我国煤层气储量丰富,但单井产量低,实际开发效果与预期存在一定差距。超短半径径向水平井技术通过水力喷射可以形成多个辐射状分支井眼,在井筒与储集层间建立多个高导流通道,从而有效提高单井产量。高压射流喷嘴是径向水平井技术中破岩的重要装置,其结构会直接影响径向钻进破岩效率以及径向孔眼的直径和长度。本文采用理论分析与实验相结合的方法,围绕自旋转多孔射流喷嘴在煤层中的破岩效率开展了研究:首先对实验岩样进行单轴抗压、抗拉、抗剪强度的测试和计算,分析了天然煤样的各向异性;其次计算分析了喷嘴结构对水力参数的影响,设计了多种自旋转多孔射流喷嘴结构;最后使用天然煤岩和型煤开展了多组淹没条件下破煤岩实验,研究喷嘴压降、喷距和喷射时间对破岩效率的影响,并对天然岩样的岩屑特征及粒度分布进行分析。实验结果表明:天然煤岩各向异性强、不同方向强度差异大,煤岩单轴抗压强度沿垂直层理方向和沿平行层理方向分别为30.8MPa和10.9MPa,抗剪强度沿两方向分别为11.5MPa和4.2MPa;自旋转多孔射流喷嘴破岩体积和破岩孔径是多孔射流喷嘴的1.5~2.0倍;自旋转多孔射流喷嘴破岩门限压力在6.0~10.0MPa,在喷嘴压降10.0~26.5MPa范围内破岩效率随压力提高增强,在26.5~32.5MPa喷嘴压降范围内破岩效率较接近;自旋转多孔射流喷嘴最优喷距为6~8倍喷嘴当量直径;沿垂直层理方向喷射产生的岩屑粒径范围集中在4~10mm,沿平行层理方向喷射产生的岩屑粒径可达30mm以上。本文研究成果论证了自旋转多孔射流喷嘴的破碎煤岩的效率,可为径向水平井技术高效开发煤层气资源提供理论依据。