大洋科学钻探是通过钻探取得的岩心来研究大洋地壳的组成、结构以及形成演化历史的国际科学合作钻探计划,实施大洋钻探的关键在于大洋科学钻探船,迄今为止只有三艘,分别是无隔水管的美国“挑战者号”、“决心号”,和采用隔水管系统的日本“地球号”。当前我国参与大洋钻探计划的方式是派科学家参加“决心号”相关航次从事研究工作。为实现海洋领域的自主探索,考虑到立管系统钻探船运行费用高昂及适用水深限制,我国拟建造性价比更高的无隔水管科学钻探船。大洋科学钻探船的主要任务是在海底钻孔取芯,工程中经常需要将钻杆提上钻探船对磨损的钻头进行更换,并再次返回之前的钻孔继续钻进;而面对数千米的水深,对于采用海底直接裸钻的无隔水管钻探船就存在钻杆重返钻孔问题,钻孔重返系统则用来支持实现这一操作。钻孔重返系统是大洋科学钻探船的重要组成部分,系统性能影响整个钻探工程的工作效率。本论文从大洋钻探官网中搜集了大量“挑战者号”、“决心号”钻孔重返系统设计和试验资料,归纳总结了系统工作原理及系统构成,对涉及到的技术进行整理研究。在此基础上提出钻孔重返定位系统新方案,包括远场定位和近场定位两部分,远场定位采用水声定位技术,近场定位采用可视化观测方式。进一步设计了近场定位的关键装备深水电视的软硬件系统,通过实时获取水下视频图像,发现并定位返孔锥,并监视钻杆重入钻孔。论文研究了无隔水管大洋钻探船钻孔重返系统,提出了钻孔重返定位系统新方案,设计了近场定位关键装备深水电视的软硬件系统并验证了其可行性,对我国自主设计研制大洋钻探船钻孔重返系统有一定参考价值。