管道运输是石油天然气资源最经济、最合理的运输方式,但大量的油气管道总避免不了发生紧急事故。封堵头正是管道开孔带压维抢修的主要设备。论文源自“中海油崖城13-1海底管道开孔封堵项目”,旨在研制出具有自主知识产权的海底管道开孔封堵设备。论文在介绍了国内外封堵设备发展概况的同时,分析了管道开孔带压维抢修的作业过程,详述了球形双封封堵头的封堵原理,并确定了球形双封封堵头机构的总体方案,明确了球形双封封堵头的研究内容。对球形双封封堵头机构采用了模块化设计,利用SolidWorks软件完成了封堵头各构件的三维结构设计,并利用有限元分析软件ABAQUS对重要构件的强度加以分析。针对球形双封封堵头的封堵性能,论文主要对封堵头密封胶筒的封堵能力进行了研究,采用了有限元软件和实验相结合的方法,验证了密封胶筒封堵的可靠性。对于封堵头的运动过程进行理论分析,并利用MATLAB软件进行模拟,对两种不同送入控制方案进行优选,确定了封堵头更加安全的运动控制方式。通过研究,论文设计出了封堵头的合理结构,为国内管道维抢修设备的开发积累了经验。对封堵头送入运动进行初步分析,也为后续封堵头的PLC编程控制提供理论依据。