针对现行深海钻井系统存在的技术、经济与安全等局限性,本文提出了一种基于浮式水中井口的深海人工海床（Deep-water Artificial Seabed,简称DAS）钻井系统。该系统采用水面、水中及水下的分层设计,在水面以下适当深度的“浅海环境”处,建立一个采用张力筋腱定位的浮式水中人工海床,并通过回接套管将防喷器组与井口设备安装在人工海床上,从而将适用于浅海的钻井设备与工艺拓展应用于深海。本文在初步形成DAS钻井系统概念设计的基础上,重点开展了该系统的耦合动力响应研究、筋腱失效下的瞬态动力响应研究以及浮式钻井平台动力定位失效下的动态漂移预警研究,以期建立并夯实DAS钻井系统自主“KNOW-HOW”设计的科学基础。本文主要研究内容如下:（1）DAS钻井系统概念设计研究。提出了DAS钻井系统概念设计的原理、流程及方法。在此基础上,开展了该系统的概念设计,设计内容主要包括:人工海床的结构型式、主尺度、井口布局、内部构型及重量控制;筋腱、钻井隔水管及回接套管的选型设计与参数配置。初步形成了DAS钻井系统的概念设计方案。（2）DAS钻井系统耦合动力响应特性及性能评估研究。建立了DAS钻井系统的时域耦合动力学分析方法及有限元数值计算模型。分析了不同海洋环境载荷下,人工海床、筋腱、钻井隔水管及回接套管的动力响应特性。在此基础上,采用动态极值响应分析法,评估了人工海床的运动稳性,检验了筋腱、钻井隔水管及回接套管的强度性能。研究结果表明:DAS钻井系统在深海环境中的运动稳性与强度性能优良,安全水平较高。（3）DAS钻井系统筋腱失效下的瞬态动力响应特性及性能评估研究。对比分析了所有筋腱完整、一根筋腱在数值模拟初始时刻失效以及一根筋腱在数值模拟过程中失效三种工况下,人工海床、未失效筋腱、钻井隔水管及回接套管的瞬态动力响应特性,并揭示了上述结构物的瞬态动力响应机理。在此基础上,评估了人工海床的运动稳性,检验了未失效筋腱、钻井隔水管及回接套管的强度性能。研究结果表明:一根筋腱失效后,DAS钻井系统的运动稳性与强度性能大幅下降,但未发生筋腱连锁失效反应。（4）浮式钻井平台动力定位失效下的动态漂移预警方法研究。基于DAS钻井系统,提出了一种建立浮式钻井平台动态漂移预警界限的方法,探究了动力定位失效模式下,浮式钻井平台的动态漂移特性,以及人工海床、筋腱、钻井隔水管与回接套管的动力响应特性,识别出了最先达到钻井隔水管应急解脱力学限制准则的参数。在此基础上,建立了浮式钻井平台的动态漂移预警界限。研究结果表明:漂移预警界限的包络范围随环境载荷的增加而减小,在恶劣海况条件下,应尽早启动钻井隔水管的应急解脱程序。