针对国内液压驱动石油钻机与国外相比严重落后的现状,鉴于直接用实物研究耗资太大的原因,利用三维实体造型软件UG NX4.0按比例设计了一套全液压顶驱石油钻机的模型,并对此模型进行了深入系统的研究。此模型钻机中所有执行元件均采用液压驱动,在液压件的选用、液压系统的设计和阀板的设计上均以节能为原则,减小了装机功率,提高了能量利用率。以手动、半自动和全自动三种工作方式对此模型钻机的运动控制系统进行了设计,并实现了自动送钻和手动送钻的无扰切换,提高了钻机作业的自动化程度,降低了司钻的劳动强度。在钻台上只需要1-2人就可以控制整台钻机的运行。针对此模型钻机以油缸驱动顶驱装置上下运动的特点,建立了自动送钻的数学模型,并采用PID控制技术和模糊控制技术分三环(内环为流量环,中环为速度环,外环为压力环)初步设计了自动送钻控制算法,利用Matlab的Simulink模块进行了仿真,由仿真结果来看,三个控制环均取得了理想的控制效果,能够满足自动送钻控制要求。设计了监控钻机的人机界面,将钻机的工作状况准确形象地显示在司钻的面前,便于司钻作出正确的决策,降低了司钻的疲劳程度;并将重要的工作参数存储在工控机中,为重要资料的备份提供了方便快捷的途径。