新型水下法蘭連接機具試驗樣機關鍵技術研究.pdf

1、隨著我國海洋石油工業(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連接設備。水下法蘭連接機具是海底管道連接設備中的核心設備,主要用于連接管道法蘭。本課題源自國家“863”項目“深水海底管道鋪設技術”子課題“深水海管水下回接技術及AUT檢驗設備國產(chǎn)化技術研究”(課題編號:2006AA09A105-4)。本論文研究的主要內容是完成新型水下法蘭連接機具試驗樣機設計及相關技術分析。
　　 首先,論文介紹了水下法蘭連接機具的國內

2、外發(fā)展概況,根據(jù)國內外機具的相關技術和經(jīng)驗,通過對水下法蘭連接機具第二代虛擬樣機的分析,深入研究液壓拉伸法對法蘭螺栓進行拉伸預緊的基本原理,按照ASME規(guī)范新方法對螺栓預緊力進行分析、計算,結合水下法蘭連接機具的工作環(huán)境和技術要求,提出了新型水下法蘭連接機具試驗樣機的總體設計方案。
　　 其次,根據(jù)新型水下法蘭連接機具試驗樣機的總體結構方案,對其螺栓庫、螺母庫及螺栓拉伸機構進行詳細地分析與三維設計,同時完成關鍵零部件的結構強度與

3、剛度分析,通過虛擬裝配和運動仿真驗證結構設計的合理性;重點對螺母引入結構進行原理分析,并運用仿真軟件對其進行運動學仿真,通過螺母引入結構樣機試驗,驗證螺母引入結構設計的可行性;在法蘭連接機具庫體開合結構原理分析和動力學仿真的基礎上,對庫體的開合結構進行優(yōu)化設計。
　　 最后,對處于預緊狀態(tài)和壓力試驗狀態(tài)下的法蘭連接系統(tǒng),分別進行緊密性分析、可靠度分析與強度分析,研究法蘭連接系統(tǒng)的密封性能以及預緊力和管道內壓對法蘭密封性能的影響。