化石资源驱动着现代工业正常运转,同样在世界能源体系中占有很大的比重。伴随着我国经济的快速发展石油资源已经成为制约我国经济发展的瓶颈。随着原油开采深度的增加,所遇到的硬质地层越来越多,钻速就成为了直接影响开采效率的决定性因素,而在深井、超深井的钻探过程中所遇到的钻头卡滑现象成为了影响钻速的主要原因。水平扭力冲击器这一钻井液直接驱动的钻井辅助装置的出现使得钻头卡滑问题得以解决。水平扭力冲击器这一钻井辅助工具已经由国外公司研制成功并且已经大规模商用,国外公司为了保持其在行业的垄断地位,其技术资料仍然处于保密状态。国内对传统垂直冲击钻井辅助工具的研究已经相对成熟。但是针对技术更为先进,钻井效率更高的水平扭力冲击器所开展的研究仍然处于探索阶段。虽然国内相关科研机构及高校针对于扭力冲击器提出了多种解决方案,并且在室内环境取得了良好的实验数据,依然没有国产扭力冲击器成功大规模商用的案例,其在现场作业过程中的主要问题主要集中在水平冲击模块的稳定性差、寿命短、工作频率过低以及工作过程中的意外卡死等。文中根据能量守恒过程中非线性动力学的观点,提出一种水平扭力冲击器的工作原理。设计制造了其结构模型并进行了受力分析,并建立了启动与往返运动的运动方程和动力学模型,从理论上对水平扭力冲击器的可行性进行了分析。并且利用MATLAB语言中的Simulink模块对水平扭力冲击过程中压力变化引起位移和速度变化而呈现出的非线性运动力特征进行了仿真模拟。并通过搭建相应的室内实验平台获取了其各个工作阶段的实验数据,验证了其工作原理的正确性、可行性及水平冲击装置的可靠性。并通过后期模拟仿真了其在实际工作过程中可能会遇到的各种工况,对该水平冲击装置的适应性进行了研究及验证。本文所提出的水平冲击装置的结构及工作原理,对我国目的水平扭力冲击器的设计和研制具有重要的理论价值和实际意义。有利于我国自主设计制造稳定可靠工作的水平扭力冲击器早日面世。