本实用新型涉及一种实现双梯度钻井的装置，其特征在于：它包括由钻杆，随钻分离注入装置、井下安全阀、钻头组成的钻井装置，以及泥浆处理装置，随钻分离注入装置包括一通过周向支撑装置设置在井眼内的圆柱型框架，一转动地设置在圆柱形框架内的套筒，套筒的上、下分别连接钻杆，一锥形壳体设置在套筒外面，并固定在圆柱形框架内，一轻质微球注入模块和一泥浆注入模块分别设置在锥形壳体的顶部和底部，并固定在套筒上，套筒与锥形壳体周向对应设置有若干通孔，锥形壳体的顶部与轻质微球注入模块及圆柱形框架对应设置有若干轻质微球注入通道，锥形壳体的底部与泥浆注入模块及套筒对应设置有多个泥浆注入通道。本实用新型设备简单，运行成本低廉，可以广泛用于各种深水钻井作业过程中。