钻杆自动排放V型门操作机衔接了钻杆自动传送与钻杆自动排放两部分,是深水钻井作业中自动化钻井系统的重要组成部分。为了解决钻杆单根上下钻台及单根接立根操作,国外已研究多年且技术趋于成熟并开始广泛应用,而国内对此技术研究相对落后,针对目前我国海洋深水钻井的需要,开展钻杆自动排放V型门操作机的研究很有必要。本课题针对深水半潜式钻井平台,设计了钻杆自动排放V型门操作机,完全可以实现钻杆单根上下钻台及单根接立根操作。该设计的研究在提高钻井作业的安全性、加快钻井速度、降低劳动强度等方面发挥了显著地作用。本文对钻杆自动排放V型门操作机的设计方案、机构设计、液压系统等方面进行了深入的研究,主要完成了以下几个方面的内容:首先,分析了课题研究的目的和意义,对钻杆自动排放系统的发展概况进行了论述,对整个钻杆自动化作业系统总体方案及各机构的组成进行介绍。其次,完成了钻杆自动排放V型门操作机三个总体方案设计,包括旋转式V型门操作机、导向式V型门操作机和移动式V型门操作机,并利用三维建模软件完成了三维实体建模。最后,本文针对移动式V型门操作机进行了静力学分析、运动学分析和仿真分析,并设计了整个系统的液压驱动系统和控制系统。