以钻机绞车刹车系统实验台为研究基础，对起下钻和钻进过程中钩载变化规律进行研究，构建钩载变化规律的数学模型。通过数学模型产生钩载变化信号，输入液压实验平台进而产生钩载仿真量，为刹车系统合理匹配和自动送钻控制过程研究提供可靠理论依据和操作平台。模型构建主要集中在理论研究和实际应用两个方面，仿真量的输出反映实际生产过程中钩载的变化。根据国内外相关研究经验，通过对地质、钻井工程、机械电子学科融合梳理，得到钻井过程中钩载与其它各种参量之间的内在关系，得出了钩载三种情况下的钩载变化模型。模型构建过程包括：分析地层参数对钻进的影响，确定钻柱匹配类型；分析钻井液等各类影响因素对起、下钻过程的影响，并且合理调整和选择模型，尽可能逼近现场的钩载变化规律。提出的基于地层参数钻井模拟仿真系统方案被试验结果证实为一种有效的实现方案。对起下钻过程和钻进过程的钩载分析，都是基于对现实真实钻井过程中大量数据的分析得出的结论，满足了物理刹车试验台和恒压钻进控制系统所需钩载变化的需要。通过编程开发了相应软件，通过输入基本参量的输入，得到自动的钻柱组合，获得可选钻压和转速的范围，进而得到钩载的变化输出。通过反馈比较机制，得到钩载的变化规律与真实钩载变化之间的可能误差，为了进一步优化模型和进一步研究提供思路和方法。课题通过对大量数据的分类整合，得到三个过程的仿真模型，为下一步的具体实现提供了可靠的技术支持。