新型水下法蘭連接機(jī)具試驗(yàn)樣機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)海洋石油工業(yè)逐漸從淺水區(qū)域向深海發(fā)展,迫切需要用于海底管道連接的自動(dòng)連接設(shè)備。水下法蘭連接機(jī)具是海底管道連接設(shè)備中的核心設(shè)備,主要用于連接管道法蘭。本課題源自國(guó)家“863”項(xiàng)目“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”子課題“深水海管水下回接技術(shù)及AUT檢驗(yàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化技術(shù)研究”(課題編號(hào):2006AA09A105-4)。本論文研究的主要內(nèi)容是完成新型水下法蘭連接機(jī)具試驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)分析。
　　 首先,論文介紹了水下法蘭連接機(jī)具的國(guó)內(nèi)

2、外發(fā)展概況,根據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)具的相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)水下法蘭連接機(jī)具第二代虛擬樣機(jī)的分析,深入研究液壓拉伸法對(duì)法蘭螺栓進(jìn)行拉伸預(yù)緊的基本原理,按照ASME規(guī)范新方法對(duì)螺栓預(yù)緊力進(jìn)行分析、計(jì)算,結(jié)合水下法蘭連接機(jī)具的工作環(huán)境和技術(shù)要求,提出了新型水下法蘭連接機(jī)具試驗(yàn)樣機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。
　　 其次,根據(jù)新型水下法蘭連接機(jī)具試驗(yàn)樣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案,對(duì)其螺栓庫(kù)、螺母庫(kù)及螺栓拉伸機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)地分析與三維設(shè)計(jì),同時(shí)完成關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與

3、剛度分析,通過虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性;重點(diǎn)對(duì)螺母引入結(jié)構(gòu)進(jìn)行原理分析,并運(yùn)用仿真軟件對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,通過螺母引入結(jié)構(gòu)樣機(jī)試驗(yàn),驗(yàn)證螺母引入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性;在法蘭連接機(jī)具庫(kù)體開合結(jié)構(gòu)原理分析和動(dòng)力學(xué)仿真的基礎(chǔ)上,對(duì)庫(kù)體的開合結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 最后,對(duì)處于預(yù)緊狀態(tài)和壓力試驗(yàn)狀態(tài)下的法蘭連接系統(tǒng),分別進(jìn)行緊密性分析、可靠度分析與強(qiáng)度分析,研究法蘭連接系統(tǒng)的密封性能以及預(yù)緊力和管道內(nèi)壓對(duì)法蘭密封性能的影響。