国内外油田对液压蓄能修井机需求逐渐增大,但目前国内企业大多仍采用传统方法对其进行设计,存在许多缺点,所以急需运用现代设计手段来提高设计效率和质量。本文运用ADAMS软件和ANSYS软件对液压蓄能修井机起升系统进行了动态仿真、有限元分析和优化,并结合了理论计算,为起升系统的设计提供了思路。主要研究内容如下:(I)以液压蓄能修井机的起升系统为研究对象,介绍了其结构和工作原理,并利用SolidWorks软件对起升系统中的天车、主油缸和二层平台进行了三维建模和装配。此外,根据实际情况将起升系统的工作状态分成了垂直、倾斜两种工况,并分别针对两种工况对其进行了受力分析。(2)利用ADAMS创建了起升系统虚拟样机模型,实现了起升系统工作过程的动态仿真。定义了起升系统中的关键点,并得出了关键点的受力函数曲线,校核了关键部位强度、稳定性,为起升系统的结构设计与优化提供了参考。(3)利用ANSYS软件对起升系统的关键部件(天车、主油缸)进行了有限元静力学分析。得出了天车和主油缸的应力、位移云图。经分析得知,天车的最大应力远小于所用钢材的屈服强度,虽然符合设计的安全需求,但存在质量冗余。而主油缸在倾斜工况下位移较大,使之成为了变截面偏心压杆。针对这种情况,本文结合了变形能法和边缘屈曲准则,近似求出了主油缸的临界压力,发现其存在压杆失稳的危险。(4)利用ANSYS软件对天车和主油缸进行了模态分析,得出了它们的前六阶固有频率和振型,并进行了分析。通过分析结果得知,天车和主油缸的固有频率与电机等固有频率均不相同,不会引起共振。(5)以天车质量最小化和主油缸变形位移最小化为优化目标,利用ANSYS软件中的Design Explorer模块对天车和主油缸进行了优化。经过优化求解,在保证使用安全的前提下,使天车的质量减小了 11.43%,主油缸的最大位移减小了 41.4%,避免了压杆失稳的危险,在一定程度上解决了前面发现的问题。