本论文结合吉林省科委项目“非开挖导向钻进铺管设备及器具的研究”，对JFK-15型非开挖导向钻机进行了研究。对给进机构、回转机构、夹持一拧卸机构及液压系统进行了比较详细的分析论证及设计计算，并采用有限元方法对动力头主轴及导轨进行了强度及刚度分析。液压管路选择是否恰当对系统有着重要影响，论文把优化设计理论引入到导向钻机液压管路的设计中。综合考虑能量损失及管路体积两方面的影响，建立了液压管路的目标函数，编制了优化设计程序，对液压管路进行了优化设计，确定了合理的管路尺寸。研制的导向钻机为全液压动力头式钻机，液压系统动态特性的好坏直接影响钻机的性能。如果动态响应特性较差，就会导致出现震荡、液压冲击，或速度、控制精度不稳定，以及工作器件运动失调等动态品质问题。论文通过理论分析、仿真分析及试验验证对钻机液压系统的动态性能进行了研究，并进一步分析改善系统动态特性的方法。针对研制的钻机进行了性能测试试验和钻进试验，验证了钻机的性能和实际工作能力。本文的研究成果为导向钻机的设计及研究工作提供了理论依据。