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摘要：深水海底电缆在海洋石油固定式采钻平台的通讯传输领域发挥着重要的作用。水下机器人在深水海底电缆维修中的应用，可以让深水海底电缆的维修成本得到有效降低。本文主要从水下机器人在深水海底维修应用中的经济性入手，对水下机器人应用于深水海底电缆维修等措施进行了探究。
关键词：水下机器人；深水海底电缆维修；故障点
前言
随着国家海洋经济的不断发展，海底电缆的重要性已经开始得到了社会的关注。海底电缆的故障维修工作主要涉及到了水下调查、故障点定位、故障电缆的打捞、切割等多个问题。在深水海底电缆地处水深超过100m的区域的情况下，一般的潜水员无法借助空气潜水方式进入到维修地点。水下机器人的应用，成为了解决这一问题的一种有效方式。
一、水下机器人在深水海底电缆维修中应用的经济性分析
水下机器人是应用于海洋探索研究的重要工具。在水下机器人的操控过程中，操作员需要在水面支持船上对机器人进行控制，并借助机器人身上所安装的外挂摄像头、避障声呐等工具进行观察。然后借助机器人的多功能机械手或其他水下工具完成水下作业任务[1]。从水下机器人的整体系统来看，它主要由含有中继器件的水下潜器、脐带绳和收放系统等多种系统组成。它的作业能力主要包含了以下几个方面：第一，纯观察型机器人可以在水下完成纯粹的观察作业第二，1一些带有一定负载能力的观察性机器人可以借助一些简单设备完成水下观察作业；第三，一些带有机械手等设备的作业型机器人可以在水下完成一些较为复杂的工作。字海底电缆维修项目中，水下机器人维修方案具有着使用成本低廉的优势。在某工程涉及到的海底电缆维修项目中，水下机器人与工程船的使用费用为每日75万元，饱和潜水资源配合相同的工程船的海上施工费用为每天120万元。在海底电缆维修阶段，应用水下机器人的施工方案也可以表现出维修工期短的特点。
二、水下机器人在深水海底电缆维修中的应用措施
（一）深水海底故障点的调查
以某涉水海底电缆维修项目为例，故障电缆为三相35KV高压电与3组12芯光纤的复合电缆，总体的长度为8900米，铺设的深度为水下105米。电缆绝缘下降和光纤通信中断问题是引发故障的主要因素。在利用水下机器人对海底电缆故障进行近距离调查以后，根据水下机器人所获取的数据。电缆在25-3平台与25-2平台之间出现了向南部拖拽的现象，一些区域与原始路径之间的偏移距离已经达到了150米。这一区域的海底电缆还出现了打扭的问题。
（二）深水海底电缆维修方案的准备
根据深水海底电缆故障区域的实际情况，维修单位在对施工天气变化和维修材料交货日期等因素进行充分考虑以后，确定了以下几种方案。第一，在海底电缆故障维修工作中利用较早交货的海缆接头和进行维修。第二，在第一种维修方案失败以后，利用交完接货其备用海底电缆和海缆接头盒进行维修。在维修方案确定以后，维修企业在工程船中安装了ROV系统，并在工程船上安装了为125吨绞车提供动力的发电设备。
（三）故障电缆的打捞和续接
从工程船进入故障地区海域以后，施工人员首先需要对水下机器人动态定位系统的测试工作进行关注。并要在系统中输入与电缆设备有关的设施。在本文所涉及到案例中，检修单位在故障电缆的打捞过程中采用了A吊绞车和125吨的大型绞车。在借助绞车开展打捞的过程中，水下机器人（ROV）可以在携带特制吊带以后进入到深水之中，并在行至故障位置以后，利用左边界歇逼液压机械手抓住吊带末端辅助杆，在电缆下方的海泥中穿越。在海底电缆拉出水面以后，检修人员可以借助大型绞车将电缆拉至甲板。然后在将拖拉网套安装在甲板以后，让网套与地锚相连接。最后在对绞车钢丝绳进行摘除。
在故障电缆的打捞过程中，水下机器人ROV具有着跟踪着泥点的作用。在将水下机器人应用于故障电缆打捞以后，检修人员可以借助机器人与着泥点之间的距离，对着泥点与船尾之间的距离进行确认。然后对海缆所承受的张力和最小的弯曲半径进行计算。进而对移船速度和海缆的回收速度进行确定。在故障电缆的打捞阶段，海底电缆着泥点的跟踪工作也是一种较为困难的工作。船只在海面上会出现上下晃动的问题，着泥点在海底的晃动所搅起的泥沙会让海底的能见度相对较差。因而在用于回收故障电缆的绞车中含有张力显示的情况下，电缆维修人员可以在不借助水下机器人进行跟踪的情况下进行打捞。
在维修人员完成海底电缆固定工作以后，工作人员需要几十大剑风雨碰，并要安排海底电缆技术工作人员对海缆打扭区域附近的电缆进行切除。并要在海缆两端进行三相绝缘测试和光纤衰减测试。续接过程主要由支架固定过程、焊接导体过程等多个过程组成。在电缆续接工作的开展过程中，工作人员需要对续接过程的连续性进行保障。
（四）深水海底电缆故障修复后的测试和下放作业
在电缆接头制作工作完成以后，工作人员需要对海底电缆进行测试。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测试工作主要涉及到了以下内容：一是5kV三相对地测试；二是相间绝缘测试；三是78kV直流耐压测试。在本文所涉及到的案例中了，深水电缆的测试结果可以满足这一要求。在维修以后的电缆满足上述要求的情况下，工作人员需要进行电缆下放的准备工作。在这一过程中，工作人员可以在海底电缆中安装链条，并要将其看作是提拉点。然后借助水下机器人的ROV钩，对撑杆两端的链条进行连接，然后开展ROV的摘钩工作。为了保证摘钩工作的顺利进行，工作人员在电缆中间需要借助绳子提拉接头盒，然后让ROV通过割断绳索的方式回收撑杆。在电缆下方过程中，工作人员需要借助大型绞车和船尾吊绞车将海缆和接头盒下放至海水之中。在下放过程中，工作人员需要向前移动船只，并要让水下机器人（ROV）发挥出观察作用海缆下放过程中可能出现的打扭问题使工作人员所要避免的问题。在海缆被下放至海底以后，人工机器人可以携带割绳刀进入到接头盒处，以便将撑杆与接头盒之间的绳索切断，在水下机器人将撑杆中的ROV钩提拉锁链摘除以后，工作人员可以将吊绞车回收至甲板[2]。从故障修复后的下方流程来看，这种维修施工方式具有着便利性的特点。
结论
从深水海底电缆的维修过程来看，水下机器人（ROV）在作业深度和维修成本方面具有着较为明显的优势。在水下机器人技术不断发展的情况下，ROV会在海洋工程中发挥更为重要的作用。
参考文献：
[1]王涛.浅谈水下机器人(ROV)在深水海底电缆维修中的应用[J].化工管理,2017,(11):107.
[2]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.
论文作者:田阿龙1,陈沛骏2,陈,龙3,齐红波4
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/28
标签：电缆论文; 水下论文; 海底论文; 机器人论文; 深水论文; 故障论文; 绞车论文; 《防护工程》2017年第22期论文;