钻杆自动操作系统是自动化钻井系统的重要组成部分。为了改变传统的钻杆操作方式,提高工作的安全性和效率,降低工人的劳动强度,从上世纪40年代起国外便开始了相关技术的研究和运用。但国内对这项技术的研究相对落后,截止到目前,仍没有出现完整意义上的全自动化钻杆处理系统。钻杆自动操作系统在改善工人劳动条件和提高钻井作业效率方面有着明显的优势。尤其对于作业成本高、作业环境恶劣的深水钻井平台而言,采用钻杆自动操作系统不仅可以将工人从传统的体力劳动中解放出来,还降低了钻井作业的成本。本文针对第六代深水半潜式钻井平台,设计了一种可以完成钻杆排放、传送、接立根等一系列操作的全自动化钻杆操作系统。本文主要完成了以下几个方面的内容:首先,分析了本课题的研究目的和研究意义,并对自动化钻杆操作系统的发展历史进行了论述。其次,对课题组成员已经完成的钻台排放系统部分,进行了进一步的补充和完善,主要是钻杆立根盒的设计和螺纹补偿机构的设计。然后,对甲板堆场至钻台的传送系统部分进行了机械系统的设计,包括桥式起重机和自动化猫道机两部分,并利用三维建模软件完成了三维实体建模。最后,对钻杆传送系统部分进行了静力学分析、运动学分析和动力学分析,计算了各机构的受力和运动速度,并在此基础上进行了液压系统的设计,对相应的液压元件进行了设计和选择。