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海工新宠ROV:其实就是水下拖拉机?

海工新宠ROV:其实就是水下拖拉机?

水下机器人不止具备监视功能,目前研究人员正在研发更复杂的功能。这对于那些注重节约成本的作业公司来说可谓利好消息,Steve Sasanow写道。

来自 | Upstream
编译 | 白小明

很长一段时间以来,海工行业将远程操作机器人(ROV),或系链旋转水下机器人,描述为“水下牵引机(拖拉机)”。

这听起来似乎贬低了ROV,尤其考虑到这些机器的复杂性,然而这种比喻却也真实反映了ROV的工作范围和其执行任务时的灵活性。

如果你以为ROV也可以像拖拉机一样拉犁、耙地、牵引播种机、拉干草或秸秆打捆机等,那就大错特错了。事实上,ROV正变得越来越复杂,功能也越来越强大,已经远不止海工行业发展初期只能观察水下发生的情况。但即使如此,ROV却并不能观察到太多的情况,而且还取决于水的浊度。

一名资深水下工程师甚至曾开玩笑说,ROV必须成对部署,以便当第一个ROV出现问题后,第二个ROV可以展开营救。而事实上,这已经是过去式了。业界资深人士、MSubsea公司的销售和市场总监Mike Winstanley注意到,当他在20世纪80年代首次涉足ROV行业时,其功率等级只有25马力,而现在大型ROV的功率高达250马力。

正是由于功率的增加,以及先进的软件提供的功能,使ROV能够执行以前根本无法完成的任务。

海工新宠ROV:其实就是水下拖拉机?

OVERBOARD:来自i-Tech Services的Centurion QX工作级ROV专为深水钻机和支持船项目设计

根据Schilling Robotics(现在是TechnipFMC公司的一部分)Tyler Schilling的说法,这(功率的增加)对ROV制造商和使用者来说是个重大议题。

1985年,Schilling开启了他的ROV职业生涯,并成立了以他名字命名的公司,他相信这些水下劳力可以做更多的工作。他表示,“就能力和潜力来说,这些机器能做的工作远远超过人们给它们安排的工作。”

尽管它们的工作能力有了较大的提升,但它们目前从事的工作仍然是过去那些常规的工作,如开关阀门,将模块提升到海底结构上等,以及其他一些简单的工作。除了拖拉机的比喻之外,Schilling还把ROV比作“瑞士军刀”。

Schilling称,早期的ROV技术改进主要涉及液压技术,因为大多数ROV开发人员都是机械工程师。虽然机械工程师可以培训,但他认为目前的技术飞跃并不是硬件,而是软件技术进步所带来的。

他拿用于智能手机的同步本地化和映射(SLAM)技术作为例子。SLAM允许一个设备(无论是手机还是ROV)在执行另一个任务时,在后台映射设备的位置。Schilling指出,“这就是后台处理的神奇之处,ROV正从这些无需人为干预的新兴技术中受益。”

Subsea 7公司有一个名为I-Tech Services的部门,完全致力于机器人研究,足以表明机器人在其业务中的重要性。其技术人员与Schilling有着同样的观点:先进的位置保持能力和传感器使用量的增加提高了ROV的作业能力。

人们认为,很重要的一点是,所有这些新技术都有助于缓解操作人员的疲劳,这有利于安全和操作。I-Tech的工作人员还见证了ROV动力来源的变化,从液压到液电,再到全电动ROV,这有利于降低操作成本、提高效率并减少对环境的影响。

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抓取东西:Utility ROV Services的UTROV配备了万能爪

多样化

ROV任务量的增加催生了一些新型的ROV及其配件。对于一些作业,不仅仅是要求更高功率的ROV,功率大的ROV通常体积更大,质量更重,存在空间局限性。MSubsea的项目经理Alan Gebbie指出,迷你型和微型ROV(基本上与无人机相当)使用量的增加,可为不同的作业带来好处。

近期的研发主要聚焦于多功能ROV,即结合ROV和自主水下航行器(AUV)的特点。Modus Seabed Intervention已经与Saab Dynamics合作了三年,共同开发Saab Sabertooth,它可以作为传统的系链ROV或AUV(见Upstream Technology 1/2017)使用。

在常驻模式下使用时,混合动力ROV配备有水下系泊点,可以从此处释放ROV,独立于主船执行各种特定的任务。一旦完成任务后,Sabertooth可以自动返回到系泊点,将数据和视频上传到船上,下载新的指令并为电池充电。该ROV可以配备一整套为特定项目量身定制的测量传感器。

在电池操作模式下,Sabertooth一次可以进行约16小时的作业,最快移动速度高达4.5节,同样它也可以像传统的ROV一样盘旋工作。Modus的商业总监Nigel Ward表示,“像市场上其他许多创新产品一样,设计该ROV的主要目的是降本,同时保持或提高作业的质量水平。”

在AUV模式下作业时,ROV可以独立于主船,使用最新的传感器技术进行勘查。这使主船在部署完设备后,可以离开去执行其他任务,例如潜水或为其他作业点提供支持。Ward表示,“这种灵活性在整个水下行业都大有应用市场。”。

海工新宠ROV:其实就是水下拖拉机?

混合动力ROV:图中展示的Saab Sabertooth正在海面进行系泊试验,它可以完全自主作业或作为系链ROV作业

新市场

近期大家讨论的焦点,很多是关于海上可再生能源填补油气资源。当然,海上油气资源曾一度是人们潜入水中探寻的主要目标,而另一些人潜入水中可能是为了打捞业务。事情似乎又兜了一个圈,过去那些从事打捞业务的公司,又将其过去用于打捞的工具,用在了油气资源新市场—海上油气设施退役中。

Utility ROV Services公司是行业另一家相对较新的公司,去年投入了600万英镑(780万美元)用于研发一项称为UTROV的新技术。其最终目标是以900万英镑的总成本,建造一个5台设备组成的机组。

这种坚固耐用的动力工具携载器具有自己的推进器,用于定向和定位,能够提升高达55吨的载荷。根据业务发展经理Richard Smith的说法,预计它将在Utility的三个市场上投入使用。

在某些方面,UTROV可以算是之前称为ROT或远程操作工具的最新版本。20世纪90年代中期至后期,这些工具逐渐变得盛行,当时阀组使用广泛,经常被用作液流管线和脐带的一部分。其他应用还包括在大型海底生产系统,用于提升和回收模块或特定的设备,如仪表或控制舱。

根据Smith的说法,UTROV的首批应用之一将是与垫层回收工具结合使用,从而避免潜水员参与这一危险的海底作业。Smith称,研发这种设备对于小中型企业,如Utility来说,正变得越来越困难。许多企业都害怕风险。但随着海上油气设施退役市场的蓬勃发展,Utility希望能够充分利用这个即将到来的契机。

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