深水油气资源的勘探和海洋水合物的开发对海洋油气装备提出了更高的要求,无隔水管钻井作为一种双梯度钻井方式,能够很好的适应深水作业环境,发展前景广阔。泥浆返回系统是无隔水管钻井技术的关键组成部分,针对深水作业要求,对泥浆返回系统的配置进行研究,完成泥浆返回系统关键设备的开发,并制定布置方案。建立有限元分析模型,分析钻井液密度、顶部张力及平台偏移量等因素对泥浆返回系统横向变形和弯矩的影响。深水无隔水管钻井泥浆返回系统较长,所需设备较多,采用尾部布置方案可提高工作效率和系统安全性。钻井作业过程中,泥浆返回系统悬挂接头和下部对接接头处弯矩较大,易产生结构破坏,对深水无隔水管钻井系统的设计需控制钻井液密度、顶部张力及平台偏移量的大小,并采取一定的风险控制措施提高泥浆返回系统的安全性。