水下夹桩器是一种广泛应用于较深海固定式石油开采平台安装的液压夹具，是海洋石油平台的重要组成部分。每个导管架安装4个夹桩器，完成调平工作。该项技术长期被国外公司垄断。本课题来源于国家863计划“水下干式管道维修技术”子课题。水下夹桩器的研制，填补了我国在该工程领域的技术空白，降低了海上安装工程成本，保证了海上导管架安装的顺利进行。论文介绍了海洋石油平台安装的国内外发展概况，分析了水下夹桩器的国内外研究和发展情况。并提出了水下夹桩器的研究内容。论文根据导管架安装作业对水下夹桩器的要求，对水下夹桩器结构提出可行性方案，设计了机械本体结构；对夹桩器框圈结构和卡环式液压缸进行了基于强度和刚度的有限元计算，有效地减轻了夹桩器重量。水下夹桩器工作时，钢桩在压块的作用下产生破坏。基于薄壳理论，计算钢桩的稳定性和强度，对钢桩的失效形式进行理论分析。对压块齿齿廓形状进行了优化，在保证压块齿强度的前提下，使压块齿能够更有效地压入钢桩。设计了水下夹桩器液压系统，确定了液压系统动力源的主要参数。进行了水下夹桩器液压控制系统的方案研究，推导出了阀控液压缸速度控制系统的传递函数，并对其主要性能进行了仿真分析。最后进行了水下夹桩器零部件三维造型设计，完成了水下夹桩器的整机装配，应用虚拟样机技术对水下夹桩器设计方案进行干涉分析。为后续设计计算打下基础。