自动送钻是指钻机在正常钻进过程中，不依靠司钻，而按照钻井工艺要求，通过控制系统调节，自动送进钻具，使钻头对井底的钻压保持设定的恒定值。自动送钻不仅“解放”司钻，减轻工人劳动强度，而且使钻机在钻进过程中钻压波动小，钻头给进均匀，能很好的控制钻压和钻进速度，有效的提高钻井质量及钻进效率，降低钻井成本，而且不会出现“疲劳”现象，使钻进变得更加安全可靠。本文结合课题对超深井钻机钻进过程中钻压控制精度的要求，针对超深井钻机送钻钩载大、影响因素复杂、钻压不易控制的特点，从自动送钻系统的结构和控制方法两方面进行研究，确定了自动送钻系统的结构方案和控制方式。文章具体内容包括以下几个方面：首先，在详细分析自动送钻原理和结构特点的基础上，针对国内外研究现状，提出了盘式刹车与液压缸相结合的送钻方案，控制方式采用基于模糊PID算法的电液比例控制。通过研究分析送钻系统的钻进特性，设计了盘刹—双液压缸自动送钻液压系统，根据系统的设计要求对绞车盘刹系统和钻压给定系统进行参数计算，确定了先导式电液比例溢流阀控制的盘刹系统与钻压给定系统的工作压力。其次，对系统中的关键元件先导式电液比例溢流阀和溢流阀阀控缸的工作原理进行分析，并结合元件的具体结构，建立了数学模型，找出了其动态性能的影响因素；进行了盘刹系统和钻压给定系统的负载研究并做了合理的简化；运用达朗伯原理、虚功原理和质点系动力学普遍方程，建立了绞车滚筒所受盘刹刹车转矩与游动系统之间的速度、加速度关系。再次，运用AMESim仿真软件，建立了盘刹系统、钻压给定系统的仿真模型，对工作钳和安全钳的工作过程进行了动态仿真研究，从理论上论证了系统结构的正确性，并对盘刹式自动送钻系统进行了送钻钻压仿真。在Simulink中设计了模糊控制器，运用AMESim与MATLAB的联合仿真接口对模糊PID控制的盘刹—双液压缸自动送钻系统进行了送钻钻压仿真分析，确定了模糊控制器参数。送钻钻压仿真结果显示本文所设计的盘刹—双液压缸送钻系统对钻压的控制精度能达到设计的要求。最后，根据项目进展对盘刹式自动送钻系统进行了钻深、钻压及工作钳压力等实验，通过实验数据与仿真结果的对比分析，验证了所设计系统的可靠性及仿真模型的合理性。