我国油气田开发已进入中后期开发阶段。频繁修井作业成了提高老旧油气井产量的有效措施。而传统利用转盘式设备修井作业,所需配套设备较多,工人劳动强度大、作业效率低、转场运输不方便,已不能满足当前高效修井作业的要求。修井顶驱装置的应用,大大提高了修井作业效率,由于当前修井顶驱装置设计时,为了提高其修井作业的广泛适用性,普遍存在设计的顶驱装置储备功率较大造成“大马拉小车”现象。本文提出了在修井顶驱装置额定匹配功率的条件下,通过特殊增矩机构来满足特殊工况下对大扭矩需求的要求。设计了一种具有无级调速增矩功能的修井顶驱装置。本装置能够在修井作业卡钻时通过切换作业模式实现增矩解卡的功能。文中对修井顶驱装置总体方案进行了设计和建立其三维模型;在此模型的基础上,运用Ansys软件对关键零部件进行了强度校核,运用Solid Works软件对增矩机构进行了运动学及动力学分析,得到相关运动学及动力学分析模型及其运动、受力曲线;对顶驱装置液压回路系统进行了设计,并仿真分析了在不同负载及不同转动惯量作用下液压系统的动态性能,研究结果表明,液压回路系统中的液压泵所需总功率在发动机功率范围内,且最大输出转速和工作扭矩均能满足设计要求;由设置不同转动惯量时液压系统仿真结果可以看出:本装置液压系统随着修井作业钻进深度的增加也能在较短时间内达稳定状态,证明了设计的液压回路具有较好的稳定性。本设计解决了当前修井顶驱装置通过增大储备功率提高适应性的现象,将会为企业带来较大的经济和社会效益。