深水螺栓法蘭自動連接機具系統(tǒng)設計及關鍵技術研究.pdf

1、深水油氣的開發(fā)已經(jīng)成為世界石油工業(yè)的焦點，而海底輸油管道作為深水油氣開發(fā)建設的重要組成部分則需要一套自動連接設備，深水螺栓法蘭自動連接機具是海底管道對接的核心機具。本文源自國家工業(yè)和信息化部項目專題二“深水水下連接器及其配套工機具設計關鍵技術研究”的子課題“螺栓法蘭式連接系統(tǒng)設計關鍵技術研究”項目，要求設計一套適用于1500米水深的螺栓法蘭式水下連接器及其配套工具，進而提高我國在深海油氣開發(fā)領域的技術水平，降低海上油氣開采的成本。

2、>　　本文綜述螺栓法蘭自動連接機具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，根據(jù)法蘭連接的技術要求和相應的參數(shù)確定，結合第一臺陸上樣機的實驗收獲做出了機具的總體設計。對螺栓庫、螺母庫及拉伸器庫等模塊進行詳細的分析和三維設計，并根據(jù)其結構設計闡述了法蘭連接機具的作業(yè)流程。
　　根據(jù)深水螺栓法蘭自動連接機具的總體結構設計，對其關鍵部件進行力學分析。對運動支撐機構的周向旋轉(zhuǎn)機構和軸向推進機構進行力學分析，并對液壓缸及液壓馬達進行選型；此外還對卡爪機構進行力學分

3、析以及對機具的重要部件進行強度和剛度的校核，保證結構的合理性和可靠性。
　　結合工作要求和復雜的作業(yè)環(huán)境，設計了一套螺栓引入螺母機構，對螺栓引入螺母的運動過程進行分析并結合運動過程涉及的問題建立數(shù)學模型，運用ADAMS動力學仿真軟件對其作業(yè)過程進行動力學仿真，得出螺栓旋入螺母的速度、位移曲線，彈簧壓縮、變形曲線，螺母與螺栓的碰撞力曲線。并針對該機構進行樣機試驗，通過實驗結論得到結構設計的合理性。
　　針對螺母旋入螺栓的同步性