水下高壓射流噴嘴仿真分析與搭載機具設計.pdf

1、使用高壓水磨料射流切割海底管道配重層機具的研究對于海洋石油工業(yè)有著重要的意義。與現(xiàn)有切割設備相比,磨料射流切割具有高效率、安全性好和故障率低等優(yōu)勢。目前一些國家已經(jīng)研制出系列化產(chǎn)品,并且已經(jīng)應用在實際生產(chǎn)中十數(shù)年,但國內(nèi)研究較少,也沒有相應的水下切割機具。
　　 本文的主要目的是研究設計一種可以在海底使用高壓水磨料射流切割海底管道混凝土配重層的搭載機具,并對用于水下切割的磨料噴嘴進行了模擬仿真,對其內(nèi)部構(gòu)造進行優(yōu)化。課題研究的主

2、要方法和過程如下:
　　 分析了水下磨料射流切割混凝土和鋼絲網(wǎng)的方法,并對影響射流切割的主要參數(shù)進行了分析計算,包括流體參數(shù)、靶距和工作參數(shù)等,為設計機具提供了理論依據(jù);通過CFD軟件對100m水深條件下,采用單因素法對噴嘴各個重要參數(shù)進行模擬仿真,綜合各個方面因素的影響,最終確定了淹沒條件下磨料噴嘴的結(jié)構(gòu)。
　　 分析水下高壓水磨料射流如何完成對海底管道混凝土配重層的切割。首先,在一定參數(shù)條件下,破碎混凝土;然后改變參

3、數(shù),對鋼絲網(wǎng)進行剪切。
　　 高壓射流機具的結(jié)構(gòu)設計。射流機具上布置有各種液壓控制和執(zhí)行元件,主體結(jié)構(gòu)主要有三個部分組成:軸向行走機構(gòu)、環(huán)向行走機構(gòu)、高壓噴頭系統(tǒng)。綜合考慮各種要求的基礎上設計了一種高壓水切割用磨料噴頭,并對一些尺寸參數(shù)進行了分析。根據(jù)水下高壓水磨料射流切割機具的設計要求,進行了總體方案研究,提出了切割機具的總體設計方案,分析了工作原理。在總體方案的基礎上對主機機械、液壓系統(tǒng)進行了方案的設計。
　　 對高