工作级ROV甲板总布置除了机器人本体和收放系统外,还应考虑这些!
新闻来源:捷胜海洋新闻中心发布时间:2020-08-10
对于ROV系统,人们经常习惯性地会将注意力放在ROV本体上,从而忽略系统的其他单元,比如液压动力站、高低压配电柜、以及体积庞大的操控台(室)、空间和安全规定等,事实上,这些单元所占据的甲板空间比ROV本身加上收放系统还要大,比如控制台有时候他们会安放在一个集装箱里,有时候母船会专门腾出一个控制间。
我们很少见到有对除了ROV本身以外单元安装的系统性描述,本篇就针对这一部分简要展开。
一艘科考船上的领航员讲解ROV日常作业,通过该视频可以对船上的ROV设备设施有个大概的了解:
1 液压动力单元
液压动力站为ROV系统的甲板装备提供动力来源,体积庞大,同时有一定的危险性,因此在安装时,应考虑以下因素:
(1)泄油口的位置应该使其保持畅通,并且要考虑到可能对人员安全的潜在风险;
(2)HPU进出电源和液压软管的布放路径
一台Schilling HD型ROV的系统总图

2 ROV控制室
水面操作人员通常在ROV的控制室(水面母船专门为ROV提供的一个控制间)或者在控制箱(将控制台集成在标准集装箱里)中操控ROV。由于ROV领航员经常长时间在一个有限空间内从事高强度劳动,因此,控制间,包括控制台的设施需要尽可能的舒适、人性化。即便是集成在一个集装箱里,也有各种行业规范来约束。
如果控制台被安装在船舱里,则更应该考虑散热能力,必要时应使用空调冷却。
而油气行业的ROV主控室和海洋科考行业的主控室又有明显不同,后者的控制室屏幕更多,更大,而且很多科学家要专门盯着自己的传感器前端软件,除了船上的水面控制室以外,在陆地上也会有同步。
随着技术的进步,ROV控制室的概念也越来越多元化,近年来很多公司开发了远程陆基控制,因此,无需在水面船上设置控制室,领航员可以直接在陆地上通过卫星网络控制千米水深的机器人。
ROV水面甲板标准集装箱式控制室

集成在船舱里的ROV控制室

美国海洋大气局科考ROV信息中心

Oceaneering ROV陆基远程控制中心

3 储物间
除了与ROV直接相关联的一些设备设施以外,还需要设置一个专门用来储存防止备件和消耗品的区域。区域大小可能会有所不同,取决于ROV的体积大小、类别、类型以及应用的领域。通常可以用标准集装箱。
4 工作间
工作间即维护修理ROV系统、工具的区域,较大的工作级ROV需要将电气、机械和液压区单独隔开。除了考虑一些尺寸和布局的因素以外,还要考虑一些有害物质的存储和维护,比如油漆、清洗剂等易燃易爆物品和作业。
5 甲板空间
大多数情况下,ROV系统都是特定采购,固定装备于其母船,特别是一些大型收放系统等等。这种情况下,在船舶设计阶段,就会同ROV供应商确定好甲板布局。如果是后期该母船需要使用别的ROV系统,则又得重新设计甲板布局。典型的3000米水深的工作级ROV系统可能需要多达130平米左右的空间。空间的大小除了设备的占地面积以外,还与收放系统本身的一些特性有关,比如出缆角度。甚至有些时候,绞车和吊机不在同一层甲板也是有可能的。此外,还应考虑预留符合规定的安全通道和维护空间。
5 甲板间高度
如果ROV的收放系统不是露天安装的话,就不得不考虑甲板间的高度了,应当确保高度满足布放回收操作:
(1)考虑到A型架的伸长变幅,因此,顶部衡量的运动轨迹是一段上升的圆弧,而不是标准圆弧。因此,变幅操作期间的高度要求较高。
(2)维护时ROV与TMS需要分离,A型架要向上伸展将TMS与ROV脱开,因此这个时候,A型架的总高会比较高,在设计时要考虑充分。
(3)工具撬或者采样框会增加ROV的高度,这样一来,工具撬+采样框+TMS,总高会接近极限高度。
(4)ROV放置于收放系统底座上时,应当预留足够的安全空间,方便工人在ROV顶部进行维修维护。
典型ROV收放系统的总图

6 工具撬或采样框的起吊需求
在安装过程中应该考虑到ROV工具撬的搬运和起吊等特殊需求,比如:使用起重机安装下挂式或后背式的工具撬;将工具存储去尽可能靠近ROV的布放区域,方便搬运。
7 排水和废油回收
在ROV回收上来后,会有积水混合油液,需要按照环保规定除了这些油水,比如在液压站配置水分离滤芯装置,安装三槽式氧化沟处理含油污水。
8 收放系统控制台
如果收放系统使用固定的控制站(一般大型收放系统都配置固定控制台),则应考虑以下几点:
(1)可见性。确保操作员可以看到所有正在使用的设备,并确保中控室可以看见现场,包括控制台。
(2)紧急情况下从控制站安全逃生的路线设置。(最严重的情况比如绞车刹车失灵导致起火、或脐带缆断裂、吊机倒塌等,因此,控制台周围必须预留人员紧急逃生空间,并严紧设置潜在的障碍物)
(3)易于接近的紧急制动按钮
(4)ROV控制台同ROV控制室之间的通信(对讲机或无线电)
在某些情况下,可以使用遥控器控制ROV收放系统,从而使操作员在操作过程中可以自由移动。但是平台和海上钻井装置有时可能会限制使用无线电设备。
ROV 收放系统本地控制站

9 出入通道
如所有ROV设备,控制站、工作间和存储间应该有安全通道,应特别注意进入绞车、液压站、液压管和电缆等走线区域。
10 ROV的紧急回收
在特殊情况下,需要对ROV进行紧急回收。现场应当有完整的紧急回收操作程序,并定期进行ROV紧急回收演习。此外还要考虑以下几点:
(1)在ROV回收的直接路径中要隔开所有船舶的推进器
(2)足够的起吊力范围,以便从深处收回ROV,包括配备一些特殊设备和工具
(3)应急回收操作应采用适当的程序和风险评估
除了上面所述的一些常见安装设备以外,也要同时考虑到ROV作业对象和大型辅助设备,比如配合ROV进行水下操作的大功率液压单元、液压站,和液压管线、电缆等。如果设备太多作业太复杂的话就必须使用大型工作船,有足够的甲板空间和设施进行起吊、布放和支持。
ROV配合水下临时液压控制系统进行作业,甲板设备除了ROV系统那一套以外,还有液压控制系统配套的水面液压站、液压脐带缆绞车、电缆绞车等,比ROV整套系统的设备数量、体积都要大
