钻杆自动传送是自动化钻井的重要组成部分,在国外已有多年的研究,上个世纪90年代,该技术趋于成熟并开始广泛应用,国内在这方面的研究和应用则较少。针对目前我国海洋深水钻井的需要,开展钻杆自动传送系统的研究势在必行。本课题就是在这样的情况下提出来的,其主要目标就是在国外钻杆自动传送系统的基础上,自主设计一套钻杆自动传送系统。本论文在钻杆自动传送系统的总体方案、机构设计、驱动系统等方面进行了深入研究,主要完成了以下几个方面的工作:首先,论述了钻杆自动传送系统的发展状况,分析了本课题研究的内容和意义。其次在对钻杆自动传送系统功能需求进行分析的基础上,确定了钻杆自动传送系统的总体方案,包括原理设计、总体布局设计以及初步的结构设计。在初步结构设计的基础上,对系统中折臂起重机的末端夹持器、臂架、变幅机构、回转机构和钻杆输送机的翻转机构、钻杆分离机构、梭车及驱动系统等机构进行了详细设计。借助于三维建模软件Pro/ENGINEER建立了复杂零件的三维建模,利用Pro/MECHANICA对系统中的复杂零件进行了结构分析。接着,运用机器人学理论对系统中的主要部件折臂起重机进行了运动学和动力学分析,推导出其运动学方程和动力学方程。最后,选用液压驱动作为整个系统的驱动方式,设计了整个系统的液压驱动系统。