非常规能源的开发极大的促进了钻井装备的发展。本文在调研国内外新型煤层气钻机(起升)结构、原理等技术现状基础上,结合我国煤层气资源产业的国情,提出一种新型的车载全液压煤层气钻机方案。该型钻机采用齿轮齿条起升传动结构,具有便捷的提升能力和加压钻进能力,非常适用于中浅层定向井(水平井)等斜直井钻井,是开发以煤层气为代表的非常规能源的新型钻机。齿轮齿条煤层气钻机关键技术是齿轮齿条升降系统,本文结合钻机设计要求和实际作业工况,对钻机齿轮齿条传动结构进行设计和静力学计算;利用UG NX软件对齿轮齿条啮合传动结构进行三维实体建模,经过运动仿真和干涉实验验证了齿轮齿条啮合传动模型的合理性;然后基于弹性物体接触问题的赫兹理论,实现齿轮齿条不同啮合模型的非线性有限元接触分析,并将有限元结果与运用国标规范算法得到的理论计算结果进行对比验证。同时本文对起升系统的关键部件侧滑装置进行了静力学强度有限元分析,并给予结构优化以满足最大工况下的强度要求,在此基础上对侧滑装置进行了UN NX的疲劳仿真有限元分析。最后利用ADAMS仿真软件对起升系统的简化模型进行了同一载荷不同起升速度下的工作特性的仿真计算,得到了起升系统不同速度下的部分动力学特性。