随着陆上油气资源的日益减少,我国对于海上油气田的开发逐年增多,在开发的同时由于各种原因造成的海底管道损坏泄漏事故呈现逐年增多的趋势,海底管道修复工作刻不容缓。由于我国海底管道修复工程技术基础薄弱,专门用于水下管道修复的机具研究是十分必要的。本文主要研究内容是针对海底油气管道维修过程中深水水深特殊作业环境及油气管道特殊结构设计深水闸刀锯管道切割机具,对海底管道进行快速、便捷的切割。本文介绍了海底管道结构特点及目前应用情况,国内外水下切割技术发展现状,归纳总结了水下管道切割机具的发展状况,提出了运用锯切割技术的深水闸刀锯进行海底管道切割的新思路。通过国内外水下管道切割机具及水下切割技术实际应用的分析研究,确定了深水闸刀锯的总体设计方案,对各机构进行设计,对其主要零件进行设计分析校核。对深水闸刀锯配套的重型锯条进行结构设计,并对锯切割工作过程中锯条所受切割抗力进行建模分析,确定锯条锯割时受力情况。分析了深水闸刀锯工作时其运动学运动情况,建立了运动学方程,通过仿真确定其工作最佳状态下的工作参数。对切割机构进行动力学分析,建立动力学方程并考虑水下运动力学因素,进行水动力分析,修正其动力学方程。设计了深水闸刀锯液压系统,对关键液压零部件进行设计分析,建立其液压阀控速度伺服控制系统数学模型,并仿真分析其频率特性。在所建立的阀控速度伺服系统基础上,结合自适应控制原理,进行深水闸刀锯的模型参考自适应控制方法研究,设计其模型参考自适应控制器,通过仿真结果对比,得出合理的控制参数,评价了自适应控制器对于系统控制精度、稳定性、响应速度的提高。深水闸刀锯的设计为水下海底管道切割提供了新思路与新方法,其主要优点在于结构简单,适应深水工作环境,可在一次切割中切断不同材质的深水管道功能层,无需换刀,切割速度快效率高,工作稳定。深水闸刀锯的设计为其工程样机的研发提供理论支持与技术指导,相信在不久的将来深水闸刀锯可作为水下切割机具的一员,为我国水下资源开发工程作出贡献。