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水力脉冲式钻井是利用特定的工具使钻井管柱中的连续流转变为脉冲射流，从而改变井底流场的压力状况，进而提高机械钻速的一种钻井新工艺。本文在分析水力脉冲产生机理的基础上，深入探讨了基于瞬变流理论的机械阻断式水力脉冲破岩机理。研制了两种机械阻断式水力脉冲工具；其中SLPMC机械阻断式水力脉冲工具创造性采用分流变向射流元件，使一部分钻井液从垂直流改为横向流驱动叶轮并带动盘阀旋转，上下盘阀之间的孔道时开时闭造成过流面积的周期性变化，从而在下游形成水力脉冲射流；SLTMC型水力脉冲工具通过低压反馈结构调制射流，能够实现对井底脉动负压持续时间的控制，减小水击压力对钻柱的影响。对水力脉冲破岩进行了室内实验研究，结果表明：在有效喷距范围内，水力脉冲射流破岩成孔的体积相比连续射流提高52％～300％。同时对SLPMC型水力脉冲工具井底冲击压力特性进行了室内测试，结果表明：水力脉冲工具固定频率为20Hz左右；井底冲击压力脉动大小与工具本身结构有关，与排量成正比。研制的SLPMC型水力脉冲工具在胜利油田进行了两口井的现场应用，结果表明，水力脉冲工具能够提高机械钻速30％以上，工具整体寿命超过90小时。