随着我国海洋石油的开采由浅海向深海推进,水下设备的需求不断加大,而水下阀门作为一种水下输油管道及其它水下设备的介质控制装置,其可靠性对于原油的安全生产具有重要的意义。在深海管道介质输送中,球阀以其具有的低压力降、高可靠性等优点成为水下阀门的首选。由于我国对于水下生产设备研究较晚,且长期以来被国外垄断,对海上石油的自主开发产生了严重的制约性,截至目前我国还没有相对完善的技术对其实现国产化。而国外现有的水下球阀,又存在其自身的不足,所以本课题选择深海球阀展开研究。现设计DN300、PN250、工作水深3000m,应用于深海输油管线上的失效—安全型球阀,由球阀主体及其控制系统组成。采用带有复位弹簧的单作用执行机构,ROV驱动与液压驱动对球阀启闭操作是分别进行的,水下控制模块内的回油皮囊作为压力补偿装置,可以实现执行机构内外部压力平衡;采用复合电液控制系统进行远程控制,其中的两位三通电液换向阀在实现油路换向的同时还可以实现自锁。通过对现阶段国内外深海球阀工作流程的研究分析,并根据深海球阀的特点与水下设备相关标准研究,对深海球阀主体结构进行设计;并利用ANSYS Workbench进行强度以及密封性分析。根据动作要求对深海球阀控制系统进行设计,并重点对液压回路进行研究。利用AMESim软件对液压系统各工况进行仿真分析,验证设计的合理性。运用ADAMS软件对三维模型进行相应的仿真分析,以获得深海球阀转矩特性曲线以及运动规律,分析结果满足水下管线阀门设计的相关要求。