在进行低渗储层的油气资源作业时,水力喷砂射孔压裂技术因具有定位准确、射孔深度更深、完成射孔后对工具其他部位无损伤的特点,成为了非常规油气田重要的改造手段。在进行水力喷砂射孔压裂过程中,含磨料的射孔液冲击破碎套管、固井水泥环以及岩石需要大量的水力能量。传统的地面增压方式能耗高、高压流体输送管线的密封压力大,极易发生泄漏以及高压管线的破裂失效,对施工人员造成伤害。而目前井下增压器结构因其内部流道较为复杂难以加工、使用寿命低下问题,未有成熟的井下增压器投入生产使用。故设计一种结构简单、易于加工、增压高效的井下增压器对水力喷砂射孔作业以及提高深层地层和低渗储层油气资源采收率具有重要的实际意义。基于此,本文主要进行了以下研究:(1)根据材料的第四强度理论以及岩石材料的Mohr-Coulomb准则进行了高压射流冲击破碎套管、水泥环以及岩石的受力分析。并基于冲蚀磨损相关理论,研究了水力喷砂射孔作业过程中含磨料的高速射流冲蚀套管、水泥环以及岩石的机理。(2)水力喷砂射孔增压器结构设计,其主要包括增压机构的设计、换向机构的设计以及流道设计。基于流体力学理论对水力喷砂射孔增压器的增压活塞两端直径、高压出口直径、返程低压出口直径等关键部件进行了参数设计。(3)基于有限元理论对水力喷砂射孔增压器进行强度校核和模态分析。(4)基于FLUENT动网格方法对影响增压效果因素进行分析,分析了不同高压出口直径、不同活塞面积比以及不同泄露层厚度对水力喷砂射孔增压器增压效率的影响。(5)基于冲蚀理论对水力喷砂射孔增压器高压喷嘴形状设计,分析了不同颗粒直径、不同入射速度以及不同颗粒体积分数对水力喷砂射孔效率的影响。