由于目前国内油田修井作业大多存在着工作环境恶劣、工人劳动强度大、事故发生率高、工作效率低等情况。为了改善修井作业现状,提高机械化程度,使现场工人能够远离井口完成修井任务,解放劳动力,提高工作效率与经济效益,提出一种自动化修井装置的设计方案。通过大量文献调研并深入修井现场学习油田小修作业的工作流程,熟悉目前现场修井工人的工作环境,应用Solid Works三维建模软件设计了自动化修井装置,并对其进行强度校核,验证设计的合理性。该装置包括推杆机构、叉型机械抓手总成、主背钳总成、移动滑车机构、气动卡瓦及滑动基座总成。推杆机构能够将下降的吊卡推出并准确卡入待入井的油管,移动滑车机构能够将叉型抓手与主背钳总成送入井口进行上缷扣工作。完成了对装置中关键零部件的受力分析,满足受力要求。确定了修井装置中液压系统的压力、流量参数,以及液压执行元件的尺寸,确定了整机液压系统的循环方式并绘制整机液压系统原理图。选择三菱FX3UPLC作为控制系统的硬件设备,通过在开口型液压主钳上安装霍尔传感器、扭矩传感器,完成了主钳上扣对缺口、主钳上卸扣过程的程序设计,实现了对主钳上缷扣过程的自动化控制,对于装置中其他液压缸的控制实现了手动控制即半自动化控制。归纳出修井过程中油管产生的缺陷类型,通过调研选择漏磁检测法作为油管的缺陷检测方法,根据此检测方法设计出能够适用于修井现场的油管缺陷检测装置,使之能够安装于该修井装置上实现随取随测的功能,并设计出送管机构将检测出的油管分类排放。利用ADAMS机械动力学自动分析软件对所设计的自动化修井作业装置进行运动学、动力学仿真。仿真过程包括:推杆推出吊环过程、移动滑车前行过程、叉型抓手抓取油管过程。具体分析各个机构的运动过程、液压缸中活塞杆的受力过程、抓手抱合范围所能满足的油管摆动角度、运动过程中产生的接触碰撞。仿真结果为液压元件的选型提供了数据支持,验证了所设计机构的合理性。