近钻头工程参数包括钻压、扭矩、温度和环空压力等，这些参数的随钻准确测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析比较现有各种近钻头工程参数测量技术的基础上，利用有限元分析软件ANSYS详细分析了一种新型近钻头钻压扭矩随钻测量传感器不同角度的应力应变关系、钻铤内压影响、钻压与扭矩之间的耦合关系等基本的测量特性，为应变片粘贴、内压修正算法开发等提供了理论依据，也为近钻头工程参数随钻测量短接的研制奠定了基础。

PDC钻头能钻进的地层越来越宽,已能钻进硬地层和复杂夹层,但在硬地层中其机械钻速普遍较低。针对上述现象开展了PDC齿正常磨损前后的钻头钻进能力对比实验和分析,并提出建议。P D C钻头能正常钻进的前提是P D C齿能有效地吃入岩石;钻头磨损后攻击性减弱,PDC齿不能很好地吃入地层,是钻头机械钻速下降和发生打滑的根本原因;钻头磨损后加大钻压能增加PDC齿吃入岩石的能力,改善钻速,但也加快了钻头的进一步磨损,当磨损到一定程度时,加压提速的效果并不明显。建议,作钻头分析设计时针对硬地层应充分考虑钻头的攻击性;应进一步开展磨损状态下的钻头分析。

以提高现有钻柱补偿装置的补偿性能为目的,研究钻柱动力学模型,在AMESim软件平台上搭建钻柱补偿装置系统模型,开展对钻井深度、海况、气瓶组容积、伺服阀前蓄能器4个补偿性能影响关键因子的研究。分析位置反馈、速度反馈和加速度反馈3种反馈型PID控制方法的特点,并对波浪预测和波浪跟随控制方法进行研究。仿真分析表明:主被动联合补偿可有效降低钻压波动,加入升沉预测的位置反馈控制方法对于提高补偿性能有明显的效果。研究结果可对钻柱补偿装置的设计和控制优化提供一定的指导意义。

针对目前深海钻井作业钻柱运动难以实现钻压调整的问题，该文对钻柱运动补偿系统进行了实验研究，把基于钻压反馈的钻柱补偿思想应用于系统设计中，建立了补偿动载的液压缸实验台。设计了具有自动调整补偿控制结果的模型参考自适应控制器，建立了该液压系统的数学模型。通过在平台运动模拟缸静止研究了钻压跟踪控制的可行性，并在平台模拟缸运动情况下对钻压补偿效果进行实验研究。研究结果表明，通过设计适应性好的控制器，可以有效减小负载运动时对控制效果的影响，其结果对钻柱运动补偿器的进一步研究具有重要参考意义。

给进机构是液压钻机的主要执行机构之一，其性能的好坏直接影响钻机技术性能的发挥。通过对钻机给进机构的试验和推进力、起拔力试验数据的计算和分析，得到了钻机给进能力参数的准确计算方法及提高钻机给进机构性能的具体方法。