摘要：在如今资源紧缺的社会大背景下，对于新能源的开发以及已有能源的更为高效运用成了当今时代的鲜明背景墙。在如今的社会发展进程中，海洋石油开采已经逐步向深水海底发展，只为了开采出更多的能源供当今的社会发展所使用，在海洋石油深水区的开采工作对于海底电缆、海底油气输送管线、水下井口等水下施工设施的质量、应用和维修也是与日俱增。在海洋石油大力开采的当今，对于深水海底电缆的维修工作也是刻不容缓，要及时的解决深水海底电缆的维修工作，因为我们都知道石油对于海洋的危害有多大，在保证资源开采的同时，也应当做好对环境的保护。在电缆维修中水下机器人的应用相当的有必要，不仅经济价值上具有显著的成本降低，而且所起到的作用更是突出。
关键词：水下机器人；深水海底；电缆维修
随着时代的迅猛发展，人类对于能源的运用也是愈发提高，同样的也出现了资源紧张的情况，就好比我们熟知的伊朗战争，美国为了掠夺石油资源不惜向伊朗进行武装施压。今年来，我们国家一直都在很大程度上关注着海洋石油开采，而且逐步的想着深水海底发展，我们都知道海底存在的石油资源远比陆地上存在的多。有大数据显示，全世界石油总量有30%是来自海底开采的。中国海域辽阔，包含有渤海、黄海、东海和南海，经过一系列的探查，发现中国近海有7个沉积盆地含有油气，面积达70万平方公里。所以在如此情形下，我们对于海洋石油的开采也是刻不容缓的。但是我国乃至世界各国在开采海洋石油的过程中都会遇到一些类似的问题，设备的维修工作的有效实施，所以在信息化广泛发展的今天，水下机器人以一种清洁工、维修工的姿态出现在设备维修之中。
1水下机器人的作业系统
水下机器人（ROV）也被世人称作无人遥控潜水器，是目前用于深海石油开采最为普遍常见的工具之一，一般的操作流程就是在水面的技术作业员在支撑船上进行操作控制。ROV在水下的三维空间运行自若，通过外挂的摄像头以及避障声呐等仪器的作用下对深海海洋进行跟追观察，通过多功能机械手和其他工具共同运作的情况下完成一系列的水下操作作业。从整体上看，水下机器人通过操作人员的人机交互系统从侧面完成水下作业，它包含的基本设备有：中继器、潜水器本体。其实ROV的作业系统简单概括就是：通过工作人员的抽象符号对水下机器人下达命令，并经过计算机信息处理之后，机器人完成水下作业的过程。
2水下机器人的应用
2.1安全搜救
在深海海底作业之时，水下机器人可用于大坝检查、桥墩检查、设备结构是否完好。不仅如此水下机器人还有以下各种应用：1）海底侦查、对海底情形进行侦查，对危险品的检测；2）协助水下基础设施的安装和拆卸；3）对走私物品进行排查，主要是对船的船底和侧身进行检测；4）对深海海域进行观察，如海底的废墟、矿井等；5）用于公安海关方面的水下证据搜索；6）对近海进行搜索；7）海上协助救援。
2011年水下机器人已经可以探查海底6000m的下潜深度，时速达到了3-6km，由于其自带的良好系统设备（照相机、摄像机、精确导航系统等），使得水下机器人具备了“过目不忘”的本领。就好比我们比较熟知的马航客机失联都是通过水下机器人找到的黑匣子。
2.2管道检查
如今深海石油开采的重要前提下，水下机器人因为其独特的能力广受石油开采公司青睐，而且也在大力完善补充水下机器人的不足。管道检查对于海洋石油开采是最基本的工作，要将一切风险防患于未然，水下机器人主要以下功能对于海洋石油开采来说价值奇高：1）海洋运输油管道的检查，通过水下机器人摄像拍摄回来海洋运输油管道的视频，检查管道设备是否正常；2）电缆维修等等。
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3深水海底电缆维修
3.1故障点排查检测工作
对出现故障的电缆进行排查检测，比如在深水海底的电缆由于种种原因出现了故障而导致电缆的停工。通过水下机器人的光时域反射仪测出故障点的具体位置，找到了集体位置即故障点后面的工作就相对的能够得到针对性的解决，因为一切的问题我们不能及时解决就是因为没有第一时间找到故障点，只要故障点找到了，也就直中要害了。
3.2制定维修方案和维修前的准备工作
在水下机器人探查到了故障点之后，根据实际情况和当前环境制定相对适合的维修方案，这其中需要考虑的因素主要有：1）气候环境；2）维修器材等等。这阶段当中要对维修器材的准备是最为关键的，一般这阶段维修方案的制定有两种情况：1）对于交货期较早的维修设备进行维修；2）在前一种情况下，维修失败的情况之下，使用交货期较晚的维修设备进行维修。当然在第一种维修方案下就能解决的情况下就不必用第二种维修方案了。针对该类维修方案，作业员应该根据实际情况和环境因素出发，看适不适合及时有效的实施该维修方案，在一切条件都合适的情况下，作业员就可以开始准备工作了，具体准备的就是根据操作系统设定维修条件和参数，使工程船一切都设定完备之后，出海对故障点进行维修。
3.3海底故障电缆打捞
在工程船达到故障地点之后，首先要做的工作就是对动态定位系统进行测试，万无一失的情况下才能开始下一步的维修工作，这过程中需要将油田的相关设备输入到定位系统之中，然后工程船驾驶到故障点的正上方，将水下机器人放到海里，开始进行预备调查工作。当确定故障点和原来探查的故障点一致的情况下，开始进行还低故障电缆打捞。这其中还要用到特定的吊带，在水下机器人携带吊带入水之后，运行至海底电缆故障点，从海底电缆的下方海泥中穿过，再用水下机器人的机械臂夹住辅助杆，然后将吊带由水下机器人安装结实，然后通过吊带打捞电缆，经过一系列的操作之后，打捞电缆的工作就结束了。结束之后对电缆进行固定。
3.4故障点维修
打捞的电缆固定工作完成之后，工作人员对电缆进行维修，具体的操作流程就是切除故障点，然后连接新的设备，主要的操作流程就是：1）支架的固定；2）对打捞的故障电缆进行切剥；3）然后再焊接新的导体；4）对电缆的内屏蔽层进行恢复操作；5）对电缆的交联聚乙烯绝缘体的恢复；6）对电缆的外屏蔽层进行恢复；7）焊接铅毫；8）对电缆的PE层进行恢复；9）在电缆线上安装光纤接头盒；10）光缆夹具的安装；11）对光纤进行分纤；12）光纤焊合熔接；13）安装光单元接头盒；14）固定缆芯与光单元；15）安装钢丝固定夹具；16）对电缆故障点进行外壳安装。在此操作中务必要保证电缆的固定，防止电缆滑脱。
3.5维修后性能检测与下放
当电缆故障点维修完成之后，通过平台上的设备检测整条海底电缆的性能。当一切指标数据都合格的情况下，再对电缆进行下放、固定。海底电缆的维修工作就可以结束了。
4结语
从上所述，水下机器人（ROV）的操作流程对电缆进行修复是相对比较方便的，不仅仅在经济上节约了大量的成本，还降低了风险系数，以往的电缆检测维修工作都是通过潜水员去完成的。随着我国对于海洋石油的开采工程大力发展的情况下，逐步的延向深海，以往潜水员对于海底电缆的修补工作往往达不到预期的效果（经济投入巨大），水下机器人的技术发展也将会在深海石油开采中占据主导地位，所以对于水下机器人的研发及应用我们也要保持高度重视，从而使得水下机器人发挥出最大的功效。
参考文献：
[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探究[D].大连海事大学，2014：1-77.
论文作者:刘军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：水下论文; 电缆论文; 机器人论文; 海底论文; 故障论文; 石油论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第25期论文;