水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制

水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制

论文摘要

随着我国海洋石油工业高速高效的发展,新开发的海上油气田逐年增多,由于各种原因相继出现海底管道损坏事故。海底管道修复工作刻不容缓,应采取合理的维修方法和必备的维修设备。本课题的研究工作是结合“863”计划中“水下专用作业机具设备”子课题开展的。在海底油气管道维修过程中,针对海底作业工况和油气管道的特殊结构采用水下金刚石绳锯机完成管道切割作业。本课题主要任务是进行水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制。 本文介绍了国内外水下作业工具、水下作业系统、常用的水下切割方法和管道切割的发展现状,归纳和总结了国内外金刚石绳锯机的发展状况,提出了采用水下金刚石绳锯机进行海底油气管道切割的思路。 通过对课题的应用背景及国外金刚石绳锯机在海底油气管道切割领域实际应用的分析研究,确定了水下金刚石绳锯机的总体方案,并对零部件进行了分析和设计。分析了海水腐蚀的因素和形式,针对海水中作业工况提出了水下金刚石绳锯机工程样机防腐和密封方法和措施。 确定了串珠绳张力传感器的主要结构形式,分析了传感器测定原理和性能指标,在此基础上研制出了一种新型动静态串珠绳张力检测系统。解决了串珠绳张力检测系统中传感器安装、信号传输、张力状态显示等一系列关键技术。对“三点弯曲法”测量串珠绳张力进行了理论探讨,在考虑串珠绳抗弯刚度对串珠绳张力的影响情况下,得出了串珠绳静张力和动张力的数学模型。分析了用于绳锯机进给位移检测的静磁栅直线位移传感器的工作原理和技术特点,确定了绳锯机静磁栅直线位移传感器的技术参数。 分析了手动液压控制系统的工作原理,介绍了系统的组成、液压动力源和液压控制油路系统的工作过程和操作使用方法。为了提高控制系统的自动化水平和控制精度将液压伺服阀引入液压控制系统,建立了绳锯机切割进给速度液压伺服控制系统,阐明了液压伺服阀控系统的工作原理,建立了液压伺服阀控速度控制系统模型,并进行了液压伺服系统频率特性仿真和分析。 结合试验研究了金刚石串珠绳的磨削机理。分析了金刚石串珠绳微观磨损形态和特性。针对海底油气管道切割定量地分析了串珠的磨损过程和规律。通过试验得到了串珠绳的耐磨损率与切割工艺参数的关系。定性分析了

论文目录

  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的来源、目的及意义
  • 1.2 国内外水下作业工具及水下作业系统的发展
  • 1.2.1 国外水下作业工具及作业系统的发展
  • 1.2.2 国内水下作业工具及作业系统的发展
  • 1.3 常用的水下切割方法和管道切割的发展
  • 1.3.1 常用的水下切割方法
  • 1.3.2 管道切割机的发展现状
  • 1.4 国内外金刚石绳锯机的发展状况
  • 1.4.1 国外金刚石绳锯机的发展状况
  • 1.4.2 国内金刚石绳锯机的研究发展现状
  • 1.5 论文研究的主要内容
  • 第2章 水下金刚石绳锯机方案确定与分析设计
  • 2.1 国外金刚石绳锯机水下作业方案
  • 2.1.1 用于切割海管的国外金刚石绳锯机
  • 2.1.2 用于切割海管的国外金刚石绳锯机方案分析
  • 2.2 水下金刚石绳锯机总体设计
  • 2.2.1 水下金刚石绳锯机设计的技术要求
  • 2.2.2 绳锯机总体方案一
  • 2.2.3 绳锯机方案一中的主要零部件结构设计和分析
  • 2.2.4 绳锯机总体方案二
  • 2.2.5 绳锯机方案二中的主要零部件结构设计和分析
  • 2.3 水下金刚石绳锯机的防腐和密封
  • 2.3.1 海水腐蚀的因素和形式以及绳锯机的防腐
  • 2.3.2 水下金刚石绳锯机的密封
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 绳锯机检测系统的设计与理论
  • 3.1 串珠绳张力检测系统
  • 3.1.1 传感器的工作原理
  • 3.1.2 传感器的设计计算
  • 3.1.3 传感器的标定和性能指标
  • 3.1.4 张力检测装置
  • 3.1.5 串珠绳张力检测系统的特点
  • 3.2 “三点弯曲法”测量串珠绳张力的理论探讨
  • T的理论分析'>3.2.1 测量串珠绳静张力FT的理论分析
  • T的理论分析'>3.2.2 测量串珠绳动张力FT的理论分析
  • 3.3 绳锯机的进给位移检测
  • 3.3.1 静磁栅直线位移传感器的工作原理
  • 3.3.2 静磁栅直线位移传感器的技术特点
  • 3.3.3 绳锯机静磁栅直线位移传感器的技术参数
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 绳锯机液压控制系统研究
  • 4.1 绳锯机手动液压控制系统
  • 4.1.1 手动液压控制系统的组成
  • 4.1.2 液压源油路系统
  • 4.1.3 液压源电气控制系统
  • 4.1.4 液压源操作使用方法
  • 4.1.5 液压控制油路系统
  • 4.2 液压伺服控制系统的研究
  • 4.2.1 液压伺服阀控速度系统的工作原理
  • 4.2.2 液压伺服阀控速度系统模型建立
  • 4.2.3 液压伺服阀控速度系统模型参数的计算
  • 4.2.4 液压伺服阀控速度系统特性仿真和分析
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 金刚石串珠绳的磨削与磨损机理研究
  • 5.1 金刚石串珠绳
  • 5.1.1 串珠绳的结构
  • 5.1.2 金刚石串珠绳的类型
  • 5.1.3 常用串珠绳的尺寸和使用技术参数
  • 5.2 金刚石串珠绳的磨削机理
  • 5.3 金刚石串珠绳的磨损
  • 5.3.1 金刚石串珠绳磨损的形态
  • 5.3.2 金刚石串珠绳的微观磨损
  • 5.3.3 金刚石串珠绳微观磨损的特性
  • 5.3.4 金刚石串珠绳的宏观磨损
  • 5.4 串珠绳磨削加工表面质量分析
  • 5.4.1 磨削加工表面粗糙度和波度
  • 5.4.2 磨削加工表面冷作硬化
  • 5.4.3 磨削加工表面层的金相组织变化
  • 5.4.4 磨削加工表面层残余应力
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 水下金刚石绳锯机的试验及数据分析
  • 6.1 水下金刚石绳锯机工程样机试验系统
  • 6.1.1 试验平台
  • 6.1.2 水下金刚石绳锯机工程样机
  • 6.1.3 液压系统
  • 6.1.4 检测系统
  • 6.1.5 金刚石串珠绳和附件
  • 6.1.6 单层海底油气管道、钢管
  • 6.1.7 电源配电箱
  • 6.2 水下金刚石绳锯机的试验过程
  • 6.3 单层海底油气管道的切割试验研究
  • 6.3.1 串珠绳切割管道钢管部分的面积和切口宽度分析
  • 6.3.2 单层海底油气管道的切割试验
  • 6.3.3 切割工艺参数中单因素对切削力的影响
  • 6.3.4 绳锯机切削力数学模型的建立
  • 6.4 钢管的切割试验
  • 6.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 个人简历
  • 相关论文文献

    • [1].金刚石绳锯机设计[J]. 机械设计 2020(03)
    • [2].水下金刚石绳锯机获得实用新型专利[J]. 石材 2014(11)
    • [3].水下金刚石绳锯机监测与控制系统的设计[J]. 微计算机信息 2010(16)
    • [4].水下金刚石绳锯机切割管道特性参数研究[J]. 机床与液压 2018(11)
    • [5].V360变频器在金刚石绳锯机上的应用[J]. 变频器世界 2014(03)
    • [6].一种金刚石绳锯机获得专利[J]. 石材 2014(11)
    • [7].水下金刚石绳锯机切割动力学特性研究[J]. 机床与液压 2018(13)
    • [8].鄯善石材鄯善红花岗岩金刚石绳锯机开采[J]. 超硬材料工程 2011(01)
    • [9].科特机械:“数控金刚石绳锯机”项目圆满完成[J]. 超硬材料工程 2009(06)
    • [10].回转支承在金刚石绳锯机上的运用[J]. 超硬材料工程 2012(04)
    • [11].VOPEN-307H绳锯切割法在桥涵拆除中的应用[J]. 天津科技 2016(01)
    • [12].金刚石绳锯机切削海底管道切削效率试验[J]. 哈尔滨工程大学学报 2015(01)
    • [13].水下金刚石绳锯机张紧装置的研究[J]. 机械工程师 2015(11)
    • [14].水下金刚石绳锯机监测系统设计[J]. 应用科技 2019(06)
    • [15].金刚石绳锯机切割拆除工艺在沈铁高速公路改扩建项目中的应用[J]. 北方交通 2017(04)
    • [16].金刚石绳锯样机研制及试验分析[J]. 机床与液压 2009(03)
    • [17].海洋废弃平台桩基拆除切割方法的研究和发展[J]. 机械设计与制造 2011(06)

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