海底柔性管道铺设系统滚筒驱动试验样机研制与试验研究
发布时间：2020-11-20 04:39
滚筒驱动装置是海底管道铺设系统中不可缺少的装备，尤其是在柔性管道铺设作业中起着至关重要的作用。论文以科研项目深水柔性管滚筒驱动装置研制为依托，在调研国内外研究现状的基础上，针对海底柔性管道铺设系统滚筒驱动装置进行分析和研究，完成试验样机的研制和试验。 依据管道铺设的功能要求及性能参数，提出了试验样机的整体方案设计，阐述了机械系统结构设计方案。在机械本体结构设计中，主要对负载模拟系统和试验样机传动系统进行了详细设计，重点论述了其功能特点。运用SIEMENSNX6.0软件高级仿真模块对机架的模态进行了分析，得到前6阶固有频率及对应的振型。模态分析结果表明机架能满足强度要求，在样机现场试验中得到了验证， 设计了试验样机的驱动系统和负载模拟的液压系统，分别对它们的液压原理和三种不同的作业工况进行论述。通过对管道作业进行分析和计算，确定了液压系统主要参数。选择了双向比例变量柱塞马达、单向比例变量柱塞泵、定量柱塞泵和绞车等主要液压元件。建立了驱动系统的数学模型，针对速度增益、液压系统固有频率和液压阻尼比等三个主要影响系统动态特性的因素进行了分析。 阐述了试验样机驱动装置的速度及张力控制系统，设计了控制系统的总体方案，完成了硬件平台的搭建。确定了程序流程，采用LabVIEW软件工具设计了手动和自动测控程序，其中包括速度及张力调节、存储显示和数据采集等模块。 通过对驱动系统的速度及张力调节功能进行现场试验，得到了驱动装置作业速度与柔性管道的张力变化曲线，对试验结果进行了研究和分析，结果表明该驱动装置满足柔性管道铺设的作业要求。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P756.2
【部分图文】：
海 底 柔 性 管 是 一 种 复 合 管 线 ， 由 各 种 功 能 层 组 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 学 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安装 方 便 ，可 以 重复 利用 。传 统 上采 用 的钢 管加 配 重 如 混凝 土 作 为 海底 输 油 线 ，它 的 耐腐 蚀 性 和抗 疲 劳破 坏性 较 差 ， 并且 还 不 能 回收 利 用 ，造 成 资 源 的浪 费 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代传 统 钢质 海 底输 油 管道 。 柔 性 管 的 铺 设 可 以 分 为 许 多 种 。 柔 性 管 的 铺 设 技 术 主 要 采 用 Fl e x- La y 铺 管 方 式 、e e l -L a y 铺管 方 式 和 M ul ti - La y 铺管 方 式等 三 种 铺设 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 铺 管方 式 这种 铺 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的铺 设 ， 其特 点 是 管 道的 安 装 和直 线 恢 复 结构 较 为 单 ， 并 且 柔性 管 不易 发 生疲 劳 损伤 。如 图 1. 1 所示 ，F l e x- La y 铺管 系统 除 了柔 性 管 储 装 置之 外 ，还 有 一 个垂 直 的斜 坡结 构 。 这 个斜 坡 结构 上至 少 有 一 个张 紧 器， 用 于 对 管 进 行拉 紧 。一 般 情 况下 ， 斜 坡 结构 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 据 需 要安 装 一 角 度调 节 机构 来 对 其 铺设 角 度 进 行调 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圆 盘 或 筐 里。 铺 设时 通 过 斜坡 机 构机 构的 弯 曲 作 和张 紧 器的 引导 作 用 ，进 入 到 海 底 。该 铺 设 式 的 缺 点是 不 能进 行 刚 性管 铺 设 [1 4, 1 5 ]。
海 底 柔 性 管 是 一 种 复 合 管 线 ， 由 各 种 功 能 层 组 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 学 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安装 方 便 ，可 以 重复 利用 。传 统 上采 用 的钢 管加 配 重 如 混凝 土 作 为 海底 输 油 线 ，它 的 耐腐 蚀 性 和抗 疲 劳破 坏性 较 差 ， 并且 还 不 能 回收 利 用 ，造 成 资 源 的浪 费 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代传 统 钢质 海 底输 油 管道 。 柔 性 管 的 铺 设 可 以 分 为 许 多 种 。 柔 性 管 的 铺 设 技 术 主 要 采 用 Fl e x- La y 铺 管 方 式 、e e l -L a y 铺管 方 式 和 M ul ti - La y 铺管 方 式等 三 种 铺设 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 铺 管方 式 这种 铺 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的铺 设 ， 其特 点 是 管 道的 安 装 和直 线 恢 复 结构 较 为 单 ， 并 且 柔性 管 不易 发 生疲 劳 损伤 。如 图 1. 1 所示 ，F l e x- La y 铺管 系统 除 了柔 性 管 储 装 置之 外 ，还 有 一 个垂 直 的斜 坡结 构 。 这 个斜 坡 结构 上至 少 有 一 个张 紧 器， 用 于 对 管 进 行拉 紧 。一 般 情 况下 ， 斜 坡 结构 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 据 需 要安 装 一 角 度调 节 机构 来 对 其 铺设 角 度 进 行调 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圆 盘 或 筐 里。 铺 设时 通 过 斜坡 机 构机 构的 弯 曲 作 和张 紧 器的 引导 作 用 ，进 入 到 海 底 。该 铺 设 式 的 缺 点是 不 能进 行 刚 性管 铺 设 [1 4, 1 5 ]。
第 1 章 绪论 方 式 以 用于 柔性 管 的铺 设 和硬 管 的铺 设 [1 8 ]。如 图 1进 行 Fl e x- La y 铺 管、 Re e l - La y 铺管 同时 还 可以 之 处 在 于 它 的 设 计 包 括 可 以 伸 缩 自 如 的 紧以 较 为 灵活 地 进行 铺 管 作业 。
【引证文献】
本文编号：2890962
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P756.2
【部分图文】：
海 底 柔 性 管 是 一 种 复 合 管 线 ， 由 各 种 功 能 层 组 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 学 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安装 方 便 ，可 以 重复 利用 。传 统 上采 用 的钢 管加 配 重 如 混凝 土 作 为 海底 输 油 线 ，它 的 耐腐 蚀 性 和抗 疲 劳破 坏性 较 差 ， 并且 还 不 能 回收 利 用 ，造 成 资 源 的浪 费 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代传 统 钢质 海 底输 油 管道 。 柔 性 管 的 铺 设 可 以 分 为 许 多 种 。 柔 性 管 的 铺 设 技 术 主 要 采 用 Fl e x- La y 铺 管 方 式 、e e l -L a y 铺管 方 式 和 M ul ti - La y 铺管 方 式等 三 种 铺设 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 铺 管方 式 这种 铺 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的铺 设 ， 其特 点 是 管 道的 安 装 和直 线 恢 复 结构 较 为 单 ， 并 且 柔性 管 不易 发 生疲 劳 损伤 。如 图 1. 1 所示 ，F l e x- La y 铺管 系统 除 了柔 性 管 储 装 置之 外 ，还 有 一 个垂 直 的斜 坡结 构 。 这 个斜 坡 结构 上至 少 有 一 个张 紧 器， 用 于 对 管 进 行拉 紧 。一 般 情 况下 ， 斜 坡 结构 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 据 需 要安 装 一 角 度调 节 机构 来 对 其 铺设 角 度 进 行调 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圆 盘 或 筐 里。 铺 设时 通 过 斜坡 机 构机 构的 弯 曲 作 和张 紧 器的 引导 作 用 ，进 入 到 海 底 。该 铺 设 式 的 缺 点是 不 能进 行 刚 性管 铺 设 [1 4, 1 5 ]。
海 底 柔 性 管 是 一 种 复 合 管 线 ， 由 各 种 功 能 层 组 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 学 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安装 方 便 ，可 以 重复 利用 。传 统 上采 用 的钢 管加 配 重 如 混凝 土 作 为 海底 输 油 线 ，它 的 耐腐 蚀 性 和抗 疲 劳破 坏性 较 差 ， 并且 还 不 能 回收 利 用 ，造 成 资 源 的浪 费 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代传 统 钢质 海 底输 油 管道 。 柔 性 管 的 铺 设 可 以 分 为 许 多 种 。 柔 性 管 的 铺 设 技 术 主 要 采 用 Fl e x- La y 铺 管 方 式 、e e l -L a y 铺管 方 式 和 M ul ti - La y 铺管 方 式等 三 种 铺设 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 铺 管方 式 这种 铺 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的铺 设 ， 其特 点 是 管 道的 安 装 和直 线 恢 复 结构 较 为 单 ， 并 且 柔性 管 不易 发 生疲 劳 损伤 。如 图 1. 1 所示 ，F l e x- La y 铺管 系统 除 了柔 性 管 储 装 置之 外 ，还 有 一 个垂 直 的斜 坡结 构 。 这 个斜 坡 结构 上至 少 有 一 个张 紧 器， 用 于 对 管 进 行拉 紧 。一 般 情 况下 ， 斜 坡 结构 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 据 需 要安 装 一 角 度调 节 机构 来 对 其 铺设 角 度 进 行调 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圆 盘 或 筐 里。 铺 设时 通 过 斜坡 机 构机 构的 弯 曲 作 和张 紧 器的 引导 作 用 ，进 入 到 海 底 。该 铺 设 式 的 缺 点是 不 能进 行 刚 性管 铺 设 [1 4, 1 5 ]。
第 1 章 绪论 方 式 以 用于 柔性 管 的铺 设 和硬 管 的铺 设 [1 8 ]。如 图 1进 行 Fl e x- La y 铺 管、 Re e l - La y 铺管 同时 还 可以 之 处 在 于 它 的 设 计 包 括 可 以 伸 缩 自 如 的 紧以 较 为 灵活 地 进行 铺 管 作业 。
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 谷凡;海底输油软管力学响应研究[D];大连理工大学;2009年
本文编号：2890962
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2890962.html
