为了使钢管对接操作方便简单,降低误差,本文设计了由液压驱动的校圆工具。通过卡爪卡住钢管管口移动,使得钢管管口发生形变完成校圆工作。校圆工具提供足够大的压紧力,使调直校圆工作可以针对所有系列钢管。利用有限元模拟加载分析出所需的最大压紧力,对模型进行等效简化和莫尔积分法的计算方法对模拟结果进行验证。研究结果表明:显示仿真和理论计算拟合程度较高,该校圆工具提供的压紧力应大于4.0×105 N才能对所有系列钢管进行组对校圆;利用得出的压紧力对校圆工具的卡爪进行强度校核,选取的材料Cr40强度满足要求。

针对500m水深顶张式立管,设计液压连接器模型,对拉、压、弯等各种受力状态进行分析,提出液压连接器密封结构在拉、压、弯等状态下可承受最大载荷的计算方法。液压连接器密封结构可承受的最大拉力取决于锁块危险截面的强度和锁块的伸长量;可承受的最大压力取决于金属密封圈的抗压强度与结构参数;可承受的最大弯矩取决于受拉最严重的锁块和受压最严重的金属密封圈部分。对液压连接器密封结构承载能力的分析,有助于对液压连接器整体承载能力的分析研究。