海底管道多功能維修機(jī)具作為重要的海底管道維修設(shè)備之一,能夠有效對(duì)破損的海底輸油管道進(jìn)行打磨、切斷、倒角等多種維修作業(yè),從而減少原油泄漏,降低環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失,因此對(duì)海洋管道多功能維修機(jī)具研究顯得尤為重要。本文主要針對(duì)多功能維修機(jī)具的水下爬行穩(wěn)定性、加工過程以及水下控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。對(duì)多功能維修機(jī)具在水下爬行時(shí)的穩(wěn)定性展開研究,綜合分析機(jī)具在水下受到的重力、浮力、洋流力等外力,建立機(jī)具爬行時(shí)的受力模型;求得機(jī)具所受到的合外力和外力矩,以及多功能維修機(jī)具夾緊時(shí)夾持機(jī)構(gòu)能提供的軸向摩擦力與周向摩擦力矩,得出機(jī)具爬行的穩(wěn)定性方程。通過對(duì)該方程進(jìn)行分析,得出機(jī)具爬行穩(wěn)定性與作業(yè)管道管徑正相關(guān)的結(jié)論;并對(duì)穩(wěn)定性最低的情況進(jìn)行理論計(jì)算,此時(shí)機(jī)具不會(huì)發(fā)生軸向位移與周向傾覆;即多功能維修機(jī)具在水下爬行時(shí)始終能夠保持其穩(wěn)定性。通過ABAQUS對(duì)夾緊后的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,夾具與管道之間未發(fā)生相對(duì)位移,驗(yàn)證了理論模型計(jì)算的正確性。對(duì)刀具切削刃進(jìn)行離散,取其中一微元研究,通過建立刀具切削時(shí)的斜角切削空間模型,求出等效切削平面;利用材料切削時(shí)的J-C本構(gòu)方程求解切削作業(yè)時(shí)工件中的應(yīng)力分布及形變區(qū)的溫度分布,對(duì)... 

【文章來源】： 趙國波 哈爾濱工程大學(xué)

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

“海洋石油981”深水半潛式鉆井平臺(tái)

3是維修中最基本的作業(yè)，各公司都有自己的切斷作業(yè)機(jī)具。從作業(yè)原理上來說，切斷機(jī)具一般采用銑削、鋸削以及磨削等切削方式。圖1.4為Wachs公司的閘刀鋸，該機(jī)具以鋸刀的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為主切削運(yùn)動(dòng)，配合縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的切削。該閘刀鋸作業(yè)對(duì)象廣泛，可以對(duì)2~32in的海底輸油管道切斷作業(yè)，是目前最先進(jìn)的閘刀鋸。圖1.5為Wachs公司的金剛石繩鋸機(jī)，其采用張緊的金剛石鏈鋸循環(huán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的切斷作業(yè)[21]。圖1.2Proserv公司的外涂層去除機(jī)具圖1.3Proserv公司的外涂層去除機(jī)具工作原理圖1.4Wachs公司的閘刀鋸圖1.5Wachs公司的金剛石繩鋸機(jī)（3）倒角機(jī)具在完成對(duì)管道的切斷作業(yè)后，管道端面的加工質(zhì)量對(duì)后續(xù)修復(fù)有著重要影響，尤其是端面的毛刺等問題，會(huì)為后期修復(fù)增加難度。因此，在切斷作業(yè)后，往往需要對(duì)加工端面進(jìn)行倒角處理。圖1.6為Wachs公司推出的爬管式坡口機(jī)，該公司共推出了氣動(dòng)式和液壓式兩種爬管式坡口機(jī)[18]-[20]。坡口機(jī)通過鏈條固定在管道上，并可通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)具本體繞管道運(yùn)行一周，完成外倒角工作。該機(jī)具倒角時(shí)采用銑削的方式對(duì)管道進(jìn)行外倒角作業(yè)。

3是維修中最基本的作業(yè)，各公司都有自己的切斷作業(yè)機(jī)具。從作業(yè)原理上來說，切斷機(jī)具一般采用銑削、鋸削以及磨削等切削方式。圖1.4為Wachs公司的閘刀鋸，該機(jī)具以鋸刀的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為主切削運(yùn)動(dòng)，配合縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的切削。該閘刀鋸作業(yè)對(duì)象廣泛，可以對(duì)2~32in的海底輸油管道切斷作業(yè)，是目前最先進(jìn)的閘刀鋸。圖1.5為Wachs公司的金剛石繩鋸機(jī)，其采用張緊的金剛石鏈鋸循環(huán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的切斷作業(yè)[21]。圖1.2Proserv公司的外涂層去除機(jī)具圖1.3Proserv公司的外涂層去除機(jī)具工作原理圖1.4Wachs公司的閘刀鋸圖1.5Wachs公司的金剛石繩鋸機(jī)（3）倒角機(jī)具在完成對(duì)管道的切斷作業(yè)后，管道端面的加工質(zhì)量對(duì)后續(xù)修復(fù)有著重要影響，尤其是端面的毛刺等問題，會(huì)為后期修復(fù)增加難度。因此，在切斷作業(yè)后，往往需要對(duì)加工端面進(jìn)行倒角處理。圖1.6為Wachs公司推出的爬管式坡口機(jī)，該公司共推出了氣動(dòng)式和液壓式兩種爬管式坡口機(jī)[18]-[20]。坡口機(jī)通過鏈條固定在管道上，并可通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)具本體繞管道運(yùn)行一周，完成外倒角工作。該機(jī)具倒角時(shí)采用銑削的方式對(duì)管道進(jìn)行外倒角作業(yè)。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2930372