本文在分析、调研现场不压井修井作业工艺以及国内外各种不压井修井技术的基础上,设计出了能较好的完成不压井修井工艺的不压井修井机,该修井机系统主要由井口对中装置,井架、底座、不压井装置、机械臂、机械手、滑道等几部分组成。本文主要进行的是独立式不压井修井机的设计、研究及主要部件的仿真研究工作。工作的主要内容是对独立式不压井修井机的各组成部分进行了的详细合理的结构设计,采用SolidWorks软件来创建出整套修井机的三维实体模型。采用有限元仿真软件对独立式不压井修井机的主要结构部件进行了强度和稳定性分析。本文通过分析井架结构的特点,考虑了井架的几何和材料双重非线性的特点,运用ANSYS有限元软件程序对井架进行了稳定性的计算分析。在建立有限元模型基础上,选择合适的计算方案和迭代技术,计算和模拟了井架的变形及其失稳的过程,得出了极限承载力大小、及其荷载-位移曲线。根据非线性稳定性分析计算的结果,分析了井架重要部位的塑性发展区域及扩长过程。并分析了井架在工作状态的整车抗倾覆稳定性的计算,得到了抗倾覆稳定系数,保证不压井修井机整车在工作过程当中能够安全稳定的工作。