我国大部分油田已经进入中、后期开采阶段,采油难度加大导致井下修井任务也愈加繁重,目前国内各油田修井作业仍然存在施工环境恶劣、工人劳动强度大、机械化水平较低等问题。而油管测长作为修井作业中重要的环节,目前主要技术手段分为单管测量和连续管测量,而现场使用最多的仍然是人工拉皮尺的传统方法。因此,研究井口自动化修井装置以及连续油管在线测量装置对于油田现场提高修井效率、降低工人劳动强度有着重要意义。本文以自动化修井装置和油管测长装置为主要研究对象,首先对井口自动化修井装置的设计方案及工作流程进行说明,着重介绍装置主体——XQ140/12YA型修井动力钳的结构特点;同时以配合使用、联合作业为前提,设计完成送管测长机构,根据拟定的装置工作流程以及油管测长原理,完成装置的三维模型建立,并对重要零部件进行静应力分析;最后对送管测长机构进行液压系统设计,拟定装置液压系统原理图。根据设计方案要求进行建模后,本文使用ADAMS仿真软件对送管测长机构和自动化修井装置进行运动学和动力学仿真,验证了装置运移油管的稳定性以及油管滚动进入测长工位的可行性,并且通过联合作业仿真验证了吊卡自动翻转、抓取油管方案的可行性。此外,根据仿真过程中装置的运行状态和结果分析,本文对关键部位进行了强度校核,同时对比分析不同工作条件下装置的受力变化,并以此为依据向现场实际应用提出建议。为了提高修井作业自动化水平,本文采用三菱FX3U系列PLC对送管测长机构进行自动化控制,根据该装置工作流程提出运移油管以及油管测长的自动化控制方法,使用GX Works2软件编写梯形图并初步设计完成PLC外部接线分配,为连续油管在线测量提供了方案。