深水闸板阀ROV传动机构的设计研究.pdf

2013年第41卷第12期
CHINA PETROL EUM MACHINERY
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海洋石油装备
深水闸板阀ROV传动机构的设计研究
段梦兰'肖玄王珏2段英尧朱春丽2
(1.中国石油大学(北京)海洋油气研究中心2.中海石油研究总院)
摘要:水下闻板阀ROV接口多为移动式,其传动机构结构较复杂,不易制造。为此,设计
种新型闻板阀ROV传动机构。该机构解决了深水恶劣条件下难以密封、难以承载较大开启力等
设计难题,提出了新型ROV传动机构设计方法,并结合设计实例对其关键部件螺杆进行设计计
算。通过对ROV传动机构整体的运动学和动力学仿真结果分析,进一步验证了设计的合理性和可
行性。ROV传动机构的设计和分析方法为深水阀门的设计及样机研制莫定了理论基础。
关键词:深水;闻板阀;ROV传动机构;运动学;动力学;仿真
中图分类号:TE952文献标识码:Adoi:10.3969/jisn.1001-4578.2013.12.016
Design of Deepwater Ram Valve ROV Transmission Mechanism
Peng Fei' Duan Menglan Xiao Xuan Wang Jue"Duan Yingyao Zhu Chunli
(1. Research Center for shore il and Gas, China Uniersity of Petroleum, Bejjing 2.NOO Research Institute)
Abstract: The underwater ram valve ROV interface is generally mobile and its transmission mechanism is struc
turally so complex that it is not easy to manufacture. Therefore, a new type of ram valve ROV transmission mecha
nism was designed. The mechanism solves the design problems, such as difficulty in sealing and difficulty in bearing
relatively large opening force. The new design method for ROV transmission was put forward. In combination of the
design example, the design and calculation of screw, namely the key part for ROV transmission mechanism, were
conducted. The design rationality and feasibility were further verified through analysis of the kinematic and dynamic
simulation result of the whole mechanism. The design and analysis method for the ROV transmission mechanism
have laid the theoretical foundation for deepwater valve design and prototype development
Key words: deepwater; ram valve; ROV transmission mechanism; kinematics; dynamics; simulation
配备标准的ROV接口4-?。
水下闸板阀液压执行机构与陆地闸板阀的液压
执行机构相比,结构原理基本相同,但工作环境不
随着海洋石油天然气工业的发展,深水区域的同,因此应主要考虑海水腐蚀及深水压力对执行机
油气资源不断地被勘探和发现,水下生产系统已经构的影响?。相比来讲,我国对水下生产系统的
成为一种重要的深水开发模式。与此同时,水下控研究起步较晚,目前在国内研究仍属空白。通过对
制系统占据重要的地位,尤其是深水阚门的应用和国外产品的分析研究,结果表明其阀门ROV接口
需求量日趋增加2。由于深水间板阀长期工作在多为移动式,ROV传动机构的结构较复杂,不易制
海水环境,在深水环境中操作人员无法进行现场操造。针对应用于深水1500m、油气压力为34.5
作,考虑水下闸板阀执行机构的故障安全性,大多MPa的l52.4mm(6in)管道的闸板阀,笔者设
数深水闸板阀都需要ROV辅助液压执行机构控制计了一种新型间板阀ROV传动机构,确定了传动
阀门的开启和关闭,因此,有必要为执行机构机构的总体方案,同时对关键部件螺杆进行了设计
基金项目:国家科技重大专项“水下控制系统与水下]及执行机构关键技术”(2012X05026-003-01);国家科技重大专项“水
下管汇连接器样机研制”(20117X05026-03-02