本文主要完成顶部驱动钻井设备液压系统的设计及仿真,其主要作用是辅助顶驱完成接单根、立根,对电机主轴进行制动,及时封堵油路防止井喷,承担顶驱重力等。研究取得如下成果:(1)根据顶驱液压系统工作要求,设计了液压系统的控制回路图。针对具体动作的受力和速度要求,计算活塞缸的尺寸、液压马达排量、各执行元件的工作压力和流量,完成液压泵、电机的选型,以及蓄能器和叠加阀等相关液压附件的设计。在此基础上完成PLC电控系统的选型和设计。(2)根据顶驱用斜盘式轴向柱塞泵的内部结构及部件工作原理,建立了轴向柱塞泵的数学模型,推导了单个柱塞运动模型,设计了基于AMESim的部件及整体仿真模型。通过模型仿真,确定调压阀的预紧力是影响最大出口压力的主要因素,确定顶驱用斜盘式轴向柱塞泵工作时,调压阀预紧力的数值。(3)根据顶驱液压系统设计结果,建立顶驱液压系统AMESim仿真模型。根据顶驱液压系统工作要求,对所设计的液压系统的七个动作进行仿真验证,得到七个动作的工作数据。上述研究成果不仅对顶驱液压系统搭建有指导意义,也为顶驱设备的数字化制造奠定了基础。