海底输油管道是海底石油开采系统的重要组成部分，由于海底环境复杂，输油管道破损时有发生，及时修复输油管道能够将经济损失降到最低。国内对于输油管道的修复技术尚处于起步阶段，为了推动管道修复技术的发展，在管道多功能维修机具—陆上功能样机的研究基础上，对多功能机具涉及到的深水关键技术进行研究，并完成了深水部分的设计，最后通过实验进行验证。　　本文在陆上功能样机的研究基础上，基于艾克曼理论，对管道多功能维修机具在布放过程中受到的海流力进行分析计算，提出浮力系统的设计要求。从温度、压力以及盐度三个方面，对多功能机具布放过程中的浮力变化进行分析研究，推导出水下作业装备浮力变化的通用公式，为浮力系统的设计提供依据。　　本文基于多功能机具静态稳定性以及浮力系统的设计要求，推导出水下作业装备浮力系统的通用调配公式。将多功能机具的水下作业分为初步夹紧状态、刀具作业状态、爬行调整状态，分别对各个状态进行力学分析并用ADAMS软件进行仿真，通过仿真得出多功能机具前夹持机构前板豁口圆心处的坐标变化，进而研究多功能机具的动态稳定性。　　针对水下工程设备对于深水液压控制系统的要求，结合多功能机具的深水作业工况，对多功能机具的深水液压控制系统关键技术进行了研究。完成深水补偿型液压集成系统的设计，研究压力补偿器的静态及动态特性，对夹持保压回路进行了动态分析。AMESim软件分析结果表明压力波动和夹紧保压性能满足工作要求。　　本文进行了深水液压系统实验，通过实验验证深水补偿型液压集成系统的正确性和合理性。对压力补偿器进行了性能测试，与仿真结果进行对照，达到了预期效果。对夹紧回路的保压性能进行测试，验证了保压回路的可靠性。　　本文对管道多功能维修机具涉及的深水关键技术的分析仿真及实验研究，对多功能机具水下作业状态的力学分析和稳定性分析，奠定了管道多功能维修机具深水关键技术的理论基础，为后续的多功能机具工程样机的实现提供指导。