双偏心环指向式导向钻井工具是一种智能的钻井工具,具有动态调整钻头姿态的特点,通过特有的双偏心环偏置结构,钻头在钻井作业时能实现“指哪打哪”的精准轨迹钻进。目前,双偏心环指向式导向钻井工具正处于研究阶段,暂无实物可作为研究对象,现阶段仿真对于探索其控制器的静态特性和动态特性有较好的效果,并可作为控制器算法设计的理论依据。针对双偏心环指向式导向钻井工具的仿真,本文进行机械结构简化、动力学方程建立的探索,并根据所得仿真结论进行控制器的实现,主要研究成果如下:1、推导双偏心环指向式导向钻井工具的动力学方程,针对其特殊的偏置结构与导向轴结构,进行了双偏心环偏置机构与导向轴的受力分析,并推导了双偏心环偏置机构动力学方程。2、对双偏心环偏置机构进行仿真算法的探索,分析了PMSM电机(同步永磁电机)的控制原理和方法。根据PMSM电机的数学模型,构造出基于转子位置的DTC控制模型(改进PID直接转矩控制),并具体分析了三种常用的工具面角与导向轴倾角的调节模式。3、对双偏心环偏置机构控制器进行实现,对控制器进行控制硬件设计,并对改进PID直接转矩控制进行了软件实现,给出了控制流程框图,通过设计等效简化的“连杆+舵机关节”结构,进行模拟实验平台的实现。本文的研究成果可为研究导向双偏心环指向式导向钻井工具的控制技术提供有益参考。