海底挖溝機(jī)管道力學(xué)分析及調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、伴隨海洋能源的開發(fā)向深海不斷發(fā)展,海底石油管道成為石油資源從深海油田向大陸輸送的重要途徑,海底石油管道的安全問題日益彰顯?，F(xiàn)今保護(hù)海底管道的主流方法為后挖溝法,即海底管道鋪設(shè)完成后,沿管道挖掘出一定深度的溝槽并使管道落入其中,增加海底管道的穩(wěn)定性。海底犁式挖溝機(jī)作為一種結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、工況適應(yīng)性強(qiáng)的后挖溝設(shè)備具有廣闊的應(yīng)用前景。論文課題來源于海洋石油工程股份有限公司的“硬質(zhì)土挖溝技術(shù)與裝備研究”項目,目的是研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海

2、底犁式挖溝機(jī)。
　　海底犁式挖溝機(jī)的犁體一般設(shè)計為可開合的左右對稱的分體式結(jié)構(gòu),作業(yè)時左右犁,就位于海底管道上方;位于挖溝機(jī)首尾端的管道機(jī)械手抓取管道并提升至規(guī)定高度,置于導(dǎo)管架內(nèi),左右犁閉合,通過作業(yè)母船牽引進(jìn)行挖溝作業(yè)。管道機(jī)械手與導(dǎo)管架組成管道調(diào)整機(jī)構(gòu),在挖溝機(jī)就位時完成管道的抓取、釋放,在作業(yè)過程中實現(xiàn)挖溝機(jī)的導(dǎo)向,及對管道的保護(hù),在挖溝機(jī)的整個作業(yè)過程中僅有這部分結(jié)構(gòu)與管道發(fā)生直接接觸。挖溝機(jī)工作的前提是不允許對管道造成

3、機(jī)械破壞,因此對于在整個作業(yè)過程中管道受力狀態(tài)及其與管道調(diào)整裝置關(guān)系的研究具有重要的理論意義與應(yīng)用價值。
　　本論文對作業(yè)過程中管道受力狀態(tài)進(jìn)行了理論分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了挖溝機(jī)管道調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并進(jìn)行了試驗驗證。論文主要內(nèi)容如下:
　　根據(jù)海底挖溝機(jī)作業(yè)流程提出具有提升,導(dǎo)向功能的管道調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計方案。針對管道調(diào)整機(jī)構(gòu)抓取海底管道產(chǎn)生的懸跨段,建立海底管道懸跨段受力分析模型,使用有限元軟件計算海底管道受力,通過分析懸