国外石油公司研发出海底泥浆举升钻井技术(SMD)替代常规钻井技术来解决深水钻井中遇到的一系列难题。本文结合国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”中的子课题“海底泥浆举升钻井技术研究”(2008ZX05026-01),开展海底泥浆举升钻井试验系统设计及特殊工况工艺研究。对海底泥浆举升系统的工作原理及功能其进行理论分析和试验台的结构设计,并绘制二维平面布置图和三维立体模型。根据已有的设备和结构图的制定,开始搭建SMD试验台。对试验台中需要的仪器仪表进行选购,对管路、试验架等相关材料进行加工,完成试验台的搭建工作。通过试验系统的正常工作,在控制系统中的到一系列操作数据,对不同介质下多种工况的模拟试验、多种工况模拟试验的数据采集、多种工况模拟试验的数据进行分析和评估,研究SMD系统性能的稳定性和运行状态,并根据数据分析结果来检验设计过程中存在的问题和不足,研究解决方案,对试验操作进行改进和试验台的完善,通过研究分析和测试试验的有机结合,最终得到符合SMD试验系统要求研究报告。分析海底泥浆举升钻井中“U形管效应”的主要影响因素,设计“U形管效应”抑制工具—钻杆阀。钻杆阀是钻井工艺过程所必须的设备之一,主要作用是防止钻井液和地层液气从钻柱中心倒流上返,造成钻井事故。在文中介绍了钻杆阀的设计和计算过程,此设计解决了泥浆举升系统中泥浆流失问题,操作方便,安全可靠。