设计了一款全孔反循环气动冲击潜孔锤，主要由逆止阀系统、气缸、锤体、芯管、钻头等组成，可在井底形成冲击回转破岩效果，提高硬质地层机械钻速。为使该潜孔锤达到破岩要求，并防止高频冲击导致井底岩屑重复破碎，建立了该潜孔锤的虚拟样机，采用多体动力学和显示动力学仿真方法，对锤体与钻头间的冲击碰撞作用进行了仿真模拟，分析了潜孔锤工作过程中冲击运动组件的碰撞特性及其结构强度，并应用回归分析方法获得了锤体回弹速度与上一循环的冲击末速度关系的计算方程，通过强度分析得出了锤体冲击末速度的最适合范围为5.8～7.2m/s。

通常,水平井洗井冲砂采用反循环作业工艺,使用井口密封装置封闭钻具与井壁的环空。胶芯作为井口密封装置的核心部件,一旦密封失效,将导致整体作业失败。研制一种新型井口密封装置,分析胶芯在几种典型工作状态下的受力与变形规律,开展胶芯密封机理研究。利用有限元法对胶芯关键尺寸进行优化设计,并进行测试研究,对于提高密封装置的使用性能及寿命具有重要指导意义。