浙江大學(xué)科學(xué)家日前研發(fā)出一款水下機(jī)器人，專門為石油鉆井平臺(tái)清洗鋼管表面附著的海洋生物，并在我國(guó)東海平湖油氣田海試成功。

據(jù)了解，這是國(guó)內(nèi)首次使用專用機(jī)器人對(duì)石油導(dǎo)管架海洋生物進(jìn)行清洗作業(yè)。

這一新型機(jī)器人由浙大機(jī)械工程學(xué)院流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊燦軍教授帶領(lǐng)的人機(jī)智能及海洋機(jī)電裝備工程研究團(tuán)隊(duì)完成，可在水面以下100米內(nèi)自動(dòng)化清洗海洋生物。在首次海試中，這臺(tái)機(jī)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(jī)器人研發(fā)報(bào)道，但未見有在石油導(dǎo)管架上實(shí)際使用的先例。專門為管架進(jìn)行海生物清理的機(jī)器人是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。楊燦軍介紹，該款機(jī)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(jī)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(shí)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(xiàng)新型設(shè)計(jì)，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(jī)器人的清洗速度達(dá)到每小時(shí)21.7平方米，清洗水壓20兆帕，遠(yuǎn)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(fù)5米的范圍內(nèi)，海上鉆井平臺(tái)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(zhǎng)，不僅增加了鉆井平臺(tái)的重量，也使鉆井平臺(tái)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(tái)200多座，4年一清洗周期，平均每年有50多座平臺(tái)需要進(jìn)行清洗。每個(gè)平臺(tái)清洗一次成本高達(dá)100萬元到200萬元，每年平均耗資近1億元。改用機(jī)器人后，可以顯著降低成本。

中海油相關(guān)專家評(píng)價(jià)，這款新型機(jī)器人提高了海上作業(yè)的簡(jiǎn)易度和可操作性，能夠完全替代潛水員在水下進(jìn)行海洋生物清洗作業(yè)。未來，這款機(jī)器人還可推廣應(yīng)用于船舶清洗、橋梁清洗檢測(cè)等領(lǐng)域；平臺(tái)上其他高空危險(xiǎn)作業(yè)，如噴漆、檢測(cè)等工作，也可交由機(jī)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(dòng)我國(guó)海洋研究相關(guān)領(lǐng)域邁向國(guó)際先進(jìn)水平。楊燦軍團(tuán)隊(duì)還曾研制出國(guó)際首個(gè)萬米深淵保壓氣密取樣器，在我國(guó)今年于太平洋開展的深淵試驗(yàn)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(cè)接駁站，在我國(guó)南海105米水深海域與水下航行器對(duì)接，完成無線充電和非接觸信號(hào)傳輸。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人頻道