钻杆排放是钻井作业过程中的一项重要操作。为克服常规钻杆排放操作存在的不足,人们开始探索使钻杆操作机械化的各种方法,于是用来在井口与立根盒之间移动钻杆的钻杆排放系统应运而生。钻杆自动排放系统可以实现钻井过程中井口到立根盒之间钻杆排放的自动化遥控操作,避免人与钻杆的直接接触,并可加快起下钻速度,对提高海上钻井作业安全性和降低作业成本将会发挥重要作用。随着对深水及超深水海域的钻探开发,越来越多的钻杆自动排放系统逐步应用于半潜式钻井平台,并且已经显示出极大的优越性。钻井过程中采用钻杆自动排放系统在提高钻井作业安全性、加快钻井速度、降低劳动强度等方面发挥了显著的作用。在近年研制的半潜式钻井平台上,钻杆自动排放系统得到广泛应用。为降低海上钻井作业成本,改善钻井人员工作条件,本课题设计研究一种适用于半潜式钻井平台的钻杆排放系统,实现钻杆排放操作的自动化。论文主要完成了以下几个方面的工作:首先,分析了课题研究的目的和意义,论述了钻杆自动排放系统的发展概况以及国外的典型系统。其次,完成了钻杆排放系统和PLS系统的总体方案设计,主要包括原动机、传动系统和执行系统,阐述了系统的工作过程。然后对系统各运动构件进行运动学、静力学和动力学分析,其中采用旋量理论对立柱部分的运动学和动力学进行分析。最后总结全文得出结论。