修井作业是保持油井和注水井按计划正常生产所必须采取的措施。油管、抽油杆以及封隔器、配产器等井下工具的上卸扣、起下是石油井修井作业的一项重要内容。目前石油修井上卸管柱操作主要由人工操作开口型液压钳和倒换吊卡来完成,现有技术存在如下缺点:作业效率低、工人劳动强度大、安全性差以及造成环境污染严重等。因此,解决这些问题,设计研究一种新的自动化修井作业钳具有重要意义。本文广泛、深入地调研了国内外油田用动力大钳的发展现状,对比各种不同结构设计的利弊,分析油田修井起下油管的操作流程,提出了一套新型的自动化修井作业钳系统方案,该种石油修井作业钳将闭口型动力钳及动力卡瓦集成于一体,可以使操作工人在作业时远离井口,能够实现上卸管子螺纹的自动化与环保作业,在钳口正反向卡紧大范围内不需更换零件,卡紧性能好,作业效率高。该作业钳的设计已申请并获得了国家发明专利。本文分别对主钳、背钳及卡瓦三部分的具体设计做了着重介绍,根据功能要求设计了作业钳液压系统原理图,并利用AMESim工程仿真软件建立了主钳液压系统模型和背钳起升液压系统模型,进行了动态仿真分析,得到了系统一些静、动态特性曲线,并对通过分析曲线发现的问题提出了改进,为实际液压系统的搭建提供了一定的理论支持。