射流式水力振荡器作为一种新型减摩降阻工具,逐渐应用于定向井、大位移井和水平井钻井过程中,而射流式脉冲短节运动过程中的力学特性研究对工具关键结构设计具有重要的理论价值。本文基于122mm射流式脉冲短节的机械结构,对活塞杆进行了一般力学分析和CFD数值仿真研究,并进行了脉冲短节结构优化设计以及设计理论研究,主要研究工作及成果如下:（1）基于122mm射流式脉冲短节的工作原理,对上下冲程工具内活塞杆进行力学特性分析及结构优化设计。研究结果表明:上下冲程中活塞杆均受到缸体上下腔压差和节流盘压差作用,下冲程时两者都为动力压差,上冲程时上下腔压差为动力压差,而节流盘压差为阻力压差;下死点换向时,节流盘阻力压差最大,导致工具不稳定换向。通过将锥形节流盘优化设计成直孔结构并配合变径活塞杆使用,成功解决工具下死点换向问题,本设计思路有助于指导现场工具的优化设计及推广使用。（2）基于优化设计后的89mm射流式脉冲短节的机械结构,建立了上下冲程与死点的活塞杆力学模型,推导了工具稳定上行的动阻比与脉冲幅值公式,解决了工具设计中理论缺乏问题,为结构参数设计提供了理论基础。研究表明活塞杆上冲程中受力与其作用面积成正比,通过减小活塞杆末端面积可以有效减小上行阻力。（3）采用计算流体力学（CFD）的理论与方法,建立了89mm射流式脉冲短节的几何模型与网格模型,结合合适的数学模型和边界条件进行了数值仿真实验,研究了工具性能与水力参数变化规律,并与设计理论值验证分析。研究结果表明:理论计算的水力参数值与CFD数值仿真结果误差在10%以下,验证了设计理论的正确性。