随着科学技术的进步，石油钻井技术也发生了多次变革。传统的钻井工具已经不能满足复杂油藏开发的要求。由于复杂结构井的大量出现，要完成复杂井眼轨迹，尤其是真正实现井下闭环控制，必须研制灵活的、全方位可调的井眼轨迹控制执行机构。这种控制执行机构能够在工作状态下按照指令动作，改变作用在钻头上的合力或改变钻具偏心。可控井下执行机构的驱动的基本动作有轴向、径向、周向，而且这几种动作都可以用伸出杆的形式或在此基础上加载特定机构实现。因此，本文重点对井下液压往复执行机构进行研究，完成结构的设计，并对其进行性能分析。依据设计技术参数要求，结合现有的往复执行机构液压原理，初步拟定了往复执行机构的液压原理，使其适应井下工况，设计计算了井下液压往复执行机构的各个元件的结构参数，完成了结构上的设计。根据所设计的往复执行机构的具体结构，进一步确定了该机构的液压系统原理，得到了阀的压力流量特性及机构各元件的运动微分方程，并利用工程高级建模仿真软件AMESim分多种情况对该机构的工作性能进行了分析。对实验样机进行了初步的设计，对实验系统的工作原理及组成作了相关说明。最后对井下液压往复执行机构的应用作了相关具体实例的说明，并作了原理上的简述，为设计整套控制机构提供了思路。