随着我国对油气资源需求日益增长,对油气资源前期的勘探也显的尤为重要。由于国内油气资源勘探重点和难点的黄土塬地区地质条件复杂、交通极其不便等诸多因素的制约,对前期油气的勘探带来了很大的困难。本课题主要针对这一问题,设计研究出了一套具有移动性能好、操作灵活、施工环境安全、能耗低、钻进效率高的轻便物探钻机。并通过ANSYS Workbench有限元软件对钻机的螺旋钻杆进行了有限元分析,通过钻进实验进一步验证了其工作性能,具体的内容有以下几点:1)通过对螺旋钻杆钻进土壤的研究,由升土理论和切削理论得出了螺旋钻杆的临界钻速和切削力矩,由总体设计原则和要求设计出了轻便钻机的总体结构图。2)依据理论分析计算出了轻便钻机的主要工作参数,进一步确定和设计了轻便钻机的动力装置、传动装置、钻杆和钻头以及辅助装置;其中主要对减速器进行了详细的设计计算,并设计绘制出了结构图。3)通过对轻便钻机螺旋钻杆受力简化和力学模型的建立,由Solidworks软件建立三维模型,导入到ANSYS Workbench中进行静力学和动力学分析,得出了螺旋钻杆尺寸规格变化对振动的影响规律,对实际钻进过程中预防共振有重要意义。4)用整套的轻便钻机在现场进行了钻进实验,验证了不同形状的钻头在钻进不同地质情况下的钻进效率,说明了轻便钻机的实用性。