浙江大學(xué)科學(xué)家日前研發(fā)出一款水下機器人，專門為石油鉆井平臺清洗鋼管表面附著的海洋生物，并在我國東海平湖油氣田海試成功。
據(jù)了解，這是國內(nèi)首次使用專用機器人對石油導(dǎo)管架海洋生物進行清洗作業(yè)。
這一新型機器人由浙大機械工程學(xué)院流體動力與機電系統(tǒng)國家重點實驗室楊燦軍教授帶領(lǐng)的人機智能及海洋機電裝備工程研究團隊完成，可在水面以下100米內(nèi)自動化清洗海洋生物。在首次海試中，這臺機器人在水下傳回“自拍”視頻：牢牢攀附于管壁，噴射充滿氣泡的水流，堆積的貝殼被一“掃”而空。
此前盡管有水下清洗機器人研發(fā)報道，但未見有在石油導(dǎo)管架上實際使用的先例。專門為管架進行海生物清理的機器人是一項挑戰(zhàn)。楊燦軍介紹，該款機器人采用空化射流、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)管表面實現(xiàn)穩(wěn)定吸附，還能在不同直徑的管道間跨越。其噴水裝置也是一項新型設(shè)計，使水高速流過空化噴嘴，產(chǎn)生大量空化泡，空化泡隨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。在首次海試中，機器人的清洗速度達到每小時21.7平方米，清洗水壓20兆帕，遠低于人工清洗所用的70兆帕水壓，而清洗效果卻相同。
在海平面正負5米的范圍內(nèi)，海上鉆井平臺的鋼管表面由于潮汐而周期性接觸空氣和海水，海蠣子、藤壺等海洋生物快速繁殖、生長，不僅增加了鉆井平臺的重量，也使鉆井平臺受海流的作用面積增大，帶來安全隱患。
目前，解決海洋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，打磨除去鋼管表面的海洋生物和鐵銹。中海油擁有海上鉆井平臺200多座，4年一清洗周期，平均每年有50多座平臺需要進行清洗。每個平臺清洗一次成本高達100萬元到200萬元，每年平均耗資近1億元。改用機器人后，可以顯著降低成本。
中海油相關(guān)專家評價，這款新型機器人提高了海上作業(yè)的簡易度和可操作性，能夠完全替代潛水員在水下進行海洋生物清洗作業(yè)。未來，這款機器人還可推廣應(yīng)用于船舶清洗、橋梁清洗檢測等領(lǐng)域；平臺上其他高空危險作業(yè)，如噴漆、檢測等工作，也可交由機器人完成。
近年來，浙大積極集聚海洋工程和科學(xué)高端創(chuàng)新力量，推動我國海洋研究相關(guān)領(lǐng)域邁向國際先進水平。楊燦軍團隊還曾研制出國際首個萬米深淵保壓氣密取樣器，在我國今年于太平洋開展的深淵試驗與科考任務(wù)中，在萬米深度獲得保壓氣密水樣。他們研發(fā)的海底觀測接駁站，在我國南海105米水深海域與水下航行器對接，完成無線充電和非接觸信號傳輸。
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