在石油钻探过程中,由于深井、硬地层段存在钻进速度慢、成本过高等问题,严重制约深层油气资源的钻探与开发。粒子射流冲击破岩技术主要以高速金属粒子冲击破岩为主的高效钻探方式,可实现深井硬地层的快速钻进。针对粒子射流冲击破岩深度这一研究内容,采用SPH(光滑粒子流体动力学方法)与FEM(有限元方法)耦合算法建立粒子射流冲击破岩模型,以JH-2损伤模型表征岩石的力学特性,运用显示有限元的分析方法对水射流冲击、粒子冲击和粒子射流冲击破岩过程与岩石损伤破坏效果进行动力学仿真,研究分析了粒子射流冲击破岩深度的影响因素。针对粒子射流冲击破岩过程的复杂性,根据岩石在不同损伤状态下,建立了粒子射流冲击破岩深度的数学模型并进行数值计算,求得岩石在稳定损伤时的破岩深度,同时分析研究了稳定损伤时单次冲击破岩深度随射流冲击速度、粒子冲击次数、粒径大小的变化规律;基于自主研制的粒子射流冲击破岩综合试验平台进行实验研究,并将实验结果与数值计算、动力学仿真结果进行对比分析,验证分析研究结果可对粒子射流冲击钻井参数的优选和现场应用提供理论依据与指导。