水下高壓射流噴嘴仿真分析與搭載機(jī)具設(shè)計(jì).pdf

1、使用高壓水磨料射流切割海底管道配重層機(jī)具的研究對(duì)于海洋石油工業(yè)有著重要的意義。與現(xiàn)有切割設(shè)備相比,磨料射流切割具有高效率、安全性好和故障率低等優(yōu)勢(shì)。目前一些國(guó)家已經(jīng)研制出系列化產(chǎn)品,并且已經(jīng)應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中十?dāng)?shù)年,但國(guó)內(nèi)研究較少,也沒(méi)有相應(yīng)的水下切割機(jī)具。
　　 本文的主要目的是研究設(shè)計(jì)一種可以在海底使用高壓水磨料射流切割海底管道混凝土配重層的搭載機(jī)具,并對(duì)用于水下切割的磨料噴嘴進(jìn)行了模擬仿真,對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化。課題研究的主

2、要方法和過(guò)程如下:
　　 分析了水下磨料射流切割混凝土和鋼絲網(wǎng)的方法,并對(duì)影響射流切割的主要參數(shù)進(jìn)行了分析計(jì)算,包括流體參數(shù)、靶距和工作參數(shù)等,為設(shè)計(jì)機(jī)具提供了理論依據(jù);通過(guò)CFD軟件對(duì)100m水深條件下,采用單因素法對(duì)噴嘴各個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行模擬仿真,綜合各個(gè)方面因素的影響,最終確定了淹沒(méi)條件下磨料噴嘴的結(jié)構(gòu)。
　　 分析水下高壓水磨料射流如何完成對(duì)海底管道混凝土配重層的切割。首先,在一定參數(shù)條件下,破碎混凝土;然后改變參

3、數(shù),對(duì)鋼絲網(wǎng)進(jìn)行剪切。
　　 高壓射流機(jī)具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。射流機(jī)具上布置有各種液壓控制和執(zhí)行元件,主體結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)部分組成:軸向行走機(jī)構(gòu)、環(huán)向行走機(jī)構(gòu)、高壓噴頭系統(tǒng)。綜合考慮各種要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種高壓水切割用磨料噴頭,并對(duì)一些尺寸參數(shù)進(jìn)行了分析。根據(jù)水下高壓水磨料射流切割機(jī)具的設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行了總體方案研究,提出了切割機(jī)具的總體設(shè)計(jì)方案,分析了工作原理。在總體方案的基礎(chǔ)上對(duì)主機(jī)機(jī)械、液壓系統(tǒng)進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì)。
　　 對(duì)高