钻井过程中，将检测到的地面钻井设备运行信息和井下钻井参数，通过信息传输系统传输给司钻集成控制系统，经过分析和处理后，按照相应的钻井工艺流程，对钻机各子系统和井下导向钻井系统发出指令，可以实现钻台面和井架二层台无人操作。

20世纪60年代，随着集成电路和计算机及标准化编程语言的诞生，人们开始探索用计算机程序控制钻机设备。但由于各种条件的限制，试验未能持续。80年代后期，由于传感器技术的发展，仪器与测量系统、计算模型、信息通信与数据处理及远程决策系统几大关键技术有了很大发展。2010年，先进的自动化和通信技术逐渐从实验室走向钻台，传统的钻井方法逐渐被替代，钻井过程正朝自动化、智能化方向发展。

自动化钻井技术主要由地面自动化钻井技术和井下自动化钻井技术构成。

通过司钻集成控制系统，借助传感检测技术、控制装置、执行机构和视频监控系统，对钻机中各个子系统实施远程监测和控制的技术。司钻集成控制系统是整个钻井自动化的核心和纽带，它集电、气、液等各种控制信号、监控视屏、触摸控制和操作按钮于一体，形成后台信号管理和统一指令，可对钻机中的提升系统、旋转系统、动力与传动系统、循环系统和辅助设备等子系统实现远程监控，并可自动检测和配制钻井液，实现司钻控制下的钻井液自动配浆；同时还具有多级急停、并行运行防碰及轨迹规划、存储设备状态及工艺信息并自动归档等功能。地面自动化钻井技术除上述集成控制功能外，重点是实现钻井管柱处理系统的自动化，包括地面管柱自动上下钻台装置、井口自动化工具和钻台管柱自动排放装置等。

通过地面自动化上下钻台装置，将钻井管柱（钻杆、钻铤和套管）由地面传送到钻台设定位置或由钻台输送到地面，地面和钻台都不需要人工辅助操作的装置。该装置还能自动测量和记录钻井管柱尺寸。

借助钻台自动化工具替代人工操作，实现井口操作无人化的一整套工具。由铁钻工、自动吊卡、自动卡瓦、钻台机械手和钻井液自动防喷盒等组成。铁钻工可以代替传统的动力大钳完成钻柱的上扣/卸扣；自动吊卡和自动卡瓦用于替代人工开/合吊卡并轮换起吊/下放吊卡；钻台机械手用于代替人工完成在井口与钻柱立根盒之间来回推扶钻柱；为防止钻柱卸扣时钻井液喷溅到钻台上，钻井液自动防喷盒可以代替人工来回拆装防喷盒。

采用二层台气动（或弹簧）指梁、二层台机械手、自动吊卡以及钻台面机械手，模拟井架工和钻台工将钻柱上端和下端分别移动至二层台指梁内和钻台面立根盒内，实现二层台无人值守和钻台面无人操作的钻柱排放装置。常用的钻台管柱排放装置有悬持式、推扶式、抓举式和组合式等几种结构形式。

将旋转导向钻井系统、地质导向钻井系统和随钻测量等井下钻井技术结合在一起，形成由地面司钻集成控制系统、井下测量系统、通信系统和井下工具等构成的井下闭环钻井技术。旋转导向钻井系统类似于给钻头装上了方向盘，可实现井眼轨迹的随钻测量及自动控制；地质导向系统集井眼轨迹测控和随钻测井技术于一体，安装在近钻头处，就像给钻头装上了眼睛，能够及时“看到”所钻井眼的轨迹、地层岩性及孔隙流体物性；随钻测量会将实时测得的井下工程参数和地质参数通过钻井液脉冲和电磁波等通信系统传输给地面司钻集成控制系统，经实时解释和诊断，判断井下工具的工作状态及钻遇地层的特性，实现远程监测和控制，及时调整和修正原钻井设计，通过井下导向工具控制井眼轨迹的走向，最终达到提高井眼质量和钻井效率，准确钻达油气层的目的。

自动化钻井技术的实现，不仅可以大幅降低工人的劳动强度和安全风险，在提高钻井效率、降低钻井事故复杂率、提高钻井质量等方面也起到十分重要的作用，为钻井向智能化迈进奠定了坚实的基础。