声频振动钻进技术是一种由液压驱动、无需使用钻井液的高效取芯钻探技术,目前在国外已广泛应用于地质勘探、环境取样、岩土工程施工等领域。国内对声频振动钻机的研制还存在不足,尤其是动力头与钻机本身之间的隔振结构做得还不够好,动力头隔振对延长钻机使用寿命具有重要的意义,本文以声频钻机减振结构为研究对象,建立数学模型、ABAQUS有限元仿真以及部分实验相结合的方式,对空气隔振系统做了深入研究,得出以下结论。对空气隔振系统做了详细的理论分析,推导出其回复力、刚度、振幅和位移传递率公式,利用Origin软件进行了曲线绘制,并分析了空气弹簧自身的结构参数和外部激振载荷对其性能的影响,对设计和改善空气隔振系统结构具有重要的指导作用。利用ABAQUS软件对空气隔振系统进行建模和有限元分析,得到其静态刚度曲线以及在外部激振载荷和冲击载荷下的动态响应,并得出了不同初始内压和激振频率下,空气隔振系统的位移传递率,了解了其隔振规律,并做出了合理的解释。V型密封圈除了密封作用以外,还有较大的传递能量的作用,由于轴套极大地限制了密封圈法向位移,增大了密封圈的刚度,提出密封圈属性对隔振系统的重要影响,而且从模拟结果可以看出,空气隔振系统在振动时,轴套在限制密封圈位移时承受了很大的应力。之后,对声频钻进进行了模拟仿真,得到了空气隔振系统在钻进砂岩时的隔振响应,分别输出了芯轴和箱体底座的振动曲线,分析了在振动钻进时不同初始内压对隔振性能的影响。对空气隔振系统在空载时进行了部分实验,对实验结果和模拟结果进行了对比,得出了其变化规律的一致性。提出了在实验过程中,空气隔振系统的不足之处,为后续的改进做参考。