海底缆线被誉为海上油气开发的“生命线”,海上油气开发力度加大也将带动海底缆线相关工程的发展。
成本高、效率低 传统作业模式痛点明显
在海底缆线敷设和施工保护阶段,目前仍缺乏有效的施工安全监管手段。特别是在海底缆线敷设施工过程中,需要对外围进行24小时的现场监护和警戒,以确保施工作业安全,但使用传统的有人船进行监管,不仅费用过高,而且耗时耗力并存在人员安全风险。
在海底缆线工程验收及后期运维阶段,因为海水腐蚀性强、水下环境复杂,海底缆线在水下存在冲刷裸露、悬空、路由偏差、弯折半径过小等隐患,严重影响平台安全及正常运营。目前海底缆线检测缺乏智能化手段,需要大量人力多次重复检测对比数据,人力投入大、检测效果差。在后期运维时,也只能加大人力巡航密度以保障水面安全。
图 |海底缆线运维中的水下隐患
整体来看,随着大量海上风电场、海上油气平台的建成及服役期增长,海底缆线检测作业需求将逐年扩大,而传统作业模式将难以满足行业的发展需要。
基于无人船艇的全新解决方案
针对海底缆线工程建设及相关运维痛点,具有机动、灵活、安全性高等特点的无人船艇,则可以弥补常规调查平台在环境复杂、工况恶劣水域作业的局限性,以全新的解决方案破解传统作业难题。
图| 无人船艇检测风电场桩基及海缆冲刷
无人船是一种可执行某项或某类任务,并基于任务目的进行功能设计的水面机器人。与有人船实施检测运维工作相比,无人船艇具备较高的定位及控制精度,艇体灵活转弯半径小,可严格执行计划测线任务,避免人为操作失误,作业安全性高,碰撞桩基风险低,同时无人船艇实时自动调整动力大小与方向,保证较高的贴线精度,有利于检测作业整体效率。
而基于无人船艇在海底缆线工程建设中的应用,则可以有效解决前期调查、中期监管、后期运维环节的传统难题。具体而言,无人船艇在海底缆线工程建设中可发挥五大优势:
高效。无人船艇可在海上连续12小时作业,并通过集成多波束探测仪、侧扫声呐等设备,实现每天20个桩基或每天20公里海缆的高效检测。
精准。无人船艇可依照桩基位置和海缆路由自动航行,位置偏差不超过正负5米。
实时。无人船艇具备实时高清视频、远距离点对点通讯能力,可在10至15公里范围内,即时回传航行监控画面、3D声呐检测结果等。
安全。无人船艇可适应4至5级海况,具备自扶正、自动避障和无人自主驾驶等功能,并通过搭载光电吊舱、摄像头、喊话器、救生筏等设备保障任务区域安全。
适应特殊环境。无人船艇吃水浅、水面机动性能高,可在部分有人船不能到达的区域开展工作。
无人船艇可从码头出航或随母船(运维船)作业,通过公网、专网、卫通或借助升压站与陆地部分通信链路实现实时数据传输,工作人员在岸端或母船上,就能有效支撑海底缆线工程的全生命周期建设。
未来,随着无人船艇平台技术的不断进步,针对海上作业存在风险高、受环境影响大的弊端,无人船艇将更好发挥智能、高效、精确、安全的特性,通过搭载不同载荷执行多种作业任务,替代传统人力进行高强度、高风险、重复性的海上作业,使海底缆线工程建设及海上风电、海上油气行业进入智能化、无人化时代。
结语
海上油气、海上风电领域具有广阔的增量市场,海底缆线建设发展迅猛,通过无人船艇这一新兴水面智能作业手段,可解决海洋工程常态化检测问题,还能不断提高运维质量,降低运维成本,推动我国海洋资源开发的高质量发展。