射孔完井是目前石油开采的主要完井方式，将聚能射孔技术应用到石油开采中有着极高的技术要求。因此，聚能石油射孔弹不仅要有足够的穿深，而且穿孔后不能有杵堵现象，为了使穿孔畅通，通油率高，则要求穿孔直径应当足够大。传统铜药型罩射孔弹杵堵现象十分严重，为了消除杵堵，本论文提出一种射孔弹结构上的改进方式，使其穿孔达到无杵堵、大孔径和高穿深的要求。本文在查阅国内外相关文献的基础上，设计了一种增加挡板的新型结构石油射孔弹，利用ANSYS/AUTODYN-2D有限元程序与传统石油射孔弹装药结构进行对比，并对不同因素对射流成型影响及挡板对杵体阻挡的过程进行了数值模拟，分析了石油射孔弹药型罩壁厚、锥角、挡板材料、挡板厚度以及挡板开孔孔径对射流形成和对杵体的阻挡程度进行影响分析。在此基础上，通过正交优化设计的方法对射流速度在不同因素水平组合下进行方案设计，并进行数值模拟计算，然后通过数据处理得出各因素的主次关系以及最优参数组合，以射流头部速度为考察指标，最终选取射流较细、无杵堵情况，有较高穿深的最优解。研究表明：（1）含挡板的新型结构石油射孔弹与传统结构石油射孔弹相比，可以有效的切割阻挡射流杵体，这样可以减小杵堵现象发生的概率；（2）挡板结构设计中，挡板的孔径大小直接决定形成射流的形状和稳定性；（3）对于挡板材料的选取，由于形成高温射流，挡板应选熔点比较高的材料，通过对计算结果分析比较，最终选取钨作为挡板材料；（3）应用正交优化的方法针对四种影响因素对新型石油射孔弹形成射流速度的主次关系进行了分析研究。从而确定最终选择药型罩锥角为60°、药型罩壁厚1.0mm、挡板开孔孔径22mm、挡板厚度为5mm的方案为最优解；（4）通过对新型石油射孔弹优化后的结构方案进行侵彻混凝土靶板时，可以发现添加的挡板可以很明显的截断杵体，减小杵体对出油孔堵塞，且对有效射流的影响较小。