鋪管船用張緊器液壓系統(tǒng)的設計與仿真

1、鋪管船用張緊器液壓系統(tǒng)的設計與仿真課題介紹液壓系統(tǒng)設計AMESim建模仿真結(jié)論與展望隨著海洋石油開采的發(fā)展，要求對深海石油的開采技術的進一步發(fā)展鋪管船用管線張緊器是與鋪管船相配套的必要且關鍵設備 張緊器的作用：夾緊管線，并且使管線的張緊力保持在一定的范圍內(nèi)課題介紹我國張緊器技術還不成熟，1996年確立了“灘海鋪管船用張緊器”的研究課題，1998年在勝利灘海油田進行了樣機工業(yè)試驗，性能基本滿足要求。國外張緊器技術比較成熟，美國Westech, 荷蘭SAS，意大利REMACUT公司等。課題介紹Power Dynamics LLC REMACUT 課題介紹海洋石油工程計劃研制一套與3000m水深鋪管

2、船相配套的恒張力張緊器，研究解決恒張力張緊器的關鍵技術，并制造出可供實際使用的樣機。課題介紹設計該張緊器的液壓系統(tǒng)，使張緊器能達到的技術指標和水平為：單機最大張緊力 300 t適合管徑 460 英寸最大鋪管速度 40 m/min適合環(huán)境條件 水深3000m課題介紹履帶總成的徑向伸縮式懸掛機構簡圖 夾緊結(jié)構張緊器液壓系統(tǒng)的主要功能是驅(qū)動上履帶上下運動，并為管線夾緊提供所需徑向壓力。張緊器恒張力的實現(xiàn)離不開液壓系統(tǒng)，是張緊器的關鍵部分之一 。夾緊液壓系統(tǒng)快進階段工進階段保壓階段快退階段張緊器夾緊液壓系統(tǒng)工況分析快進階段： 管線沒有夾緊時，張緊器上履帶快速向下運動。這個過程的主動力是上履帶框架及其附

3、件的自重，而液壓系統(tǒng)的作用是防止上履帶下降速度過快，在履帶和管線接觸時對管線產(chǎn)生較大的沖擊，造成管線及張緊器部件的損壞。工進階段： 張緊器上履帶接觸到管線，液壓缸低速下降，夾緊管線直到夾緊力達到要求的大小。這個過程起主要動力的是夾緊缸。缸活塞桿的伸出速度不宜太快，以免造成管線損壞。夾緊力大小由系統(tǒng)油壓決定。保壓階段： 夾緊缸在較長時間內(nèi)保持對管線的夾緊力處于一定范圍內(nèi)。通過蓄能器補償因為泄漏造成的夾緊力減小，當夾緊力減小到設定的最小值時，系統(tǒng)對蓄能器充壓。 快退階段： 鋪管完畢或者需要棄管時，上履帶在液壓缸的帶動下向上運動，放松管線。這個過程是液壓缸克服上履帶框架及其附件自重，活塞桿縮回的過程

4、。上升到合適位置時停止并保持在當時位置。控制時序 AMESim簡介： 法國IMAGINE公司推出的一個高級建模仿真軟件，它為流體動力機械、熱力學、電磁學、控制工程等系統(tǒng)提供了一個完善的綜合仿真環(huán)境。具有豐富的模型庫，用戶可以應用模型庫的子模型搭建系統(tǒng)，對于庫里沒有的子模型，用戶可以利用AMESim提供的超級元件根據(jù)實際物理結(jié)構來構建自己的子模型。比例調(diào)速閥模型液壓系統(tǒng)AMESim模型快進系統(tǒng)壓力比例調(diào)速閥控制信號快進液壓缸位移速度工進系統(tǒng)壓力比例調(diào)速閥控制信號工進夾緊缸油壓蓄能器充壓工進夾緊力速度蓄能器保壓1-使用蓄能器2-禁用蓄能器是否使用蓄能器保壓的夾緊力曲線快退系統(tǒng)壓力泵輸出流量快退位移速度同步性仿真分析簡化模型位移差=0.069m同步性仿真分析改進模型位移差=0.0062m結(jié)論 論文詳細分析了張緊器夾緊結(jié)構、要實現(xiàn)的功能、工作各階段的狀態(tài)，完成了液壓系統(tǒng)的設計計算。采用AMESim軟件對設計的液壓系統(tǒng)進行建模仿真，從而在不制造出物理樣機的情況下驗證了方案的可行性，根據(jù)仿真結(jié)果初步確定了系統(tǒng)工作參數(shù)范圍和操作步驟。展望系統(tǒng)模型的建立并沒有根據(jù)某一種具體型