随着我国海底管道铺设长度的增加,以及管道服役年限的增长,海底管道维修量越来越大,因此对海底管道配重混凝土层清除的需求也越来越大。研发具有我国自主知识产权的海底管道配重混凝土层专用清除装置迫在眉睫,这对提高我国的海底管道维修技术整体水平具有重要意义,同时也积极地响应了国家“十三五”有关大力发展海上作业保障装备和系统的要求。本论文在查阅国外前沿技术的基础上,结合国内现有的技术条件和技术水平,探索了适合我国国情的海底管道配重混凝土层清除系统,并完成该系统关键组成部分——海底管道配重混凝土层清除装置的设计首先确定了实际海底管道配重混凝土层清除工程的施工计划流程,然后进行了淹没环境中高压水射流破碎混凝土的可行性实验验证,并得到了可行的工艺参数,从而明确了设计混凝土清除装置的功能要求和主要参数。然后在功能要求和设计参数的指导下,完成了对海底管道配重混凝土层清除装置的机械结构设计,包括设备框架、回转机构、夹紧机构和爬行机构的设计,并进行了详细的力学分析和计算。同时进行了液压系统总体方案设计,确定了液压系统原理图和执行元件,并对液压执行元件和液压控制元件进行了计算选型。设计的装置可以进行360度回转,和沿管道自动爬行。最后通过FLUENT数值分析,分别研究了淹没环境相对于空气环境对高压水射流的影响,以及喷嘴形状、喷嘴直径、射流压力、环境压力等对淹没射流速度和动压的影响,以对不同水深的海底管道配重混凝土破碎施工提供理论支持。