为了提高定向井硬质地层中的机械钻速,设计了一种短长度全金属的复合脉冲钻井提速工具.该工具能同时产生高频低幅的扭转冲击和轴向脉动冲击,且两种冲击为串联结构.基于所设计的工具特点及工作原理,利用理论分析与数值模拟相结合的方式,分析了扭转冲击压降及水力脉冲结构内部流场域,并对工具样机进行了性能试验.研究表明,该工具中扭转冲击喷嘴尺寸越小,扭转冲击压降越大,近似成二次函数关系;试验中,摆锤两端面会产生压差波动,两端面的压力呈正压差、负压差交替波动趋势,表明扭转冲击能够及时完成换向,推动摆锤往复运动;该工具中水力脉冲能产生轴向脉动冲击,且压降随流量增加而增大,近似呈二次函数关系,同时明确了轴向水力脉冲产生轴向冲击的原理.该工具的研制为定向井的提速提效提供了一种新手段.