摘 要
随着科学技术的进步和人类对海洋石油资源认知水平的不断提高，海洋油气勘探开发已从浅海走向深海，深水油气开发已成为世界石油工业的热点和科技创新的前沿。深水油气的开发需要进行海底管道的铺设，而深水法兰连接机具正是海底管道铺设的专用设备，其主要功能是进行海底管道的法兰连接。本文源自国家"863"计划重大专项"深水海底管道铺设技术"，目的在于研制出具有自主知识产权的深水法兰连接机具。针对课题的研究目的，本论文完成了深水法兰连接机具的结构及液压控制系统的设计。
论文介绍了深水法兰连接机具的国内外发展概况，明确了深水法兰连接机具的研究内容。详细分析了深水管道的回接过程，并确定了深水法兰连接机具的总体方案，详述了深水法兰连接机具的工作原理。
论文对深水法兰连接机具采用了功能模块化设计，利用CATIA软件完成了机具各部分装置的三维结构设计。针对机具的关键机构进行了详细的设计，并利用有限元分析软件ANSYS对其中的重要零部件进行了强度分析。
针对深水法兰连接机具所处的深水特殊环境，论文对深水液压系统的静压力作用以及压力补偿等问题进行了研究，并结合机具作业功能建立了深水法兰连接机具的液压系统回路，同时确定了液压系统执行元件的有关参数。
论文完成了深水法兰连接机具控制系统的设计，详细分析了深水法兰连接机具的作业流程。确定采用可编程控制器控制系统，并选取了可编程控制器的型号，完成了控制系统硬件电路以及系统程序流程的设计。