双梯度钻井技术在理论上可以解决传统海洋钻井技术在深水中遇到的技术难题。但在诸多双梯度实现方法和系统中，仅有挪威AGR公司研究的无隔水管钻井技术得到广泛的工业应用，获得显著的经济和环境效益。本文主要结合国家科技重大专项——大型油气田及煤层气开发子课题海底泥浆举升钻井技术研究(2008ZX05026-001-12)，开展无隔水管钻井泥浆举升系统设计与控制单元研究。主要研究进展和成果如下：1无隔水管钻井技术方案在跟踪和研究国外相关技术基础上，结合我国500-1500m水深钻井作业环境特点，研究500m浅水无隔水管钻井方案及1500m深水无隔水管钻井方案，包括总体的方案介绍，主要设备、工艺流程和技术特点等。2海底泥浆举升系统分析计算无隔水管钻井技术与常规钻井技术最大的不同在于拥有海底泥浆举升系统，是该技术的关键难题。通过水力学计算获得泥浆返回管线的水力参数，并以此为依据设计电力系统和信号通讯方案，最后进行力学分析，获得返回管线及海底锚块的结构参数。3无隔水管钻井井控技术由于无隔水管钻井技术的特殊性，存在钻井过程中钻井液无法充满钻杆的情况，同时供液泵在停泵后系统会出现U型管效应。在井筒内水力学计算的基础上获得不同工况下钻井液的流动情况及井内压力情况，研究U型管效应和浅层作业事故的应对方案。4浅水无隔水管钻井工艺模拟试验通过搭建试验平台模拟无隔水管钻井井控过程。硬件部分包括主要设备、传感器和控制器组成的电路、以及信号传输系统等。软件部分主要包括数据采集及存储、泵启停及液位自动控制、正常钻井工况控制、井涌井漏检测程序等。