油管的上卸扣作业是石油修井作业中耗时最长、最关键的一项工作,传统的上卸扣作业需要4人才能完成,工人需要经常手动对缺口、搬运吊卡和推拉液压油管钳（简称:液压钳）[1]等,劳动强度大、安全性低。根据市场需求,研制了一种智能上卸扣装置,该装置主要由液压钳智能对缺口装置、液压钳智能输送装置、扶正装置、自动卡瓦和PLC控制系统五大模块组成。本文主要针对智能上卸扣装置的系统设计、理论分析计算、ANSYS仿真以及部分功能性试验的研究。首先对智能上卸扣装置的各组成部分进行详细设计,包括针对液压钳设计的智能对缺口装置和智能输送装置,为实现油管快速扶正而设计的扶正装置,为保证油管顺利楔紧而设计的自动卡瓦,以及针对传动系统和各类检测元件设计的PLC控制系统。智能对缺口装置利用激光传感器分别与左感应柱和右感应柱的配合使用,解决油管传统上卸扣作业中对缺口不准确的问题。智能输送装置将悬吊式液压钳设计为轨道输送式液压钳,通过液压缸推动、直线导轨输送、滑板支撑、接近开关的定点检测与信号反馈,实现对液压钳的智能输送。扶正装置利用卡体内的磁铁和球头螺丝,可以快速吸引并锁住油管;卡体与顶部气缸、顶部气缸配合使用,可辅助悬吊系统推送油管和吊卡进入滑道。自动卡瓦中的卡瓦牙是直接接触油管的零件,通过理论研究计算确定卡瓦牙的外形尺寸,利用ANSYS仿真软件对装配体受力分析,验证其满足使用需求。利用PLC控制系统对智能对缺口装置、智能输送装置、扶正装置和自动卡瓦进行实时检测和控制,实现修井作业智能化。最后通过室内试验,验证智能对缺口装置、智能输送装置和控制系统具有可行性。