水下机器人方兴未艾
随着人类对海洋资源的认识逐渐加深,资源开发的步伐逐渐加快,工业机器人也被广泛应用其中。“机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说,它是机器的进化过程产物,是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。”美国Videoray LLC公司CEO Scott Bentley在接受记者采访时如此解释。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。水下机器人可分为两大类:一种是有缆水下机器人,习惯上把它称作遥控潜水器,简称ROV;另一种是无缆水下机器人,习惯上把它称做自治潜水器,简称AUV。有缆机器人都采用遥控式。无缆水下机器人采用自治式,采用观测型浮游式运动方式工作。
世界上如美国、日本,以及西欧各国开展水下机器人研制和生产,始于上世纪30年代。美国研制出的下潜934米的载人潜水器,及随后在1953年研制出的无人有缆遥控潜水器,开创了水下机器人的新时代。Scott Bentley介绍说:“目前,美国特种机器人在军用、宇航、海洋等方面的技术和应用居世界领先地位。海洋机器人在美国已被广泛应用,主要领域包括海洋科学考察、水下工程、 打捞救生活动等方面。”
用于石油勘探生产的
VideoRay ROVs
水下工程机器人,目前在世界许多地区的水下油气勘探生产中,已进入对技术要求更高、更深、更有力的远程遥控操作车辆(ROVs)阶段。电脑和手机技术的介入,使得ROVs形体更小,功能更强大。Scott Bentley说,“ ROVs最新的技术是在非常小的移动通信系统中,提供高分辨率的检测和传感技术。”
VideoRay 的重要优势是体积小,在具有挑战性的环境和条件下,比如强电流、波涛汹涌的大海,并且在阴暗的水下,均可用于检查装备、船体、管道等基础设施。即使在水深在300米左右,VideoRays也能满足许多离岸石油和天然气生产和服务公司所需的检验工作。
Scott Bentley进一步解释说,配备大型ROVs ,首要的任务是潜入深水并且完成所有的干预工作,保证海底基础设施的处于最佳状态。然而,要使用它们需要相当的资源、能力和财力。当驾驶这台机器出现一个微小的错估,就会损害其结构和阀门。VideoRay ROVs可安装通用的传感器和工具,系统支持最新的扫描、多波束声纳。定位系统包括non-acoustic“智能缆索”定位系统,使用传感器缆索代替水声定位。VideoRay ROVs也可根据用户需要配备VideoRays烃传感器、阴极保护测量装置、超声波厚度量规和许多其他配件,以满足近海石油勘探、及服务为一体的重要生产,成为理想的快速反应设备。
VideoRay可以使石油勘探生产和服务公司速度和效率日益提高,为海上钻井平台、基础设施、FPSOs检查提供帮助,是理想的补充监测和work-class潜水员水下遥控系统。
VideoRay海上大显身手
Videoray LLC公司成立于上世纪90年代,其生产的VideoRay系统,在世界海洋石油勘探、生产过程中扮演了重要角色,为世界各地的工程师进行安全生产决策起到了重要作用。Scott Bentley举例说,在中国南海开发中,为其提供技术服务的康菲石油正是采用VideoRay来检查FPSO船检查锚链系统。VideoRay的小体积,低能耗,直观和易操作控制的特点,尤其是GTO助推器,让很多潜在的操作员,包括FPSO船长都能有机会去指挥检查。”从土耳其和保加利亚的天然气生产设备的安装,到墨西哥湾海上服务船只的船体检查,VideoRay已经被证明其在海上具有挑战性的作业能力。
马士基石油是一家日产60万加仑石油的国际石油公司。对健康和安全的关注,对环境的强烈尊重和低成本意识,使马士基石油成长为全球独立的石油天然气生产25强公司之一。当他们面对其Gryphon FPSO在北海检测领域的挑战时,决定采用Buccaneer公司(VideoRay公司在Aberdeen的代表机构)提供的VideoRay来试一试。
“结果十分令人满意,得到的图像比大型ROV和潜水员提供的图像都要清晰。”为了检查的可动性,一个单一的操作员和两只派力肯箱子(与普通行李箱大小一样),都可以随需在海上流动。检查由一名操作员和一名帮手来管理,并不影响任何FPSO的运营,没有阀或独立出来的推进器,也不影响正常石油的生产。VideoRay只是简单地降到船井井口地区,然后从这里开始,从头到尾游遍锚泊系统。
不仅如此,VideoRay系统在寻找海上事故引起的漏油点工作中也表现不凡。在救援过程中,VideoRay在废墟的最底部开始提供录像成像。由于体积小,操作员能够使机器进入到废墟里面找到漏点。VideoRay将捕捉到的高清晰图像发出,通过在支持船上的卫星系统到达异地的工程团队,进行远程诊断。根据工程团队的要求,操作员把ROV放置到各个地点,使专家们做出正确的漏点边缘诊断,从而进行阻止漏油的维修工作。
VideoRay是目前全球产量最大的小型海底机器人制造商,据了解,目前大约共有2万台VideoRay正用于全球的海底工程中。