油气资源一直以来都是我们的战略能源,在资源体系中的地位也越来越重要,但是随我国各能源区块勘探开发力度加大,井越来越深,岩石的硬度和塑性增大,可钻性较差,岩性的变化加大了硬地层的钻井难度,常规PDC钻头钻进易发生粘滑振动即“卡滑现象”,导致机械转速降低,现场资料表明,深井段的钻头平均机械转速只有上部井段平均机械转速的15%~30%,部分地区甚至低于8%。深部钻柱像发条一样拧紧,等转盘扭矩积聚,又快速释放,这时PDC钻头齿上受到的载荷比平常高得多,PDC钻头易受损坏,导致钻头寿命短,影响钻进速度增加钻探成本。因而减弱消除卡滑现象在较大程度上提升钻井施工速度并降低施工成本,能有效提高油气勘探开发的综合效益,问题迫在眉睫。本发明巧妙地利用了轴向双作用液动潜孔锤的原理,将其利用到扭力冲击器上面,轴向双作用液动冲击器的主要特点是冲锤的工作冲程与反冲程均由液压推动,而不依赖弹簧的作用,结构简单,性能稳定,没有易损件。可以利用双作用轴向液动冲击器的原理,巧妙地将部分钻井液的流体能量转换为高频的、周向扭转的、冲击型的井底机械破岩功率并直接作用在钻头上,辅助破岩,使钻头稳定钻进,结构简单,无易损件,使用寿命长。本文首先总结了国内外相关扭力冲击器的专利,认为扭力冲击器相对轴向液动潜孔锤,能在更大幅度上提高钻进速度,提高钻进效率,更适合于深部可钻性差地层。同时结合轴向双作用液动潜孔锤结构设计双作用扭力冲击器结构。通过伯努利方程、水击压力等水力学知识建立动力学模型,设计适宜油气钻井小口径双作用扭力冲击器结构参数。计算双作用扭力冲击器的冲击扭矩、冲击频率、周期。针对设计双作用扭力冲击器结构简单、性能稳定的要求,本文对双作用扭力冲击器的关键零部件进行了选择设计,包括接头螺纹、防掉装置、定位花键、喷嘴选择、导流盖设计。最后通过SolidWorks三维软件画出了Φ215.9双作用扭力冲击器的三维结构图。给出了各零部件及装配体的三维模型,利用三维软件优化结构设计提高效率。最后通过excel表格方程计算了节流喷嘴、泵压、闭阀加速角度、自由转动角度等因素对冲击扭矩及冲击频率的影响。