卡瓦是在不压井修井作业中起下管柱的重要夹紧工具。现有的通用卡瓦机构由于结构尺寸大、适应范围小等因素不能满足车载式不压井修井作业的结构与功能要求。本文对卡瓦设计提出了方案,并通过有限元分析以及弹性力学理论对卡瓦重要承载部件进行了分析,为卡瓦结构优化提供了理论基础。首先对于修井机卡瓦的研究做了大量的前期准备,针对卡瓦结构的设计要点研究了大量的国内外修井机卡瓦的结构设计思想。并对国内外的修井机发展概况做了系统的阐述。针对修井机卡瓦所能占有的最大空间以及卡瓦需要夹紧管柱的重量,设计了卡瓦的基本结构,并且根据卡瓦的基本结构做出了相应的力学分析,计算出了卡瓦夹紧管柱时卡瓦牙与管柱外壁的摩擦系数,以及卡瓦可以上提不自锁的条件。由于卡瓦体需要夹紧管柱的重量很大,故需要对卡瓦重要承载部件进行有限元分析以确定卡瓦体的刚度是否符合设计要求,所以接下来对卡瓦体、管柱、移动块进行了有限元分析,得出了最大应力和最大变形量,并与材料的屈服强度进行比较以确定是否符合强度要求,为卡瓦体的优化提供了理论依据。卡瓦牙是整个卡瓦体最重要的部分,卡瓦牙体对管柱的夹紧最终实现了整个卡瓦体的功能,牙板的磨损和损坏都会使卡瓦出现刻痕,当卡瓦牙体出现刻痕的时候会极大的伤害管柱,使油管的使用寿命减少。每一个区域的伤痕都会加速管柱的损伤,所以本文从卡瓦牙形、卡瓦牙齿面分布、卡瓦牙咬入深度、卡瓦牙当量摩擦系数四个方面对卡瓦牙进行分析。