• 這樣的水下機器人,您肯定沒見過!


    電影《泰坦尼克號》里面水下機器人深入海底打撈百寶箱的經典鏡頭,您看過嗎?沒錯,本期“海工深圳”,我們說的就是海油工程ROV(水下機器人)與海洋石油水下工程的那些事兒。

    ROV,中文譯叫水下機器人,中國海油內部喜歡呼它叫“水下小黃人”(外殼多為**),它的神態和外貌跟我們平常電影、電視以及游戲畫面里看到的還真不太一樣。海油工程的ROV,它沒有頭、沒有腳、沒有臉,但它有手(2只手,叫機械手)、有眼睛(5到8個眼睛,攝像頭)、有大腦(電子艙)、有心臟(電機,深在機子中部)。今天,我們來嘮嘮這神通廣大的“水下小黃人”。

    2015年3月,海油工程深圳公司“海洋石油286”船上的2臺ROV(水下機器人)輕輕松松將五星紅旗穩穩插入南海3000米深水海床,這在國內尚屬首次。

    在深海插國旗對于ROV來說真的是“小菜一碟”,其實,導管架安裝,海管鋪設,海床地貌調查,水下開閥、關閥、套鉤、解鉤等深水復雜作業環境下“干活”才是它的主要工作和最大挑戰。

    在水下,ROV的左右2只手可以游刃有余地做到“一個手拿杯子一個手去倒水”的調皮動作(當然在水里無需倒水)。高興的時候,它還會“舞之”、“蹈之”跳起舞來,畫面很唯美······

    哈哈,先賣個關子,下面進入正題。

    一、ROV主要功能,即它到底能干啥?在水下起什么作用?


    1、攝像,視頻功能(即它提供視頻、攝像功能)

    ROV上面的攝像頭,就是它的眼睛了,可以360度轉動。有了它,“小黃人”才可以在水下世界暢通無阻。它相當于人眼睛的延伸,也只有通過它的拍攝和觀察,我們才能看到斑斕多姿的水下世界和方便快捷地去執行水下作業。

    每臺ROV一般配有5個攝像頭,根據海洋石油水下工程需要,有時會配到8個攝像頭,更加全方位多視角觀察它周圍的水下環境。一般,ROV攝像頭分彩色攝像頭、微光攝像頭、后視攝像頭共3種,彩色2個安置在機器前方,后視2個,用于觀察身后環境,微光1個,常用于弱光環境下。

    攝像頭拍攝到的圖像和視頻畫面會通過牢牢套在其上面的那根電纜(也叫鎧甲纜,這個稍后細說)源源不斷傳輸到船上ROV操作室,操作室內ROV飛行員根據電腦屏幕畫面全程指揮和判斷它在水下的一舉一動。

    2、水下作業功能:機械手

    ROV上面有2只手,俗稱機械手。它相當于人手,這是它的核心部件之首。機械手能干水下很多“體力活”,如水下解鉤、掛鉤、開閥、關閥、導管架安裝、海管鋪設以及釋放水泥壓塊等等活兒,它均能手到擒來,踏實干活。

    ROV上面的2只手略有不同,它的左手比較粗糙,共有5個功能,俗稱五功能手,常常干一些重體力活;右手比較精細、長得稍微秀氣,共有7個功能,又叫七功能手,相當于人的手腕、小臂、大臂動起來,可彎折、旋轉、抓、舉、松、開、合等動作。它常常接輕活兒,如解鉤、掛鉤,水下某海管偏位了,ROV機械手可以去比較準確矯正海管位置。

    3、附帶外接工具

    ROV的2只機械手可以攜帶N多外接工具下水干活。例如,海上采油平臺的樁腿被海洋生物侵襲了,易加快腐蝕,這時ROV就可以帶上液壓打磨砂下水,去清理掉樁腿上的那些海洋生物雜質,清理功能。

    再如:對埋在海床泥沙下面的海管進行掃描探測,ROV就可以攜帶上掃管器(一種金屬探測儀)下水進行海管掃描工作,精準確認海管鋪設路線,這工作好比陸上掃雷一樣。ROV附帶的外接工具很多,常用的有液壓剪刀、扭矩扳手、海管掃描儀、液壓打磨砂等等。

    ROV系統的兩大單元

    1、水上部分

    控制間(單元),又叫ROV操作室,乍一看如同游戲機房,其實這里是ROV飛行員(領航員)負責在操作指揮水下ROV運行的專業房間。由電腦屏幕墻、專業操作機器、操作手柄、座椅等設備構成。


    收放系統(單元),ROV的收放系統由絞車和A吊組成。絞車上面最核心的部分是那根長達3000米的粗大電纜,又叫鎧甲纜(粗硬、笨重),其上面集電纜、數據纜、光纖三合一,集數據傳輸、視頻傳輸及供電等功能于一身,它一頭深入水下連接ROV,一頭直插船上ROV控制室,水上與水下通訊鏈就這樣建立起來了。A吊即大家常見的吊機,是為ROV特制的專用吊機,比較小型。

    2、水下部分

    TMS和ROV:這是整套系統的核心部件了,一般情況下,這兩“兄弟”形影不離連在一起,到水下干活時候它倆就需要分開了。TMS,簡單說相當于中轉器的作用,通俗比喻可把它看成我們信息網絡連接里面的路由器,大概就這意思吧。它是一個**的大籠子,里面有400——1500米長的軟纜(臍帶纜)。

    為什么需要有TMS呢?前面我們說過,連接和控制ROV的鎧甲纜很粗硬笨重,如果ROV直接套上鎧甲纜去干活,無異于人“帶著鐐銬跳舞”,笨重累贅且很不方便,TMS可以解決這個難題。

    當TMS和ROV連在一起下水到一定深度后,控制室給它一個命令就會解鎖分開,ROV脫離“籠子”飛出去作業,TMS固定在一定深度和區域不動。這時ROV和TMS之間通過軟纜連接在一起,軟纜輕而柔軟,ROV連著軟纜便于在水下工程作業,如同船小好調頭,輕快靈活、穿梭自由。

    例如,我們要干一個1500米水深的工程項目,TMS和ROV一起下潛到1480米左右深度就要分開,即TMS底部距離海床面20米左右,兩者分開,ROV在軟纜牽引下“飛奔”出“籠子”,在其上下左右四面八方進行水下作業。

    ROV上面的那些先進器件

    ROV上面由很多頂級一流的先進元器件構成。例如,水下定位判斷方向的聲納設備,它相當于雷達,通過聲波傳輸來完成ROV在深水的方向定位,也可以通過聲納來搜尋目標物。另外,其上面還有高度計、深度計等等不計其數的先進器件,這些設備均按照最少3000米水深深水作業特制而成。

    ROV螺旋槳:螺旋槳又叫推進器。ROV有7個螺旋槳,4個控制水平方向,3個控制垂直方向,這“非常4+3”組合,在水下不斷吹開水流,獲得動力,可前進、可后退、可上、可下、可左、可右等等行進方向,速度、路線、空間三維一體。這些均離不開船上控制間ROV飛行員設定程序的操作與駕駛。

    ROV領航員需要什么樣的綜合素質?


    1.精通電子、電路、電學知識;

    2.遙感知識、遠程數據傳輸知識;

    3.掌握液壓系統、機械系統知識;

    4.機械維修實戰,動手能力;

    5.計算機及軟件技術、控制;

    6.懂得海洋知識、海洋常識;

    7.外語語言關,特別是英文,進口設備需要

    8.身體健康、硬朗,身體素質、出海健康證

    9.家庭后盾支持,后勤保障,長期出海作業

    10.工作精神,敬業、細心,一個螺絲都不能放過

    本文已獲“海工深圳官方微信“授權發布

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