近日,浙大哈姆(HOME)海生物清洗机器人在我国东海平湖油气田海试成功,这是国内首次使用专用机器人对
钻井平台导管架海生物进行清洗作业。
清洁钻井平台的机器人
在海平面正负5米的范围内,由于潮汐的原因,海上钻井平台的钢管表面周期性接触空气和海水,海蛎子、藤壶等海生物快速繁殖、生长,不仅增加了钻井平台的重量,也使得钻井平台受海流的作用面积增大,带来了安全隐患。
目前,解决海生物堆叠隐患的办法是人工定期清理,由潜水员携带喷砂工具下潜,打磨除去表面的海生物和铁锈。
中海油拥有海上钻井平台200多座,四年一清洗周期,平均每年有50多座平台需要进行清洗。每个平台清洗一次成本高达100万~200万元,每年平均耗资近1亿元。
在此之前,尽管有水下清洗机器人研发报道,但未见有在石油导管架上实际使用的先例。专门为导管架进行海生物清理的机器人是一项挑战。受中国
海洋石油总公司上海油田建设工程分公司委托,浙大杨灿军教授带领的HOME研究团队成功研制浙大哈姆(HOME)海生物清洗机器人,该机器人能够在水面以下100米内进行海生物自动化清洗。
达到人工清洗同样的效果
在8月下旬的首次海试中,机器人的清洗速度达到21.7平方米/小时,清洗水压20兆帕,远远低于人工清洗水压的70兆帕,达到同样的清洗效果。
杨灿军教授介绍,该款机器人采用空化射流、导管自适应、视觉导航控制等技术。机器人带有自适应的永磁吸附模块,能够在不同直径的钢质导管表面实现稳定吸附,还能在不同直径的管道间进行跨越。
在机器人传回的一段“自拍”视频中,可以清晰地看到它的工作方式:牢牢攀附于管壁,喷射充满气泡的水流,堆积的贝壳被一“扫”而空。喷水装置是一项新型设计,它通过使水高速流过空化喷嘴,产生大量空化泡。空化泡随射流喷射到被清洗表面,在狭小区域内溃灭并产生微射流,清除表面附着物。
海试结果表明,这一新型机器人提高了海上作业的简易度和可操作性,能够完全替代潜水员在水下进行海生物清洗作业。中国海洋石油总公司相关专家认为,它在未来可推广应用于船舶清洗、桥梁清洗检测等领域;由于该机器人是水陆两栖的,平台上其他高空危险作业,如喷漆、检测等工作也可交由机器人完成。