海洋天然气水合物主要存在于深水、浅层未胶结的泥岩中,面临浅层气、浅层流、作业压力窗口窄,井壁坍塌等问题,同时水合物对温度压力敏感,易发生分解,井控难度大。目前基本处于利用常规深水油气钻采设备开展海洋水合物取心研究阶段。海底泥浆举升钻井技术是双梯度钻井技术最有潜力的实现形式,结合了控压钻井技术特点,具有井底压力控制、快速溢流监测,将井涌流体安全地从井眼中循环出来能力,在海洋水合物钻井中优势较为突出。本文主要开展以下方面研究:1.海底泥浆举升水合物钻井系统方案设计分析水合物特点和成藏条件,引入井涌体积控制能力和井底压力调节范围,结合系统复杂性等方面对比分析现有海底泥浆举升钻井系统,提出基于无隔水管泥浆回收钻井和水合物降压开采技术的两种海洋水合物钻井试采方案,阐明两种钻井试采方案原理和系统关键装备方案。2.无隔水管泥浆回收水合物钻井温度压力计算建立循环系统钻井液温度、压力计算模型,分析钻井液流量、初始温度等因素对温度、压力场分布影响,探究采用分解抑制方法开展无隔水管泥浆回收水合物钻井作业时,钻井液冷却设备的必要性,结合水合物相变曲线,预测泥浆返回管线内固相水合物分解位置,进一步论证方案可行性。3.无隔水管水合物钻井系统关键装备布放及参数配置研究结合常规海洋钻井标准和工艺,提出无隔水管泥浆回收水合物钻井和无隔水管泥浆回收水合物套管钻井装备安装布放流程和套管尺寸结构;通过水力学计算,确定钻井泵、泥浆举升系统、钻机、钻井船等关键装备的参数和选型方案。4.水合物钻井井涌监测与控制技术研究提出以泥浆举升泵的功率、流量、钻井泵压力、泥浆池增量和吸入模块钻井液液位高度作为主要指标的早期井涌监测方案;建立精确的举升泵单泵调速数学模型,对比举升泵组不同调速方案,给出泵组最优调速方案;在室内SMD试验平台方案基础上,设计模拟水合物钻井发生水侵和气侵工况下井控试验方案。