浅谈水下机器人（ROV）在深水海底电缆维修中的应用

王涛（深圳海油工程水下技术有限公司，广东 深圳 518067）

浅谈水下机器人（ROV）在深水海底电缆维修中的应用

王涛（深圳海油工程水下技术有限公司，广东 深圳 518067）

新时期背景下，海洋石油开发逐渐向着更深水域发展，所以，海底电缆、水下井口与海底石油输送管线等多种水下设施维修工作量也随之增加。下文将以水下机器人为切入点，对其在深海电缆维修中的实践应用展开了相关性的研究与探讨，将其经济性充分体现出来，这对于海洋石油工程项目开展具有积极的影响。

水下机器人；深水；海底电缆；维修；应用

下文将以某深水海底电缆维修项目为实例，对水下机器人的作业过程进行了详细地介绍。其中，水下机器人设备参数是：ROV的型号是Quatum13（QUANTUM 13）,150HP，是作业型工程支持船（是工作级ROV）。而海洋石油工程709（海洋石油709）下同的海底电缆规格是ZS-YJQF41+OFC1-26 35-3×240+3×12B1。

1 深水海底电缆故障点的调查情况

该故障海底电缆的具体位置是惠州25-3和25-2平台间，属于三相35kV高压电与3组12芯光纤复合电缆，总体的长度是8900米，而实际的铺设水深大概在105米左右。受电缆绝缘下降与光纤通信中断两个故障的影响，导致其暂停运行。在对光时域反射仪利用的情况下，对光纤故障点的位置进行测量，与惠州25-3平台的距离在2000米左右的位置[1]。对水下机器人进行使用，展开近距离的调查，最终的结果是与惠州25-3平台距离1200～1600米之间，海底电缆被向南部拖拽，进而与原始的铺设路径相偏离，其中偏离最大的距离已经达到了150米，如图一所示。其中，该位置的海底电缆出现了打扭的状态，以“8”字型呈现出来。

图一海底电缆ROV故障点的调查图

2 海底电缆维修方案与准备工作

通过ROV水下调查所获取的结果，对维修材料交货的日期、施工的天气变化等进行充分地考虑，将维修方案划分成两种方案。第一，采用较早交货期的海缆接头盒维修；第二，若第一种方法失败，需使用较晚交货期备用海底电缆以及海缆接头盒进行维修。若第一种维修方法成功，则无需采用第二种方法。根据上述制定的方案，作业人员应当在工程支持船海洋石油工程709之上安装好ROV系统，同时还要安装发电机，进而为125吨绞车提供所需的动力[2]。

3 故障深水海底电缆的打捞

在工程船达到现场以后，需要开展动态定位系统的测试工作，同时在系统中输入与油田相关的设施。随后，工程船移动到海底电缆发生故障位置的上方，在下部放置ROV，开展预调查工作。

海缆的打捞主要安排船尾的A吊绞车与125吨大绞车完成。其中，ROV需携带特制的吊带进入到深水当中，并飞行到故障位置，使用左边机械臂液压机械手将吊带末端辅助杆抓住，并由电缆下方的海泥当中穿越。

在海缆被拉出水面以后，利用大绞车将其拖至甲板，进而安排工作人员将拖拉网套安装其上，并与地锚相互连接，进而摘除大绞车钢丝绳，完成打捞工作。

4 深水海底电缆故障点的切除和续接作业

在完成海底电缆固定工作以后，工作人员应当积极搭设风雨棚，安排海底电缆技术工作人员将海缆打扭附近的海缆切除掉，针对两端海缆展开三相绝缘测试和光纤衰减测试，以保证两者的工作状态理想，随后展开海缆续接工作[3]。需要注意的是，续接的过程不能够中断，实际的续接时间花费了45个小时。

5 深水海底电缆故障修复后的测试和下放作业

在完成电缆接头的制作以后，需要在平台中针对海底电缆展开测试，其中主要涉及到5kV三相对地与相间绝缘测试，另外还有78kV直流耐压测试，最终的测试结果满足要求。在此基础上，可以展开海缆下放的准备工作。其中，需要在海缆中安装链条，并将其当做提拉点，通过ROV钩将撑杆两端索具与链条相互连接，积极开展ROV的摘钩工作[4]。但是，需要在中间使用绳子，将接头盒提拉，这样才能够将绳子割断并将撑杆收回。随后，甲板工作人员应当利用125吨大绞车与船尾A吊绞车，通过两者的配合，实现海底电缆与接头盒的入水操作。而在下放电缆的过程中，应当向前方移动工程船，而ROV需要在水下时刻观察，确保下放工作的顺利开展。

6 结语

综上所述，根据上文水下机器人的实际应用可以了解到，水下机器人适用于深水海底电缆的维修工作，并且可以替代潜水人员来完成工作。最重要的是，水下机器人的运用，在作业的深度以及维修成本方面都具有极为突出的优势。目前阶段，国内海洋石油工程的开发将目标设定在深水区域，而随着水下机器人技术的不断发展，使得ROV在海洋工程当中的重要作用突显出来。

[1]王丹.水下机器人在深水海底电缆维修中的应用[J].科技资讯,2012(20):20-21.

[2]邓元保.海底电缆水下检测机器人仿真技术研究[D].大连海事大学,2014.

[3]魏延辉,田海宝,杜振振等.微小型自主式水下机器人系统设计及试验[J].哈尔滨工程大学学报,2014(5):566-570,579.

[4]张宏伟,李金翠,王延辉等.自主水下机器人下潜困难问题的数值仿真与试验研究[J].船舶力学,2016,20(3):277-287.