自动垂直钻井工具首先源于德国的大陆超深井计划,在地层造斜力较大的高陡构造中使用此钻井工具较好地完成了垂直钻井的任务,同时大大节约了成本。但是国外的技术对国内是封锁的,不仅无法引进国外的技术,而且无法买到他们的设备,只能以高价租用的方式引进这种技术的使用。在这种情况下,我国有开发自己的自动防斜钻井系统的必要。自动防斜钻井系统是由我国石油勘探开发研究院联合武汉科技大学研制的一种机电液一体化的自动垂直钻井工具,它能够在井斜出现的时候自动探测钻头的倾斜情况,并使近钻头地点自动产生一个附加的降斜力。从而实现“提高井身质量、保证准确钻达目标区的前提下,兼顾提高钻井速度、降低钻井成本”的钻井目标。本文首先阐述了井斜问题的由来以及国内外防斜纠斜技术的发展现状,然后介绍了自动防斜钻井系统(AADDS)的组成部份、结构特点以及工作原理。接下来推导出导向活套的数学模型并计算出导向活套和钻杆的相对运动转速,以判断它们之间的相对运动能否为纠斜系统提供足够的动力;将原滚珠轴承换成TC轴承后,重新计算的结果表明只有采用辅助支承才能提供足够的摩擦力,并计算出了肋板上每只弹簧的最小预紧力为0.35KN。最后选用常规的有限元分析软件ANSYS分别对导向活套和液压集成块进行受力分析和活套的变形分析。这种分析对系统能进行正常的工作有着重要意义。