硬質(zhì)合金脈衝噴嘴是基於自激振盪的原理，依靠噴嘴自身所具有的自己振盪腔室，將連續(xù)射流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}衝射流，即射流由噴嘴上段內(nèi)的異流進水腔室，經(jīng)上、下兩個撞面反射，上撞面的反射壓力波與向下運動的水流壓力波的初相相等，形成波型疊加；與下撞面反射的射流相碰，產(chǎn)生強大的圓形剪切應力，使高噴射流剪切成暫態(tài)真空形成交替的水彈，真空中產(chǎn)生的高壓，把水彈以高速度排出，形成不連續(xù)的水彈射流。從而克服了現(xiàn)有連續(xù)射流噴嘴持續(xù)能量小的缺點，提高了射流的暫態(tài)打擊力、有效噴射距離和射流到達井底時的水力能量。
在鑽頭鑽進的過程中，被從母巖上剝離的巖屑容易被較大的壓力差壓在底部，也是產(chǎn)生所謂的“巖屑壓持效應”。這會使得其極容易形成較大的塑性團塊並在牙輪鑽與井底巖石間形成一層“墊層”，從而影響鑽進效率、加速了鑽頭的磨損。而提高鑽進效率的關(guān)鍵在於射流的能量大小，硬質(zhì)合金脈衝噴嘴的暫態(tài)射流能量是普通連續(xù)射流噴嘴的1.5倍之多，有效的噴射距離也提高了將近2倍，鑽速提高了20%-40%。鑽頭進尺提高15%-25%，這就使得井底的壓力得到有利的分佈，促進了破巖的進行。此外，脈衝射流破巖還具有兩大優(yōu)勢：其一是脈動特性可以使衝擊圈內(nèi)以及整個井底形成不連續(xù)、不均勻的壓力分佈；另一個則是橫向漫流可通過三種形式（速度、動能以及剪切應力）有效清理巖屑。
