石油资源是国家发展的“命脉”,石油资源的开采是关系到国计民生的大事,随着矿井钻探深度的不断增加,石油开采面临着粘滑现象严重、技术落后于西方国家、开采效率低下等众多问题,其中粘滑现象最为严重。本文首先通过对粘滑现象机理的研究得到了额外转矩、粘滑振动的频率、转盘转速的数学表示。研究表明:解决粘滑现象可以从提供额外扭矩、减小钻柱长度、降低转盘转速三个方面进行研究。由于地质条件的限制钻柱长度无法减小,转盘转速在不同的地质条件下均有相应的标准,所以提供额外扭矩-扭力冲击器成为了解决粘滑现象的一种有效办法。在查阅大量文献资料和总结前人成果的基础上本文从粘滑现象的机理研究入手,首先展开了对扭力辅助冲击装置结构的研制,详细阐述了扭力冲击器结构设计的思路,然后以178mm外径的扭力冲击器为例给出了详细的结构参数。为验证扭力冲击器结构设计的合理性,本文对所设计扭力冲击器的模型进行了流场动力学仿真和关键部件扭力冲击锤的瞬态动力学仿真,得出了扭力冲击器在冲击状态、中间状态和换向状态的内部流场云图、冲击仓压力云图和出口压力云图,仿真结果表明扭力冲击器的设计合理,工作稳定,能够达到设计要求。最后本文搭建了扭力冲击器的实验平台进行台架实验,利用液体压力传感器对扭力冲击器的出口压力进行测量,并将实验结果与仿真结果进行对比,实验结果验证了仿真结果的可靠性,佐证了扭力冲击器结构设计的合理性。