针对自激振荡脉冲射流在石油工业中油井钻探和岩石破碎的应用问题,为近一步提高自激振荡脉冲喷嘴的脉冲效果和破碎岩石的冲击压力,提高钻井速度和进尺效率,本文在水声学和瞬变流理论基础上,提出了一种串联型脉冲射流发生装置,为设计高压脉冲水射流的发生装置提供了新的思路。本文介绍了脉冲射流发生装置的结构特点,它由Helmholtz自激振荡腔和风琴管谐振腔串联而成;探讨了自激振荡脉冲射流的发生机理;研究了自激振荡的有效反馈条件;并利用传递矩阵法和阻抗法对喷嘴系统的固有频率和频率特性进行了分析,建立了其数学模型。实验验证了串联型脉冲喷嘴的理论分析的合理性,讨论了不同形状的下游壁对自激振荡脉冲射流的影响;研究了两谐振腔的结构参数对压力脉动及脉冲频率的影响规律,比较了在相同条件下串联型脉冲喷嘴和Helmholtz自激振荡喷嘴的压力冲蚀效果。实验表明:当串联型脉冲喷嘴的两谐振腔的结构参数匹配合理时,则能大大增强射流的压力脉动效果,提高射流的冲蚀能力。在相同条件下串联型脉冲喷嘴较Helmholtz自激振荡喷嘴有更佳的脉冲效果和更高的冲蚀压力,其冲蚀压力提高了约20%。另外,存在合适的泵压力范围值使射流压力脉动效果最佳。通过对自激脉冲射流发生装置的实验研究,得到了与本文理论相一致的结论,并由此得出了自激脉冲射流发生装置的最佳结构参数,证实了串联型脉冲喷嘴较单腔脉冲喷嘴有较强的冲蚀效果。研究达到了预期目的。