深部油气勘探开发已成为我国油气发展的重大战略需求之一。深部岩石硬度高,可钻性差,高温射流破岩方法通过高温射流冲击岩石后迅速传热,实现岩石的高效破碎。而井下高温射流发生器是实现该方法的关键。论文围绕高温射流发生器调制特性,利用数值模拟与室内实验相结合的方法,开展了发生器反应规律数值模拟与结构设计,实验研究了高温射流生成与破岩特性,得到如下结果:建立了高温射流反应数学模型,开展反应腔长度、喷嘴长度、喷嘴直径及冷却环境等参数的数值模拟研究。结果表明,随着反应腔长度的减小,温度核心区变大。增加喷嘴直径或减小喷嘴长度,可以改善出口温度。得到了不同冷却环境下的射流温度分布。基于数值模拟结果,设计了多种结构,开展试验与选材。结合模拟与结构测试,设计了井下高温射流发生器结构,包括多通道管路集成系统、数字电控点火系统以及高温射流反应腔。为增强高温射流钻井的地层适应性,解决高温射流钻井中井眼不规则问题,设计了高温射流发生器钻头结构。设计研制高温射流调制生成实验系统,开展了反应物配比、流量、喷距及围压等参数影响下高温射流生成特性实验。实验结果表明,在本文条件下,9cm喷距之内,射流存在高温核心区;调制反应物配比在0.3?0.05范围,射流温度达到最高。随着流量增大,射流高温核心区增大;随着喷距增大,不同流量射流温度等速率下降;当喷距过大时,低流量射流温度急剧降低。随着环境压力的增大,射流温度随之降低,其温压曲线符合Logistic模型。设计研制高温射流破岩实验系统,开展了花岗岩和砂岩等六种岩样的高温射流作用下岩石热开裂实验,研究了岩石破碎特征,分析了破岩效率。花岗岩和砂岩常压起裂温度为500℃-600℃之间。宏观上,岩样破碎后宏观岩屑呈片状,砂岩在过高热通量作用下其碎屑胶结形成熔渣,附着在岩石表面,阻碍岩石破碎;花岗岩钻进效率最高。微观上,页岩破碎后出现微观熔孔。石灰石的微观裂缝网络明显。热开裂前后的岩石组成差异不显著。建立比能模型,研究高温射流破岩效率。通过对比各类花岗岩破岩方法,高温射流破岩比能仅为高压水射流的6.1%。论文设计了发生器结构,研究了调制特性,为高温射流钻井技术的研发与应用提供依据。