深水钻井隔水管是用于深海、超深海钻采作业的至关重要的海洋设备。隔水管在作业时受到复杂的海洋载荷的作用,作业工况较为复杂,这会导致隔水管柱发生弯曲和偏移,进而引发管柱内壁与钻柱摩擦。长期的摩擦磨损将对隔水管壁产生切削作用,使其变得薄弱化,十分容易破裂。钻杆与弯曲的隔水管之间的高强度摩擦不仅损耗了能量,而且降低了工具的使用寿命。基于此,减轻或消除隔水管柱的弯曲变形则变得十分重要。深水钻井隔水管垂直系统是一种用来减轻或消除隔水管柱弯曲变形的理论手段,源于李子丰研究员所申请的发明专利《深水钻井隔水管垂直装置》,以及李子丰等后续申请的发明专利《防台风深水钻井隔水管自动垂直调节装置》,该系统还未正式应用于实际工况。其主要设计原理为使用机械的方式将弯曲变形的隔水管柱拉直,并使其保持垂直状态。该垂直装置主要包括隔水管柱垂直度检测装置、卷扬机系统、控制台、拉绳及数据传输系统等部分。本文的主要研究内容为在上述发明专利所设计装置的基础上,并结合前人所做的工作,对该装置进行了一定的优化,建立了适用于实验室条件下的模拟实验台,并针对所建立的实验装置,设计了一套基于STC89C52单片机的机电式测量与控制模块。在模拟海洋环境下对发生不同程度变形的隔水管柱进行了机电式拉直模拟实验。实验结果较为理想,实现了对隔水管柱垂直度的实时检测,并将实时采集到的垂直度数据成功显示在液晶显示器上,以及通过主控制器来控制卷扬机系统工作实现了拉绳的收放运动,实现了隔水管柱在不同程度的弯曲情况下基本恢复及保持垂直的设计初衷。同时,该实验结果验证了本测量与控制模块的可行性,以及深水钻井隔水管垂直系统的可行性。