自动垂直钻井系统是一种导向闭环钻井控制系统,可实现井下主动纠斜、保持井壁垂直、具有极高技术含量先进的机电液集成钻井装置。井下复杂环境下垂直钻具系统的仿真与动力学特性分析可以帮助了解深井下纠斜机构微型液压动力系统的工作状况。论文简要叙述了国内外自动垂直钻井技术的发展概况,简略的分析了国外自动垂直纠斜系统动力提取的方式和我们所研制钻具的纠斜系统动力提取的方式的异同。借助AMEsim对微型液压动力系统在超常环境压力下的动力学特性进行仿真分析,以了解这种微型液压动力系统在深井超高压环境下的工作特点,并重点分析了导向纠斜机构中的关键液压元件电磁换向阀的特性及其对系统动力学特性的影响。结合AMEsim对微型液压动力系统的仿真数据,借助ADAMS对液控导向机构对钻杆的摩擦力矩进行仿真分析,对导向套与钻杆之间是否保持相对转动以产生驱动液控导向纠斜机构工作的动力问题进行了深入探讨。通过实测自动垂直钻具原理样机的活套与钻杆的扭矩,对ADAMS仿真分析及结果进行了验证。