数学模型编制了研讨空气锤作业进程机理的仿真软件。该软件较好地提醒了空气锤内部运动规则。第二，剖析了空气锤碰击钻头破碎岩石的特征。并使用断裂损害的有关理论建立了动、静耦合条件下岩石内部裂纹拓展的数学模型，空气锤然后经过试验对循环加载下的岩石力学性质进行研讨，验证了岩石裂纹拓展的数学模型，初步提醒了空气锤钻井中岩石破碎的机理。根据前面所作的研讨，剖析了影响岩石破碎的要素。第三，因为用于破碎岩石的首要能量首要来自于空气锤核心部件活塞碰击钻头后发生的应力波。使用有限差分原理对空气锤活塞碰击钻头发生的应力波进行数值模仿，模仿出活塞和钻头的应力波形及凿入力历程曲线，为合理设计活塞和钻头构造参数提供了根据。