硬質(zhì)合金脈沖噴嘴是基于自激振蕩的原理，依靠噴嘴自身所具有的自己振蕩腔室，將連續(xù)射流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖射流，即射流由噴嘴上段內(nèi)的異流進(jìn)水腔室，經(jīng)上、下兩個(gè)撞面反射，上撞面的反射壓力波與向下運(yùn)動(dòng)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(qiáng)大的圓形剪切應(yīng)力，使高噴射流剪切成瞬時(shí)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(diǎn)，提高了射流的瞬時(shí)打擊力、有效噴射距離和射流到達(dá)井底時(shí)的水力能量。
在鉆頭鉆進(jìn)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?jí)撼中?yīng)”。這會(huì)使得其極容易形成較大的塑性團(tuán)塊并在牙輪鉆與井底巖石間形成一層“墊層”，從而影響鉆進(jìn)效率、加速了鉆頭的磨損。而提高鉆進(jìn)效率的關(guān)鍵在于射流的能量大小，硬質(zhì)合金脈沖噴嘴的瞬時(shí)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，鉆速提高了20%-40%。鉆頭進(jìn)尺提高15%-25%，這就使得井底的壓力得到有利的分布，促進(jìn)了破巖的進(jìn)行。此外，脈沖射流破巖還具有兩大優(yōu)勢(shì)：其一是脈動(dòng)特性可以使沖擊圈內(nèi)以及整個(gè)井底形成不連續(xù)、不均勻的壓力分布；另一個(gè)則是橫向漫流可通過三種形式（速度、動(dòng)能以及剪切應(yīng)力）有效清理巖屑。
