深水螺栓法蘭自動連接機(jī)具系統(tǒng)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)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(shè)的重要組成部分則需要一套自動連接設(shè)備，深水螺栓法蘭自動連接機(jī)具是海底管道對接的核心機(jī)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(jī)具設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究”的子課題“螺栓法蘭式連接系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究”項目，要求設(shè)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(jìn)而提高我國在深海油氣開發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)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(jī)具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，根據(jù)法蘭連接的技術(shù)要求和相應(yīng)的參數(shù)確定，結(jié)合第一臺陸上樣機(jī)的實驗收獲做出了機(jī)具的總體設(shè)計。對螺栓庫、螺母庫及拉伸器庫等模塊進(jìn)行詳細(xì)的分析和三維設(shè)計，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)設(shè)計闡述了法蘭連接機(jī)具的作業(yè)流程。
　　根據(jù)深水螺栓法蘭自動連接機(jī)具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，對其關(guān)鍵部件進(jìn)行力學(xué)分析。對運動支撐機(jī)構(gòu)的周向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和軸向推進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，并對液壓缸及液壓馬達(dá)進(jìn)行選型；此外還對卡爪機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分

3、析以及對機(jī)具的重要部件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核，保證結(jié)構(gòu)的合理性和可靠性。
　　結(jié)合工作要求和復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，設(shè)計了一套螺栓引入螺母機(jī)構(gòu)，對螺栓引入螺母的運動過程進(jìn)行分析并結(jié)合運動過程涉及的問題建立數(shù)學(xué)模型，運用ADAMS動力學(xué)仿真軟件對其作業(yè)過程進(jìn)行動力學(xué)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(jī)構(gòu)進(jìn)行樣機(jī)試驗，通過實驗結(jié)論得到結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　針對螺母旋入螺栓的同步性