鋪管船用張緊器液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

1、鋪管船用張緊器液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真課題介紹液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)深海石油的開采技術(shù)的進(jìn)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(guān)鍵設(shè)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(shù)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(jìn)行了樣機(jī)工業(yè)試驗(yàn)，性能基本滿足要求。國外張緊器技術(shù)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(jì)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(guān)鍵技術(shù)，并制造出可供實(shí)際使用的樣機(jī)。課題介紹設(shè)計(jì)該張緊器的液壓系統(tǒng)，使張緊器能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和水平為：?jiǎn)螜C(jī)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 夾緊結(jié)構(gòu)張緊器液壓系統(tǒng)的主要功能是驅(qū)動(dòng)上履帶上下運(yùn)動(dòng)，并為管線夾緊提供所需徑向壓力。張緊器恒張力的實(shí)現(xiàn)離不開液壓系統(tǒng)，是張緊器的關(guān)鍵部分之一 。夾緊液壓系統(tǒng)快進(jìn)階段工進(jìn)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(jìn)階段： 管線沒有夾緊時(shí)，張緊器上履帶快速向下運(yùn)動(dòng)。這個(gè)過程的主動(dòng)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(shí)對(duì)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(jìn)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(dá)到要求的大小。這個(gè)過程起主要?jiǎng)恿Φ氖菉A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(shí)間內(nèi)保持對(duì)管線的夾緊力處于一定范圍內(nèi)。通過蓄能器補(bǔ)償因?yàn)樾孤┰斐傻膴A緊力減小，當(dāng)夾緊力減小到設(shè)定的最小值時(shí)，系統(tǒng)對(duì)蓄能器充壓。 快退階段： 鋪管完畢或者需要棄管時(shí)，上履帶在液壓缸的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，放松管線。這個(gè)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(shí)停止并保持在當(dāng)時(shí)位置。控制時(shí)序 AMESim簡(jiǎn)介： 法國IMAGINE公司推出的一個(gè)高級(jí)建模仿真軟件，它為流體動(dòng)力機(jī)械、熱力學(xué)、電磁學(xué)、控制工程等系統(tǒng)提供了一個(gè)完善的綜合仿真環(huán)境。具有豐富的模型庫，用戶可以應(yīng)用模型庫的子模型搭建系統(tǒng)，對(duì)于庫里沒有的子模型，用戶可以利用AMESim提供的超級(jí)元件根據(jù)實(shí)際物理結(jié)構(gòu)來構(gòu)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(jìn)系統(tǒng)壓力比例調(diào)速閥控制信號(hào)快進(jìn)液壓缸位移速度工進(jìn)系統(tǒng)壓力比例調(diào)速閥控制信號(hào)工進(jìn)夾緊缸油壓蓄能器充壓工進(jìn)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(jiǎn)化模型位移差=0.069m同步性仿真分析改進(jìn)模型位移差=0.0062m結(jié)論 論文詳細(xì)分析了張緊器夾緊結(jié)構(gòu)、要實(shí)現(xiàn)的功能、工作各階段的狀態(tài)，完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。采用AMESim軟件對(duì)設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，從而在不制造出物理樣機(jī)的情況下驗(yàn)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