在石油和天然气勘探中,主要依靠物探方法间接的了解地质构造和岩层性质,以寻找油气藏。黄土塬地区由于地质条件复杂、制约因素众多一直是我国油气勘探的重点和难点之一,为了克服这些困难,工程上对钻机的适应性、可靠性、轻便性和经济性提出了较高的要求。而声频钻机具有效率高、能耗低、钻进速度快以及适应地层范围广等优点,可以较好地满足工程实际需求。本文通过模拟仿真和振动测试的方法对声频钻机进行了深入的研究,具体有以下几个方面:1)本文运用LS-DYNA软件对声频钻机作用下的黄土进行动力学分析,得出在声频钻机能够产生150Hz的振动频率以及110k N荷载的条件下,能够实现对黄土的破坏和钻进。2)本文还运用ADAMS软件对单偏心轮系统和曲轴连杆活塞系统的运动学规律进行了模拟仿真分析,得出两者运动学规律的仿真分析与理论分析的结果基本一致,并且发现曲轴连杆活塞系统可以产生比单偏心轮系统更大的振动力。3)本文依托公理设计方法对单偏心轮振动器和曲轴活塞振动器这两种设计方案进行了比较分析,从而最终得出曲轴活塞振动器是更加优化的设计方案。4)本文使用DEWE 43-A数据采集分析仪器对声频钻机振动器产生的振动加速度信号进行了采集、处理和分析,发现振动器的最大加速度随转速的增加而增加,且在振动频率为150Hz时,钻机所提供的振动力已能够实现对黄土层的钻进。