【摘要】：深水油氣開采是全球能源戰(zhàn)略的重點之一,中國已經(jīng)開始重視并加強對海洋石油自動化作業(yè)裝備的發(fā)展。本文重點進行了水下法蘭聯(lián)接機具結構的設計和研究,目標是在2010年研制出水下法蘭聯(lián)接機具的試驗樣機并進行水池試驗,為將來工程樣機的設計制造及工程應用奠定堅實理論基礎,積累實踐經(jīng)驗。 論文介紹了水下法蘭聯(lián)接機具的研究現(xiàn)狀,特別是課題組水下法蘭聯(lián)接機具的研究和設計工作,提出了水下法蘭聯(lián)接機具試驗樣機的總體方案及模塊化設計方法和試驗樣機設計指標。設計了工具庫周向同步驅動系統(tǒng)和工具庫軸向獨立驅動系統(tǒng)的虛擬樣機,進行了干涉檢查和運動學仿真；建立了系統(tǒng)運動學等效機構模型,進行了可行性和運動學分析,保證了工具庫作業(yè)位姿的調(diào)整范圍；通過力學計算確定了動力元件的型號及參數(shù)。進行了工具庫位姿調(diào)節(jié)機構的力學分析,校核了關鍵承力零部件的強度和關鍵定位零部件的剛度,針對應力集中現(xiàn)象和定位面變形情況進行了結構改進和尺寸優(yōu)化,以達到工具庫的定位精度和可靠性要求。對外框架結構進行了有限元分析,在保證滿足內(nèi)框架定位基準和結構強度情況下,對外框架進行了重量優(yōu)化和結構優(yōu)化。 對水下法蘭聯(lián)接機具水下航行進行了水動力學仿真分析,以水阻力最小為目標,對機具浮力材料的形狀及結構尺寸進行了優(yōu)化設計,有效減小了ROV水下運載機具的負載并保證了機具位姿的穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH131
【圖文】：

平臺之間的管道，聯(lián)接海上平臺與浮式生產(chǎn)儲存裝置的管道，聯(lián)接海上平臺與外輸單點系泊終端的管道或聯(lián)接海上平臺與海上伴生氣燃燒塔的海底管道，如圖1.1所示;另一類是海上裝卸終端配套的海底管道，海上裝卸終端的海底管道一般又分為與海中碼頭配套的和與單浮筒系泊 (SBM)轉油站配套的〔，，。

目前所采用的水下管道回接方法主要有機械聯(lián)接和水下焊接方式。其中機械聯(lián)接方式適用于深水海底管道回接，而硬管的接頭形式多為法蘭接頭。法蘭聯(lián)接形式主要包括卡鉗聯(lián)接、卡爪聯(lián)接和螺栓聯(lián)接，如圖1.2所示‘’01。其中卡爪和卡鉗聯(lián)接方式通常用于深水生產(chǎn)系統(tǒng)的最終鉤住，實現(xiàn)在管線端匯管和其它匯管或產(chǎn)品樹之間的硬管或軟管跳接，主要由ROV輔助作業(yè)�？ㄗκ铰�(lián)接卡鉗式聯(lián)接圖 1.2水下管道法蘭機械聯(lián)接方式法蘭式聯(lián)接螺栓法蘭聯(lián)接是目前水下管道聯(lián)接應用最廣泛、最高效的方法，此方法的廣泛應用很大程度上取決于水下法蘭在管道壽命內(nèi)的長期作業(yè)和可靠性要求!川。此外，此聯(lián)接方式由于完善的聯(lián)接工藝被普遍認同最合適的管道聯(lián)接方式。但法蘭螺栓聯(lián)接過程復雜，對作業(yè)要求較高，淺水區(qū)一般由潛水員手工操作完成，但深水區(qū)此聯(lián)接法蘭的應用受到潛水員可安全操作水深的限制。因此，海底管道的鋪設工程需要大力發(fā)展用以實施無人深水法蘭螺栓聯(lián)接的作業(yè)技術和裝備

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