全旋转闭环指向式导向钻井工具是旋转导向钻井系统的关键执行部件,旋转导向钻井通过控制导向力的大小和方向来实现对井眼轨迹的控制。在导向钻井过程中,钻柱处于旋转状态,因此需要有一个导向钻具姿态机构,来实现对钻进方向的准确控制。本文针对全旋转闭环指向式导向钻井工具的运动特性进行了研究分析。根据空间机构理论,建立了全旋转闭环指向式导向钻具姿态机构的运动模型,采用Matlab进行模拟仿真,分析了不同工具角、不同工具面角以及不同工作状态下系统的运动规律,并通过Solidworks三维仿真验证模型的正确性。得出了关键部件内偏心环、外偏心环、钻头的角速度和位移等运动学基本参数,揭示了姿态机构的运动特征,研究了转速、偏心距与钻头运动轨迹的关系,求得了系统中各参数随时间变化的规律。为了研究全旋转闭环指向式旋转导向钻井工具的运动状况,建立了全旋转闭环指向式导向钻井工具的动力学集中参数模型,进行了系统动力学分析,并通过ADAMS仿真验证了模型的正确性。从理论上得出了关键部件偏心环和导向轴的速度、姿态等运动学基本参数,揭示了姿态机构的运动特征,阐明偏心环和导向轴的转速、偏心距与钻头运动的关系,求得了导向系统中各参数随时间的变化规律,为全旋转闭环指向式导向钻井工具的研究以及实现对钻井系统的最优设计打下了理论基础。为了解决全旋转闭环指向式导向钻井工具各部分的传动精度对实际钻井精度产生的累积误差。文中对全旋转闭环指向式导向钻具姿态机构运动精度可靠性进行分析,基于ADAMS/View软件虚拟平台,建立了全旋转闭环指向式导向钻具姿态机构参数化虚拟试验样机,利用乘同余法编写正态分布伪随机数子函数程序,模拟机构的各种随机误差分布,实现了样机的Monte Carlo参数化,随机建立了虚拟样机进行模拟计算,并获取钻井过程动态特性大样本试验数据和统计试验数据,同时发现运动可靠度影响钻井质量,因此有效控制其传动精度和各类随机误差成为提高设计质量的关键。