海上鉆井平臺(tái)的鋼管管壁
9月9日，從浙江大學(xué)傳來的消息是，早在今年8月下旬，浙大哈姆(HOME)海生物清洗機(jī)器人在我國(guó)東海平湖油氣田海試成功，這是國(guó)內(nèi)首次使用專用機(jī)器人對(duì)鉆井平臺(tái)導(dǎo)管架海生物進(jìn)行清洗作業(yè)。
在海平面正負(fù)5米的范圍內(nèi)，由于潮漲潮汐的原因，海上鉆井平臺(tái)的鋼管表面周期性接觸空氣和海水，海蠣子、藤壺等海生物快速繁殖、生長(zhǎng)，不僅增加了鉆井平臺(tái)的重量，也使得鉆井平臺(tái)受海流的作用面積增大，帶來了安全隱患。
目前，解決海生物堆疊隱患的辦法是人工定期清理，由潛水員攜帶噴砂工具下潛，打磨除去表面的海生物和鐵銹。據(jù)悉，中國(guó)海洋石油總公司(下稱“中海油”)現(xiàn)在擁有海上鉆井平臺(tái)200多座，四年為一清洗周期，平均每年有50多座平臺(tái)需要進(jìn)行清洗。而每個(gè)平臺(tái)清洗一次成本高達(dá)100萬至200萬元，每年平均耗資近1億元。
在此之前，盡管有水下清洗機(jī)器人的研發(fā)報(bào)道，但未見有在石油導(dǎo)管架上實(shí)際使用的先例。要研究專門為管架進(jìn)行海生物清理的機(jī)器人是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。受中國(guó)海洋石油總公司上海油田建設(shè)工程分公司委托，浙江大學(xué)教授楊燦軍帶領(lǐng)的HOME研究團(tuán)隊(duì)成功研制浙大哈姆(HOME)海生物清洗機(jī)器人，該機(jī)器人能夠在水面以下100米內(nèi)進(jìn)行海生物自動(dòng)化清洗。
而在8月下旬的首次海試中，該機(jī)器人的清洗速度達(dá)到21.7平方米/小時(shí)，清洗水壓20兆帕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人工清洗水壓的70兆帕，卻能達(dá)到同樣的清洗效果。
據(jù)楊燦軍介紹，該款機(jī)器人采用空化射流、導(dǎo)管自適應(yīng)、視覺導(dǎo)航控制等技術(shù)。機(jī)器人帶有自適應(yīng)的永磁吸附模塊，能夠在不同直徑的鋼質(zhì)導(dǎo)管表面實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定吸附，同時(shí)，能在不同直徑的管道間進(jìn)行跨越。
而為了實(shí)現(xiàn)空化射流，該機(jī)器人的噴水裝置采用了新型設(shè)計(jì)，它通過使水高速流過空化噴嘴，產(chǎn)生大量空化泡?？栈蓦S射流噴射到被清洗表面，在狹小區(qū)域內(nèi)潰滅并產(chǎn)生微射流，清除表面附著物。
此次海試結(jié)果表明，這一新型機(jī)器人提高了海上作業(yè)的簡(jiǎn)易度和可操作性，能夠完全替代潛水員在水下進(jìn)行海生物清洗工作。
中國(guó)海洋石油總公司相關(guān)專家認(rèn)為，該機(jī)器人在未來可推廣應(yīng)用于船舶清洗、橋梁清洗檢測(cè)等領(lǐng)域。此外，由于該機(jī)器人是水陸兩棲的，平臺(tái)上其他高空危險(xiǎn)作業(yè)，如噴漆、檢測(cè)等工作，也可交由該機(jī)器人完成。
