自动排管系统是钻井过程实现快速、高效和自动化钻进至关重要的一环。在钻井作业时,通过自动排管系统，操作工人可以远程控制接立根、自动传送和排放钻杆等操作，可大大节省钻进时间。在提高工人工作效率、减轻工人劳动强度以及降低生产成本的同时，最为重要的是能够避免人与钻杆的直接接触，从而降低了安全风险。国外对自动排管系统的研究起步较早，目前自动排管系统在国外的发展和技术比较成熟，但是主要还是应用在海洋钻井平台上，陆地钻机上的应用比较少。国内对自动排管系统的研究近几年刚刚起步，钻机上钻杆的传送更多的是依靠人工来实现或者是只能实现半自动化，远远不能满足我国现代化自动钻进的需求。本文结合国土资源部“深部大陆科学钻探装备研制”项目，研制适用陆地万米钻机的全液压自动排管系统。论文根据万米钻机的工作特点，对自动排管系统进行了机械结构设计，并对其动力学性态进行了理论分析以及仿真分析。总的来说，本文主要完成了以下几方面的工作：首先通过查阅相关文献资料，对国内外自动排管系统的发展现状进行了总结和分析，论述了本课题的研究意义和主要研究内容。根据本课题的设计需要及机构的动作要求，形成了自动排管系统的整体方案，并对相关传动部件进行了计算分析，同时通过三维软件建立了整个系统的三维模型。针对设计的自动排管系统进行了运动学分析，在建立系统D-H坐标系的基础上，建立了系统的运动学方程，同时对其正解以及逆解分别进行了求解。在运动学分析的基础之上，对自动排管系统进行了动力学分析，建立并求解了系统的雅克比矩阵，同时建立了系统的动力学方程。最后通过ADAMS平台，建立了自动排管系统的多刚体动力学模型，并对相关结构的速度、加速度以及关节广义力等动力学性态进行了分析，验证了系统的可行性；建立了自动排管系统的刚柔耦合模型，并将相关动力学性态和多刚体模型下的动力学性态进行了比较分析，分析结果对于系统结构的改进设计及控制策略的制定具有积极的借鉴意义。