全旋转闭环指向式导向钻井工具是多分支井、大位移水平井和高难度定向井等非常规井的井眼轨迹控制的关键工具,导向钻井工具在井下受到多种复杂载荷的作用,导致导向钻井工具容易发生振动,影响其导向稳定性、精确性和可靠性,从而对井眼轨迹控制和井壁质量等造成影响。本文针对全旋转闭环指向式导向钻井工具,首先分析了导向钻井工具偏置机构的偏置原理,建立了偏置机构的运动模型,提出了通过控制偏置机构偏心环的旋转来调节导向轴的偏置角和偏置方位进而实现导向轴姿态控制的方法。基于计算导向钻井工具几何造斜率的数学模型,提出了导向钻井工具造斜率的调节方法,明确了导向钻井工具导向轴的偏置角和偏置方位与井眼轨迹挠曲参数的关系。其次,对导向钻井工具偏置机构的关节轴承在径向载荷、井下温度和转速共同作用下进行了瞬态动力学分析,获得了关节轴承应力、径向位移、径向速度和径向加速度的时间历程曲线,研究发现关节轴承内圈径向位移在初始阶段不稳定,波动峰值约为0.228mm,存在微小振动,影响全旋转闭环指向式导向钻井工具的导向控制精度。然后,通过对导向工具导向轴受到的偏置力、扭矩和侧向力进行了受力分析,建立了力学模型,基于动力学理论和有限元方法对导向轴进行了纵向和横向两种振动的模态分析及动力响应分析,探究了导向轴偏置角度对其固有频率的影响,以及扭矩、钻压和偏置角度对导向轴振动特性的影响,发现导向轴与偏置机构连接处横向振幅较大,影响导向轴偏置姿态的调节。最后,对设计的4种带全旋转闭环指向式导向钻井工具的底部钻具组合（BHA）结构,建立了BHA结构的有限元数值模型,并验证了模型的准确性,通过数值模拟计算BHA结构的振动指数,量化BHA的振动特性,根据振动指数建立了优化稳定器位置问题的成本函数,利用遗传算法寻找稳定器最优位置,优化后结果与初始设计相比,BHA结构的振动指数降低。研究结果对提高全旋转闭环指向式导向钻井工具的导向控制精度和导向稳定性提供一定依据。