深水油气井的钻井导管既具有承载井口载荷重量、防控浅层灾害及保持井口稳定的作用,又是钻井液的重要循环通道。目前,喷射安装法是钻进过程中应用范围最广的一种安装作业方法。喷射导管下入施工工艺,可通过起下“一趟钻柱”完成导管和表层套管井段的钻进与下入管柱两项施工作业。为提高作业效率、提高作业安全性、节约钻井时间,需开展安装作业安装机理及安全控制技术研究。基于淹没射流、射流破土理论,对下入过程的射流液柱与土体的相互作用关系进行了理论分析,构建了导管安装后周围扰动土体的位移方程、导管的实时承载力模型。考虑了地层土体强度条件、下入管柱组合结构参数、射流因素影响等,建立了满足导管高效安装的最优钻头伸出量修正模型。结合导管喷射安装的安装作业特点及土体扰动特征,通过分析导管安装后导管周围土体固结的边界条件及初始条件,并模型简化,建立了管周土体的应力恢复固结模型,并对模型进行理论求解。以导管安全性、高效性为目标函数,建立了导管应力恢复最优时间窗口。实施了基于原位土的正交模拟实验,通过不同强度地层的分层喷射实验方案设计,模拟了不同水力参数、不同钻头伸出量、不同管柱组合等正交因子变化对导管安装的影响。研究表明,钻头伸出量是影响导管高效喷射下入及导管承载力的关键因素之一,当土体强度较小时,下入管柱组合的钻头伸出量对下入效率影响较小而对承载力影响较大;而当土体强度较大时,钻头伸出量对导管安装后承载力影响较小,而对导管下入安装效率影响较大。对应于给定排量条件,存在下入效率最高的最优钻头伸出量。以南海已钻深水井为例,验证了研究结论在导管喷射安装中的现场应用情况。构建了自适应型CADA工具的系统构成、结构型式,并进行了工作过程与特点分析、工作原理分析、自适应工作模式分析。对关键机构进行了运动学分析,构建了运动学方程。并基于构建的运动方程,进行了匀速、匀加速两种工况条件的运动分析。对关键承载部位进行了力学分析,确定了剪切销钉发生强度破坏的判定条件,同时建立了卡簧预应力载荷与所受推力产生的位移量之间的相关关系。基于有限元方法,研究了工具在不同工况载荷条件下的受力危险区域及载荷应力分布。