提高破岩效率、减少钻井时间是钻井工程不懈追求的目标。在空化射流中加入磨料颗粒形成磨料空化射流,利用空化气泡空蚀和磨料颗粒冲击破碎岩石,有望提高破岩效率。磨料空化射流中空泡与颗粒协同作用机制、射流空泡云特征、磨料空化作用下岩石破坏特征和射流冲蚀能力参数影响规律是关键问题。本论文采用数值模拟和实验方法,围绕磨料空化射流破岩机理与参数影响规律开展研究。采用格子玻尔兹曼方法数值模拟研究了空泡动力学特征和空泡颗粒协同作用机制。磨料颗粒作为空化核降低了空化初生难度、增加了空化气泡数目,从而增强射流空化强度;空化气泡膨胀能加速颗粒,磨料颗粒高速冲击造成额外破坏。开展可视化实验研究了射流空泡云特征,空化射流空泡云具有周期性,一个周期包括初生-发展-脱落-溃灭四个阶段。随石英砂磨料质量浓度增加（0～3.05wt%）,空泡云周期性逐渐消失,空泡云面积最多增加457.11%。空泡云模态沿射流中心线对称分布,2阶模态体现空泡云最主要的动态结构。相同质量浓度下,磨料颗粒对空化的促进作用随粒径（0.075～0.425 mm）增大而减小。磨料空化射流空化噪声声功率较空化射流最多增加了113.24%。开展磨料超声空化实验与磨料空化射流冲蚀实验,研究了磨料空化作用下岩石破坏特征和射流冲蚀能力参数影响规律（喷距、冲蚀时间、磨料质量浓度、靶件材料）。磨料空化作用破坏砂岩、页岩矿物颗粒间的胶结结构,矿物颗粒脱落形成空蚀坑,产生大量孔隙和微裂缝,页岩空蚀坑平行层理方向发育;花岗岩矿物沿晶面剥离或解理,空蚀坑棱角分明,孔隙不发育,晶间裂缝发育。磨料空化射流破岩能力随颗粒质量浓度增加而增加,中心坑尺寸随喷距增大而减小,空化破坏随喷距增大先增大后减小,射流空化效应在无因次喷距100下最强。质量损失砂岩>页岩>花岗岩,表面粗糙度砂岩>花岗岩>页岩,磨料空化射流冲蚀砂岩能力最强,页岩次之,冲蚀花岗岩能力最弱。磨料空化射流增大砂岩中心坑和环形空蚀区域体积,页岩质量损失主要来自于磨料射流冲击形成的中心坑,花岗岩表面存在分散的单空蚀坑。相比于空化射流,磨料空化射流对应的砂岩、页岩、花岗岩质量损失最多增加了86.96%、1348.28%、432.41%。本论文揭示了磨料空化射流作用下岩石破坏机理与关键参数影响规律,有望为磨料空化射流钻井技术发展与现场应用提供理论支撑。