海底油氣管道維修夾具設(shè)計(jì)

張樹(shù)麗，趙兵杰，繆燦亮，王同宇，李 濤

（1. 中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司，天津300457；2. 天津理工大學(xué)a. 天津市先進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b. 機(jī)電工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，天津 300384）

0 引 言

夾具維修技術(shù)可應(yīng)用于水管道、陸地油氣管道、海底油氣管道和化工廠化工介質(zhì)管道的維修工作中，主要用來(lái)應(yīng)對(duì)管道因局部受到機(jī)械破壞而泄漏、腐蝕穿孔泄漏、裂紋泄漏和壁厚變薄等狀況。根據(jù)工程實(shí)際需求情況，夾具可采用焊接方式與維修管道連接在一起，也可采用螺栓緊固方式安裝到管道維修部位。夾具維修技術(shù)工程應(yīng)用的總體成本較低，適用范圍較廣。

近年來(lái)，已有很多學(xué)者對(duì)夾具維修方案進(jìn)行研究，對(duì)機(jī)械夾具封堵的原理、特點(diǎn)及封堵施工步驟進(jìn)行了闡述，對(duì)機(jī)械夾具維修方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了相應(yīng)的施工程序。此外，曹學(xué)文等開(kāi)展了石墨密封材料海底管道密封夾具密封性能研究，闡明了石墨密封的優(yōu)點(diǎn)；劉厚法等基于有限元分析方法，利用ABAQUS軟件開(kāi)展了長(zhǎng)徑比對(duì)海底管道壓潰影響研究。然而，上述研究并未對(duì)海底管道維修夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)分析。對(duì)此，本文特聚焦該課題，對(duì)海底油氣管道維修夾具展開(kāi)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

1 夾具方案

根據(jù)管道泄漏維修需求設(shè)計(jì)的海底油氣管道維修夾具結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1 和圖2，其周向密封通過(guò)緊固法蘭壓縮實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使法蘭螺栓沿軸向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)緊固法蘭沿軸向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)周向密封橡膠材料的壓縮。……