海洋石油资源的开发是世界一大热点问题，海底管道的铺设则是该领域发展必不可少的项目之一。作为20世纪末兴起的一种新型铺管方法，卷管式铺管法以其相对较高的铺设效率和较低的铺设费用而备受重视，如今已在世界范围内得到广泛的应用。铺管船卷轴系统是卷管式铺管法的重要设备，国内关于其核心技术的研究在世界上仍处于滞后水平。本文将以铺管船卷轴系统为研究对象进行以下工作：本文将对海底管道铺设的发展历史和现状进行研究，对现有的各种铺管方法进行简要的分析对比，并对当今海洋管道铺设领域内拥有前沿技术的制造商所生产的铺管船进行简单的介绍和研究分析，从而为本课题的后续研究提供了一定的事实参照依据。根据对国外现有的卷管式铺管船的研究和分析，本文将确立了卷轴系统的主要组成部分。并通过对卷管式铺管法铺设海底管道过程的研究，确定卷轴系统的工作原理和工作过程。结合本文对卷轴系统的研究需要，拟定卷轴系统简化模型的总体方案，并依据该方案建立该简化系统的三维模型。本文将对海底管道的材质及力学性能进行研究分析，并以卷轴系统的简化模型为基础，进一步研究分析管道在卷轴系统中的力学状态。通过对该系统中力学状态的分析计算，获得相应的力学数据，从而得出卷轴系统中关键履带系统的初始设计参数。结合铺管过程中的实际需要和机械行业内的相关设计标准，本文将按照计算所得设计参数对卷轴系统中关键履带系统进行整体的结构设计，并对关键部位进行强度的分析校核。