钻井生产过程中经常会发生牙轮脱落,钻具断落等事故,关于发生事故的原因却无从探究,本文通过广泛的调研,基于目前的研究现状,提出一种用于分析、判断钻井工程事故的测量方法,在此基础上,设计了测量系统—钻井管柱测量短节,亦即“钻井黑匣子”,能够测量和存储钻井工程参数用于管柱事故分析。论文首先经过研究和分析,得到测量钻井工程参数只需井底管柱钻压、扭矩、温度和泥浆压力,利用以上四个参数就能基本分析出管柱的运动和受力情况从而为事故分析原因提供依据。根据相关国家和石油行业标准,对测量短节进行了总体方案设计,测量短节由外部管柱单元和内部测量单元组成,外部管柱单元主要作用是连接其它钻具,且为内部测量单元的容器；内部测量单元包括电源模块、传感器模块和数据采集装置,其中电源模块为传感器模块和数据采集装置供电,传感器模块包括钻压传感器、扭矩传感器、泥浆压力传感器和温度传感器测量钻压、扭矩、泥浆压力和温度等工程参数,数据采集装置包括硬件设计和软件设计。最后在实验室已有的条件下对测量短节的部分模块进行设计、选型、验证分析和实验。在实验室条件下,通过对短节的部分模块进行的模拟试验,表明了测量短节中的测量单元能够测量泥浆压力、管柱内部的温度、钻压和扭矩；验证了方案设计的合理性和可行性。总之,论文的研究为实现管柱测量短节的进一步研究打下了基础。