自动垂直钻井工具包含测量机构、控制机构、动力机构和纠偏机构,下井前对自动垂直钻井工具各个组成机构进行仿真,检验设计功能能否实现,并且模拟实钻环境进行可靠性实验等等都是必不可少的步骤,应当进行深入的实验分析与研究,找出存在的问题,优化测控方案与工具结构。论文详细地论述了目前国内外在自动垂直钻井技术及其工具研制方面的现状和进展,利用所研制的自动垂直钻井工具原理样机,开展了井斜自动控制的实验研究。通过分析基于重力加速度计的井斜测量原理和采用数字信号处理技术,结合所研制样机纠斜机构的工作原理,探讨了重力加速度传感器安装、校调方法及对井斜测控的影响,提出了对自动垂直钻具上的各纠斜机构的工作区域进行合理划分的控制策略,并根据该方法以及借助虚拟仪器技术实现了在原理样机上的井斜实时控制系统的开发。所设计的基于虚拟仪器自动垂直钻井工具纠斜控制系统最后在室内进行了实验验证。实验结果表明,自动垂直钻井工具纠斜实验台可以满足除有泥浆情况外的大部分实钻环境模拟,所研制的纠斜控制系统在该实验台上能够对最小至0.15°的“井斜”进行有效控制。