井下动态测斜系统是指在钻井的同时,对井眼的井斜角和井斜相对方位角的实时检测和信息提取的装置。它主要用于自动垂直钻井或定向钻井的井斜自动检测和控制,是井斜自动控制的关键技术之一。本文详细阐述了井斜测量在自动垂直钻井方面的研究意义及国内外发展现状,介绍了现有的井斜测量方法和基于加速度传感器的测斜技术。从理论上分别构建了重力加速度计的静态和动态数学模型,通过理论分析提出了利用Butterworth低通滤波器提取系统转动信号的方法,从而有效的解决了重力加速度计在随机转动状态下井斜测量问题。利用ADAMS仿真软件搭建了测斜系统仿真模型,并通过与SIMULINK仿真软件进行联合仿真,分析验证了该测斜系统数学模型的正确性。在此分析的基础上,组建了基于自动垂直钻具室内原理样机,并采用二维力平衡式重力加速度传感器进行井斜测量的计算机井斜测量实验系统,并对加速度计的安装、标定以及信号的在线提取的方法进行了研究。通过该实验装置所进行的大量实验和对采用不同的数据处理方法进行的分析比较,验证了论文提出的重力加速度计动态数学模型的正确性和测量方法的实用性,为高精度的自动钻井控制奠定了一定的基础。