多功能维修机具水下作业分析及控制系统研究
发布时间：2020-12-21 19:31
海底管道多功能维修机具作为重要的海底管道维修设备之一,能够有效对破损的海底输油管道进行打磨、切断、倒角等多种维修作业,从而减少原油泄漏,降低环境污染和经济损失,因此对海洋管道多功能维修机具研究显得尤为重要。本文主要针对多功能维修机具的水下爬行稳定性、加工过程以及水下控制系统进行了研究。对多功能维修机具在水下爬行时的稳定性展开研究,综合分析机具在水下受到的重力、浮力、洋流力等外力,建立机具爬行时的受力模型;求得机具所受到的合外力和外力矩,以及多功能维修机具夹紧时夹持机构能提供的轴向摩擦力与周向摩擦力矩,得出机具爬行的稳定性方程。通过对该方程进行分析,得出机具爬行稳定性与作业管道管径正相关的结论;并对稳定性最低的情况进行理论计算,此时机具不会发生轴向位移与周向倾覆;即多功能维修机具在水下爬行时始终能够保持其稳定性。通过ABAQUS对夹紧后的系统进行仿真分析,夹具与管道之间未发生相对位移,验证了理论模型计算的正确性。对刀具切削刃进行离散,取其中一微元研究,通过建立刀具切削时的斜角切削空间模型,求出等效切削平面;利用材料切削时的J-C本构方程求解切削作业时工件中的应力分布及形变区的温度分布,对...
【文章来源】： 赵国波 哈尔滨工程大学
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“海洋石油981”深水半潜式钻井平台
3是维修中最基本的作业，各公司都有自己的切断作业机具。从作业原理上来说，切断机具一般采用铣削、锯削以及磨削等切削方式。图1.4为Wachs公司的闸刀锯，该机具以锯刀的左右往复运动作为主切削运动，配合纵向进给运动实现对管道的切削。该闸刀锯作业对象广泛，可以对2~32in的海底输油管道切断作业，是目前最先进的闸刀锯。图1.5为Wachs公司的金刚石绳锯机，其采用张紧的金刚石链锯循环运动，实现对管道的切断作业[21]。图1.2Proserv公司的外涂层去除机具图1.3Proserv公司的外涂层去除机具工作原理图1.4Wachs公司的闸刀锯图1.5Wachs公司的金刚石绳锯机（3）倒角机具在完成对管道的切断作业后，管道端面的加工质量对后续修复有着重要影响，尤其是端面的毛刺等问题，会为后期修复增加难度。因此，在切断作业后，往往需要对加工端面进行倒角处理。图1.6为Wachs公司推出的爬管式坡口机，该公司共推出了气动式和液压式两种爬管式坡口机[18]-[20]。坡口机通过链条固定在管道上，并可通过驱动机构带动机具本体绕管道运行一周，完成外倒角工作。该机具倒角时采用铣削的方式对管道进行外倒角作业。
3是维修中最基本的作业，各公司都有自己的切断作业机具。从作业原理上来说，切断机具一般采用铣削、锯削以及磨削等切削方式。图1.4为Wachs公司的闸刀锯，该机具以锯刀的左右往复运动作为主切削运动，配合纵向进给运动实现对管道的切削。该闸刀锯作业对象广泛，可以对2~32in的海底输油管道切断作业，是目前最先进的闸刀锯。图1.5为Wachs公司的金刚石绳锯机，其采用张紧的金刚石链锯循环运动，实现对管道的切断作业[21]。图1.2Proserv公司的外涂层去除机具图1.3Proserv公司的外涂层去除机具工作原理图1.4Wachs公司的闸刀锯图1.5Wachs公司的金刚石绳锯机（3）倒角机具在完成对管道的切断作业后，管道端面的加工质量对后续修复有着重要影响，尤其是端面的毛刺等问题，会为后期修复增加难度。因此，在切断作业后，往往需要对加工端面进行倒角处理。图1.6为Wachs公司推出的爬管式坡口机，该公司共推出了气动式和液压式两种爬管式坡口机[18]-[20]。坡口机通过链条固定在管道上，并可通过驱动机构带动机具本体绕管道运行一周，完成外倒角工作。该机具倒角时采用铣削的方式对管道进行外倒角作业。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下采油树电液复合控制系统设计[J]. 张长齐,黄鲁蒙,李富平,张彦廷. 石油矿场机械. 2017(05)
[2]基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析[J]. 黄贤振,曹辉,张义民. 东北大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]液压支架电液控制系统PLC控制的程序设计[J]. 李秋生,牛晓明. 煤矿机械. 2014(10)
[4]S7-200PLC编程软件的使用[J]. 张国勋. 黑龙江科技信息. 2013(26)
[5]基于有限元法的金属切削机理研究[J]. 薛建勋. 机械制造与自动化. 2013(02)
[6]PLC在油田控制系统中的选型与应用[J]. 庄文浩. 仪器仪表用户. 2013(02)
[7]斜井射孔完井出砂预测模型的建立及应用[J]. 任宜伟,谢双喜,陈舟圣,崔刚,胡云亭,冯毅. 石油钻采工艺. 2012(S1)
[8]深水流速剖面对隔水管横向载荷的影响[J]. 幸雪松,闫伟,邓金根,张春阳. 石油工程建设. 2012(04)
[9]水电厂电阻测温的抗干扰探讨[J]. 张家治. 水电自动化与大坝监测. 2012(03)
[10]基于光纤的开放式架构水下生产控制系统研究及应用[J]. 刘太元,郭宏,闫嘉钰. 化工自动化及仪表. 2012(02)
博士论文
[1]金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究[D]. 张永锐.哈尔滨工程大学 2014
[2]不锈钢加工中切削力分析预测研究[D]. 李炳林.华中科技大学 2012
[3]基于IEC 61850和MMS的网络化电力远动通信的研究[D]. 王德文.华北电力大学（河北） 2009
[4]小型浅水域水下自航行器系统设计与试验研究[D]. 温秉权.天津大学 2005
硕士论文
[1]水下金刚石绳锯机机械本体设计及切削性能研究[D]. 刘磊.哈尔滨工程大学 2015
[2]不锈钢切削加工过程宏介观模拟[D]. 刘东旭.燕山大学 2014
[3]水下管道维修作业机具液压控制系统研究[D]. 屈慧刚.哈尔滨工程大学 2014
[4]基于不等分剪切区的Merchant切削模型的研究与应用[D]. 刘传江.华中科技大学 2013
[5]海底管道维修机具的力学分析及仿真研究[D]. 高爽.哈尔滨工程大学 2013
[6]浅海不停输带压开孔机的设计研究[D]. 陈彩芹.中国石油大学（华东） 2012
[7]海上石油钻井平台责任制度研究[D]. 陈怡.复旦大学 2012
[8]轴向车铣切削力的研究[D]. 刘欣.沈阳理工大学 2012
[9]ROV与水下作业机具液压管路对接装置的研究[D]. 李明.哈尔滨工程大学 2009
[10]切削加工热力耦合建模及其试验研究[D]. 张东进.上海交通大学 2008
本文编号：2930372
【文章来源】： 赵国波 哈尔滨工程大学
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“海洋石油981”深水半潜式钻井平台
3是维修中最基本的作业，各公司都有自己的切断作业机具。从作业原理上来说，切断机具一般采用铣削、锯削以及磨削等切削方式。图1.4为Wachs公司的闸刀锯，该机具以锯刀的左右往复运动作为主切削运动，配合纵向进给运动实现对管道的切削。该闸刀锯作业对象广泛，可以对2~32in的海底输油管道切断作业，是目前最先进的闸刀锯。图1.5为Wachs公司的金刚石绳锯机，其采用张紧的金刚石链锯循环运动，实现对管道的切断作业[21]。图1.2Proserv公司的外涂层去除机具图1.3Proserv公司的外涂层去除机具工作原理图1.4Wachs公司的闸刀锯图1.5Wachs公司的金刚石绳锯机（3）倒角机具在完成对管道的切断作业后，管道端面的加工质量对后续修复有着重要影响，尤其是端面的毛刺等问题，会为后期修复增加难度。因此，在切断作业后，往往需要对加工端面进行倒角处理。图1.6为Wachs公司推出的爬管式坡口机，该公司共推出了气动式和液压式两种爬管式坡口机[18]-[20]。坡口机通过链条固定在管道上，并可通过驱动机构带动机具本体绕管道运行一周，完成外倒角工作。该机具倒角时采用铣削的方式对管道进行外倒角作业。
3是维修中最基本的作业，各公司都有自己的切断作业机具。从作业原理上来说，切断机具一般采用铣削、锯削以及磨削等切削方式。图1.4为Wachs公司的闸刀锯，该机具以锯刀的左右往复运动作为主切削运动，配合纵向进给运动实现对管道的切削。该闸刀锯作业对象广泛，可以对2~32in的海底输油管道切断作业，是目前最先进的闸刀锯。图1.5为Wachs公司的金刚石绳锯机，其采用张紧的金刚石链锯循环运动，实现对管道的切断作业[21]。图1.2Proserv公司的外涂层去除机具图1.3Proserv公司的外涂层去除机具工作原理图1.4Wachs公司的闸刀锯图1.5Wachs公司的金刚石绳锯机（3）倒角机具在完成对管道的切断作业后，管道端面的加工质量对后续修复有着重要影响，尤其是端面的毛刺等问题，会为后期修复增加难度。因此，在切断作业后，往往需要对加工端面进行倒角处理。图1.6为Wachs公司推出的爬管式坡口机，该公司共推出了气动式和液压式两种爬管式坡口机[18]-[20]。坡口机通过链条固定在管道上，并可通过驱动机构带动机具本体绕管道运行一周，完成外倒角工作。该机具倒角时采用铣削的方式对管道进行外倒角作业。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下采油树电液复合控制系统设计[J]. 张长齐,黄鲁蒙,李富平,张彦廷. 石油矿场机械. 2017(05)
[2]基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析[J]. 黄贤振,曹辉,张义民. 东北大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]液压支架电液控制系统PLC控制的程序设计[J]. 李秋生,牛晓明. 煤矿机械. 2014(10)
[4]S7-200PLC编程软件的使用[J]. 张国勋. 黑龙江科技信息. 2013(26)
[5]基于有限元法的金属切削机理研究[J]. 薛建勋. 机械制造与自动化. 2013(02)
[6]PLC在油田控制系统中的选型与应用[J]. 庄文浩. 仪器仪表用户. 2013(02)
[7]斜井射孔完井出砂预测模型的建立及应用[J]. 任宜伟,谢双喜,陈舟圣,崔刚,胡云亭,冯毅. 石油钻采工艺. 2012(S1)
[8]深水流速剖面对隔水管横向载荷的影响[J]. 幸雪松,闫伟,邓金根,张春阳. 石油工程建设. 2012(04)
[9]水电厂电阻测温的抗干扰探讨[J]. 张家治. 水电自动化与大坝监测. 2012(03)
[10]基于光纤的开放式架构水下生产控制系统研究及应用[J]. 刘太元,郭宏,闫嘉钰. 化工自动化及仪表. 2012(02)
博士论文
[1]金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究[D]. 张永锐.哈尔滨工程大学 2014
[2]不锈钢加工中切削力分析预测研究[D]. 李炳林.华中科技大学 2012
[3]基于IEC 61850和MMS的网络化电力远动通信的研究[D]. 王德文.华北电力大学（河北） 2009
[4]小型浅水域水下自航行器系统设计与试验研究[D]. 温秉权.天津大学 2005
硕士论文
[1]水下金刚石绳锯机机械本体设计及切削性能研究[D]. 刘磊.哈尔滨工程大学 2015
[2]不锈钢切削加工过程宏介观模拟[D]. 刘东旭.燕山大学 2014
[3]水下管道维修作业机具液压控制系统研究[D]. 屈慧刚.哈尔滨工程大学 2014
[4]基于不等分剪切区的Merchant切削模型的研究与应用[D]. 刘传江.华中科技大学 2013
[5]海底管道维修机具的力学分析及仿真研究[D]. 高爽.哈尔滨工程大学 2013
[6]浅海不停输带压开孔机的设计研究[D]. 陈彩芹.中国石油大学（华东） 2012
[7]海上石油钻井平台责任制度研究[D]. 陈怡.复旦大学 2012
[8]轴向车铣切削力的研究[D]. 刘欣.沈阳理工大学 2012
[9]ROV与水下作业机具液压管路对接装置的研究[D]. 李明.哈尔滨工程大学 2009
[10]切削加工热力耦合建模及其试验研究[D]. 张东进.上海交通大学 2008
本文编号：2930372
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2930372.html
