随着陆地和近海的油气资源的不断减少,海底输油管道的铺设正逐步走向深海。深海管道一旦发生泄漏事故,抢修难度更大、周期更长,对环境的污染也更严重。因此,设计一套完善的深海油气管道漏点快速封堵转接装备是刻不容缓和意义重大的。深水管道内封堵快速回接技术研究目的在于对破损管道进行维修时,快速实现临时或长期回接,最大限度地缩短管道的停输时间和泄漏时间。此项技术的自主研发对于打破国外技术垄断的局面,提高我国深海作业的技术水平也具有深远的意义。本文在综合分析深水管道内封堵快速回接相关技术的国内外研究现状的基础上,运用设计方法学理论对系统进行功能结构分析和技术进化法则分析,对管道内封堵器、内封堵器安放装置、快速回接子系统和转接子系统进行方案和结构设计。通过转接子系统转输过程的流体动力学分析,验证转接方案的可行性;对输油管的参数共振进行研究,确定输油管工作的危险海浪频率。重点对管道内封堵器的核心组成部分——锚定装置进行研究,在静力学分析基础上,明确初锚定力、锚定块牙板的嵌入深度以及牙板应力分布情况;分析锚定块牙板的齿前角和齿后角变化对应力分布的影响,并对锚定块的几何参数进行优化,最终得到结构合理、性能可靠的锚定块。通过对锚定块进行实验研究,进一步分析锚定块牙板齿前角变化对牙板嵌入深度的影响,验证理论分析的正确性;通过过载实验,验证仿真优化后得到的锚定块性能的可靠性;同时对锚定块直线形牙板和圆形牙板的锚定性能进行了对比实验。