随着油田资源不断被开发,我国的石油资源开采已经进入到中后期,可以高效开采三低油田、剩余油田是我国石油行业发展的重中之重。三低油田是指低渗透、低产、低压的油田,剩余油田是指尚未完全开采的油田。基于射流的分支井技术是高效开采三低油田、剩余油田的方法之一。这种技术不仅具有经济、高效的特点,还可以从原井眼壁面开出新井眼,增加三低油田、剩余油田注气压力、注水量,提高油田产量。分支井技术的核心就是先将窗口部位的套管全部去除,以便于喷射机构能够接触到油层,这个过程称为“开窗”;然后再继续从原井眼钻出新井眼,此为破岩过程。为弥补传统井下开窗方法的不足,磨料水射流技术逐渐被应用到此领域。磨料水射流技术是通过喷嘴将高压水及混入其中的高硬度粒子形成高速流来加强射流的切割能力。作为一种冷加工技术,具有效率高、无毛刺、喷嘴结构简单的特点。根据目前水力射流破岩设备的特点和尺寸,基于实际井下应用,若开出30mm*50mm的窗口,则可继续喷射地层,实现一次性开窗及破岩。本文具体内容如下:（1）介绍一种基于射流的分支井技术,并介绍核心设备的作用,详细说明分支井技术的连接方式与运行流程。设计地面上的喷嘴试验,介绍试验系统、设备、材料及方法。（2）通过查阅文献,依据喷嘴射流特性,针对套管材料破坏机理,选用LSDYNA软件进行不同结构下的喷嘴仿真模拟。依据确定的楔形喷嘴结构建模,进行套管冲蚀开窗模拟,并与实验结果对比,对其参数进行了修改,使软件计算模型的模拟结果与试验结果一致,并利用第二次实验进行模型的验证。分析窗口中工件压力分布,利用确定好的仿真模拟模型设计可以切割出30mm*50mm大小尺寸窗口的喷嘴,节省试验成本。最终在仿真模拟结果上进行设计优化,提出三种喷嘴结构方案,分别为楔形喷嘴结构、可移动喷嘴结构及圆头喷嘴结构,并总结其优缺点。验证塑性材料的破坏机理,当磨料水射流呈倾斜角度冲击时,此时破坏方式是犁削,与分析结果一致。（3）采用控制变量法,控制单因素变量,其余参数保证相同,利用Fluent软件,分析单因素下冲蚀面的压力和速度云图,得出射流流量、磨料浓度、磨料粒径对磨料水射流切割速度的影响规律,总结出适用于现场的数据大致范围,为现场应用提供理论支持。得出射流流量的大小应当适量,磨料浓度为6%为宜,磨料粒径为0.6mm为宜的结论。（4）模拟单个喷嘴下岩石的破坏过程,利用LSDYNA建立破岩的模拟模型,总结破岩过程规律,得出切割深度随计算时间的曲线是先快后慢趋势的结论,同时说明了水垫的存在会削弱磨料水射流的切割能力。利用Fluent观测磨料粒子在破岩过程流场中的分布和运动轨迹,得出岩石的破坏机理,验证当岩石受到的压力值超过岩石的抗剪强度,岩石受到破坏的结论。