随着海洋勘采技术的不断发展，海洋工程装备制造技术与施工方法也在不断改进。但由于深海作业时诸多不确定因素的存在以及管道的增多和管线使用年限的增长，使得海底管线的损伤与油气泄漏事件难以避免并时有发生。管线一旦出现损伤和泄漏，不仅会造成油气集输与生产的中断，给企业和国家带来经济损失，还可能造成海洋环境污染和生态破坏。由于海底油气管道泄漏对海洋环境和海洋生态的破坏极其严重，而深海堵漏作业又困难重重，就需要专门的封堵设备实现对海底油气管道漏点的快速封堵隔离。目前我国在深海油气漏点快速隔离转接技术上尚属空白状态。2010年4月的美国墨西哥湾原油泄漏事件提醒，研究快速封堵技术和开发应急封堵装置意义重大。本课题研究目的就是研制具有我国自主知识产权的应用于深海油气管线漏点修复的快速封堵装置，用以开发在线封堵的工程样机，以备海底油气开采突发事件的应急使用，从而减少我国海上勘采施工的风险。论文综述了常规海底油气漏点维修系统的发展概况，以及海底管道漏点应急封堵隔离方案，并在此基础上借鉴2010年4月的美国墨西哥湾原油泄漏事件的堵漏措施，采用内胀式封堵技术，提出了封堵装置的总体设计方案。叙述了内胀式封堵原理、装置总体结构和整体安装施工技术实现，运用pro/E软件，完成了总体方案设计。论文参照国内外管内锚定方面的相关成果，对封堵机械结构的锁紧机构工作情况进行了分析计算。为了验证楔块径向胀紧实现封堵机械结构在管内锚定的可行性，通过建立力学方程，研究了螺纹牙形与嵌入管壁深度的关系，并对锁紧滑块受径向及轴向载荷时螺纹牙的强度进行了校核。运用弹塑性力学针对接触问题的研究方法，针对锁紧滑块螺纹牙与管道内壁接触行为建立力学方程，研究了螺纹牙个数及齿形与锚定能力的关系。通过仿真验证了通过螺纹牙齿顶部分嵌入管道内壁满足轴向定位的工作要求。为了解决封堵装置在管内锚定后与管壁之间的密封问题，论文对密封圈受轴向压缩产生径向变形的行为进行研究，通过建立力学方程，研究了密封圈形状参数与密封压力的关系。通过仿真验证了封堵装置在管内锁定后压缩密封圈实现密封满足工作要求。理论计算与分析表明，所提出和设计的封堵装置能够满足具体工作要求，为开发工程样机打下了坚实的基础。