管道在长期服役过程中会发生腐蚀进而形成安全隐患。此外,埋藏在地下的油气管道会在地震、地壳运动、车辆载荷等作用下发生管道变形等损伤。这就需要对存在安全隐患的管段进行维抢修作业,防止油气泄漏引发环境污染和经济损失,保证油气管网的安全运行。管道维抢修技术能够在管道发生泄漏时快速完成对管道的修复、更换及增铺管道支线等任务。管道封堵器是进行管道维抢修作业必不可少的装备,其性能好坏是影响管道维抢修作业能否顺利进行的关键。(1)论文综述了管道封堵器的国内外发展现状,对国内外主要管道公司的成熟封堵器产品进行了介绍。在对管道维抢修工艺过程进行介绍的基础上,阐述了管道封堵器在管道带压封堵维抢修作业中的重要作用。(2)在明确了管道封堵器总体方案的基础上,设计了一种结构简单、密封压力高、性能可靠的球形双封封堵器,并利用SolidWorks软件绘制了各个零部件的三维实体模型。(3)通过理论计算和ABAQUS有限元分析等方法,对球形双封封堵器主要零部件的受力情况进行分析,并对强度进行校核和验证,使其满足实际作业要求,确保在管道封堵过程中安全可靠。(4)结合正交实验法对球头密封胶筒的优化过程进行了有代表性的简化,并通过神经网络和遗传算法对密封胶筒的结构参数进行了优化,优化后的密封胶筒结构更加合理,密封性能获得很大改善。