随着油气田勘探开发的不断深入,垂直钻井作业时遇到的地层构造也越来越复杂,特别是在高陡构造地层的“防斜打直”问题更是成为钻井作业的难点和重点。因此,研究一种能够自主调整井眼轨迹的闭环垂直钻井工具,使之能够钻出期望的井眼,是十分有必要的。为此,本文提出了一种机电结合的具有纠斜和打直两种功能的自动垂直钻井工具。本文分析了垂直钻井工具的工作原理,提出了一种机电一体化自动垂直钻井工具（本文以下简称:垂钻工具）,进行了垂钻工具电机驱动的方案设计和垂钻工具的结构设计;对垂钻工具稳定平台的纠斜工作进行了静力学分析,研究了偏心机构支撑轴承回转摩擦力矩以及盘阀间的摩擦力矩对偏心机构偏转角的影响,探究了稳定平台主要设计参数对偏心机构偏转角的影响,利用正交试验法对偏心机构的设计参数对偏转角的影响进行了敏感性分析,确定了偏心机构的最佳设计参数为:偏心机构的长度l=2000mm、内半径1r=34mm和外半径2r=62mm;利用ANSYS软件对垂钻工具偏心机构进行了有限元建模以及强度分析,对含垂钻工具的下部钻具组合（BHA）进行了模态分析;对垂钻工具稳定平台进行受力分析,建立了稳定平台动力学方程,结合Solid Works与ADAMS软件,对垂钻工具稳定平台的工作进行了仿真模拟,得到了垂钻工具在纠斜、打直工作时的偏心机构运动仿真曲线,证明了工具的纠斜及打直功能。通过以上分析工作,说明了垂钻工具的优势,为垂钻工具的研究与开发提供参考。