在大位移井、水平井钻井作业过程中,钻铤施加给钻头的钻压接近于零,钻头受到轴向的振动激励,引起上部钻柱振动。国内外主要使用水力加压器解决钻头托压与钻柱振动问题,水力加压器将钻柱与下部钻具柔性连接,利用钻头水眼节流压降为钻头提供能量,从而减小钻柱耦合振动及钻压波动,有效地解决了跳钻、送钻不均匀等问题。现有的水力加压器工作行程短,工作中很难控制在行程工作段,只起到轴向减振作用,不能减小扭转振动;水力加压器密封结构在钻井液高速冲刷下,易造成冲蚀磨损,引起活塞腔内的钻井液泄露导致钻压下降甚至为零。针对上述问题,本文设计了一种新型水力加压器,并进行了有限元分析,本文完成的工作如下:(1)调研分析了水力加压器的发展情况,分析了水力加压器工作机理,确定水力加压器各部件的主要工作力学特点。分析了水力加压器的各种失效形式。(2)设计一种水力加压器,计算水力加压器扭矩传递机构与扭矩减振等机构尺寸及强度参数,绘制其装配图、零件图,完成水力加压器的三维实体造型和虚拟装配。(3)建立水力加压器缸套、芯轴、扭矩减振机构有限元仿真模型,利用ABAQUS有限元软件对水力加压器部件进行有限元分析,包括缸套、芯轴、扭矩减振机构的静力学分析和芯轴的模态分析。(4)设计一种滑环组合密封结构,利用流体压力渗透载荷的加载方法对密封结构进行有限元仿真,得到了单因素滑环结构参数对密封性能的影响规律,利用正交试验,分析多因数滑环结构参数综合作用下对活塞密封性能的影响,在此基础上进行滑环尺寸优化。(5)基于弹簧—阻尼模型和karnopp摩擦模型,建立带水力加压器的钻柱轴向与扭转振动数学模型,利用simulink对带水力加压器钻柱进行动力学分析。从而对水力加压器减振性能进行评价。通过改进水力加压器及其密封结构研究,提高了水力加压器扭转减振和密封性能,为提高水力加压器减振效果和延长水力加压器使用寿命提供了借鉴意义。