旋转导向钻井技术是上个世纪末期发展起来的一项尖端自动化钻井新技术,是当今世界上闭环自动钻井的主要内容,它的出现是世界钻井技术的一次质的飞跃。利用此项技术进行钻井作业时,不需要频繁起下钻就可以实现三维井眼轨迹控制,且具有保证井眼轨迹光滑、延伸距离大、减少卡钻事故、节约成本等一系列优点。但由于技术垄断,拥有此项技术的几家国外公司只进行高价技术服务,并不对外出售旋转导向钻具。因此,开展旋转导向闭环钻井技术的攻关研究、研究具有自主知识产权的旋转导向钻井系统对缩短国内钻井技术水平与世界先进水平之间的差距具有重大而深远的意义。文章综述了当今国际上三种典型的旋转导向钻井系统的工作原理和结构组成,并且重点介绍了指向式旋转导向系统的工作原理和结构组成,特别对其偏置机构位置测控系统的原理和实现方法作了详细而深入的研究。在深入学习国际先进旋转导向钻井新技术的工作原理的基础上,制定了指向式旋转导向钻具井下偏置机构位置测控系统整体方案。实现了对偏置机构位置测控系统的硬件选型,包括对单片机、直流无刷伺服电机、位移传感器、转速传感器和电源模块的选型,使得这些硬件在体积上、耐高温上和抗震动等性能上都能满足指向式旋转导向井下钻具机械结构要求和钻具所处的恶劣环境的要求。同时,本文基于MSP430单片机开发系统采用C语言编程实现了测控系统的位置测量与控制,巧妙地运用MSP430单片机的中断功能,在偏置机构位置控制上采用PID控制方法,使得整个系统功耗很低,响应速度很快,很好地完成了所有测控功能的模拟实验。文章的最后对本文所做工作进行了总结,不仅肯定了文中的测控方案以及测控系统硬件选型方案,同时也对下一步工作给出了建议。