王杰文， 齊兵兵， 黃佳瀚， 王曉龍， 李麗娜

（1.深圳海油工程水下技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518067；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300450）

0 引言

目前ROV及外接設(shè)備主要由國外公司提供。由于種種原因，各公司提供的ROV及外接設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)不同、形式不同、材料不同，海上施工期間經(jīng)常出現(xiàn)水下作業(yè)設(shè)備之間的連接問題。例如在東海某電纜檢測項(xiàng)目中，ROV攜帶TSS350進(jìn)行電纜檢測。由于TSS350設(shè)備外接接口為6針電子接口，而ROV提供的外接電子接口為8針電子接口?，F(xiàn)場找不到6針轉(zhuǎn)8針的電子接口，無法實(shí)現(xiàn)TSS350探測設(shè)備和ROV的匹配，嚴(yán)重影響施工效率。

文中通過對現(xiàn)有ROV及外接設(shè)備接口進(jìn)行研究，提出國內(nèi)ROV及外接設(shè)備接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)建議，以期對未來水下維修設(shè)備國產(chǎn)化提供參考和幫助。

1 ROV接口

ROV提供的外接接口通?？煞譃閮深悾弘娮咏涌诤鸵簤航涌?。

1）電子接口主要連接電力驅(qū)動(dòng)的水下作業(yè)工具，動(dòng)力較小，只能進(jìn)行檢測、探測等工作，為搭載設(shè)備提供電力傳輸、信號傳輸、信號控制等作用。ROV的電子接口有3針、6針、8針3種。3針接口通常連接具有單一作用的外接工具，比如檢測電位的探頭或者照明用的水下探照燈。6針接口連接具有兩種功能的外接工具。8針接口連接具有兩種功能或三種功能的外接工具。用于兩種功能的外接工具時(shí)，其中2針作為備用線路。若線路出現(xiàn)故障，外接設(shè)備功能受阻，可立即將該功能轉(zhuǎn)接至其他備用線路上。一臺ROV只能提供3針和6針，或者3針和8針兩種電子接口。常見電子接口的形式有以下4種：a.接口面成圓形，整體針位排列成不規(guī)則形狀；b.接口面是圓形，針位排列規(guī)則，另外設(shè)計(jì)一定位功能的針位來保證接口連接的正確性，定位作用的針位明顯大于或小于其他針位，且材質(zhì)也不同；c.接口面是圓形，針位排列規(guī)則，接口雙方的外殼上帶有明顯導(dǎo)向?qū)?yīng)標(biāo)記，確保連接無誤；d.接口平面是不對稱形狀，但針位排列成規(guī)則。

2）液壓接口主要連接液壓驅(qū)動(dòng)的水下作業(yè)工具，動(dòng)力較大，能進(jìn)行水下安裝、拆除、維修、清洗、切割等工作,為搭載設(shè)備提供液壓動(dòng)力。ROV提供的液壓接口大小有1/4 in、1/2 in、3/8 in、3/4 in、1 in 等等。ROV 本體通過液壓接口將液壓油輸送至搭載設(shè)備上，通過ROV液壓油路上的閥門來控制搭載設(shè)備運(yùn)行相關(guān)功能。為確保液壓油形成完整回路，通常液壓接口都是成對設(shè)計(jì)的。常見的ROV外接液壓接口有3種形式：a.JIC形式，利用接口公頭一端的外錐形面進(jìn)行密封；b.NPT形式，NPT利用螺紋錐面進(jìn)行密封；c.SWAGELOK形式，利用母頭一端的內(nèi)錐形面進(jìn)行密封。

不同公司生產(chǎn)的ROV提供的電子和液壓外接接口有所不同。因技術(shù)壟斷、生產(chǎn)成本等原因，一臺ROV上的電子和液壓接口通常只采用一種形式，但接口大小有多種。例如海油工程購置的ROV外接電子接口為上述第一種形式，線路為3針和8針兩種。液壓接口為JIC形式，大小有 1/4 in、1/2 in、3/4 in。

2 ROV外接工具接口

ROV常用的配套工具有CP探頭、TSS350/440、液壓扭矩扳手、吹泥泵、液壓剪、液壓切割鋸、高壓水槍等。只有外接工具與ROV接口一致，配套使用，才能完成水下作業(yè)任務(wù)。

CP探頭用來探測水下結(jié)構(gòu)物上面的陽極電位。工作時(shí)由自身電池提供動(dòng)力，將檢測得到的信號通過電子接口連接至ROV，通過ROV臍帶纜將信號傳輸至甲板。探頭功能簡單，僅需要兩針的電子接口與ROV相連即可實(shí)現(xiàn)水下陽極電位檢測作業(yè)。Deepwater Corrosion Services Inc.公司生產(chǎn)的CP探頭為3針電子接口，其中一針起定位作用，兩針作為信號傳輸線路。

TSS440主要用于海管路由調(diào)查、安裝后調(diào)查和海管年檢。通常安裝于ROV前部，由ROV攜帶入水進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。TSS440工作時(shí)既需要ROV提供110V電源，同時(shí)還需要傳輸檢測信號和控制信號。故TSS440連接的外接電子接口為6針接口，針位排列規(guī)則，接口平面為不對稱形。

ROV用扭矩扳手的生產(chǎn)廠家有Forum Subsea Technologies，OceanWorks International，Inc， UES（Underwater Engineering Services），Oceaneering 等 等 。ForumSubseaTechnologise公司生產(chǎn)的扭矩扳手接口采用ISO13628-8標(biāo)準(zhǔn)，電子接口形式為8針接口，液壓接口為JIC形式。UES生產(chǎn)的ROV扭矩扳手采用API 17H（Hi-Torque），標(biāo)準(zhǔn)，液壓接口類型為1/2 in BSP螺紋接口。Oceaneering生產(chǎn)的ROV扭矩扳手液壓接口形式為1/2 in或3/8 in JIC形式。

吹泥泵需要?jiǎng)恿^大，液壓油管直徑比其他設(shè)備相比都較大，需要ROV提供的外接接口直徑也較大。根據(jù)吹泥泵功率的大小，采用的油管與接口也不同。常見的接口有3/8in、3/4in、1in。不同廠家生產(chǎn)的吹泥泵采用的液壓油管不一樣，且與ROV連接的接口大小與形式也有所不同。例如VORTEX International Ltd公司生產(chǎn)的4in吹泥泵需要ROV提供的液壓油流量為38 L/min，壓力為20.6MPa。ROV提供液壓動(dòng)力接口形式為1/2 in JIC，吹泥泵液壓回路與ROV連接接口形式為3/8 in JIC。Tritech生產(chǎn)的吹泥泵可以同時(shí)進(jìn)行吹、吸泥作業(yè)。吹泥泵與ROV連接接口為1 in BSP形式。

ROV液壓剪，可以用于剪斷155 mm以內(nèi)的鋼纜和錨纜。液壓剪根據(jù)可剪斷鋼纜的大小分為115 mm液壓剪、75 mm液壓剪、54 mm液壓剪、38 mm液壓剪等等。不同型號的液壓剪剪切能力不同，需要ROV提供的液壓接口也不一樣。Northfield Hydraulic Services Ltd（NHS）生產(chǎn)的115 mm液壓剪主剪刀油缸接口為3/8 in NPT形式，輔助油缸接口為1/4 in NPT形式。該司生產(chǎn)的38 mm液壓剪與ROV只有兩個(gè)接口，均是1/4 in NPT形式。Webtool公司生產(chǎn)的75 mm液壓剪與ROV相連接的4個(gè)液壓接口均為1/4 in BSP形式。該公司生產(chǎn)的54 mm液壓剪與ROV只有兩個(gè)接口，均是1/4in BSP形式。

Kystdesign公司生產(chǎn)的AC57 92 mm錨鏈切割鋸，有3個(gè)功能，共6個(gè)液壓接口與ROV連接：1）控制切割鋸片旋轉(zhuǎn)切割作業(yè)的主油缸與ROV兩個(gè)接口形式為1/2 in JIC；2）控制夾緊的油缸與ROV兩個(gè)接口形式為 1/4 in JIC；3）控制進(jìn)刀、退刀的油缸與ROV兩個(gè)接口形式為1/4 in JIC。水下切割作業(yè)時(shí)，先由夾緊油缸工作抓緊錨鏈，使ROV及切割鋸保持穩(wěn)定，其次打開刀片旋轉(zhuǎn)閥門，使其旋轉(zhuǎn)達(dá)到工作狀態(tài)，然后打開進(jìn)刀、退刀閥門，控制旋轉(zhuǎn)的刀片逐漸切向錨鏈。切割時(shí)，刀片必須與切割點(diǎn)錨鏈保持垂直角度，否則容易損毀刀片。

ROV高壓水槍廣泛應(yīng)用于水下管線、結(jié)構(gòu)物清洗上。Forum Subsea Technologies生產(chǎn)的 0～52 MPa高壓水槍與ROV連接液壓接口形式為3/4 in JIC形式，引流管接口形式為1/4 in JIC形式。

3 國內(nèi)ROV及外接工具接口設(shè)計(jì)建議

通過對國外ROV及其搭載的水下設(shè)備接口研究發(fā)現(xiàn)，功能不同的設(shè)備接口采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，接口大小、形式不統(tǒng)一。即使是同一種功能的設(shè)備，不同生產(chǎn)廠家提供的設(shè)備接口也有很大差別。國內(nèi)在研究和設(shè)計(jì)ROV及其外接工具時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌安排，制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，減少設(shè)備之間的連接問題，提高海上作業(yè)效率。文章在ROV及外接工具接口設(shè)計(jì)時(shí)有以下建議：

ROV及其外接設(shè)備的電子接口和液壓接口形式在設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一為一種。例如電子接口可采用接口平面不對稱形狀，但針位排列成規(guī)則的形式；液壓接口可采用JIC形式。若要重新設(shè)計(jì)接口形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮密封性能、拆裝方便、易于保養(yǎng)、連接后牢固等方面的因素。

將ROV及其外接設(shè)備接口大小類型進(jìn)行縮減。例如將6針電子接口統(tǒng)一為8針接口，所有ROV只提供3針接口和8針接口。外接設(shè)備的6針電子接口改為8針接口，其中兩針作為備用線路。將 1/8 in、1/4 in、3/8 in、1/2 in、5/8 in、3/4 in、1 in等等種類繁多的液壓接口縮減為1/4 in，1/2 in兩種液壓接口?；蛘邔⒁簤航涌谠O(shè)計(jì)為同尺寸公制的接口。

4 結(jié)語

國外公司提供的ROV及外接設(shè)備接口的不同導(dǎo)致設(shè)備在水下作業(yè)時(shí)出現(xiàn)各種問題。ROV及外接設(shè)備接口統(tǒng)一化，標(biāo)準(zhǔn)化是未來深水水下設(shè)備發(fā)展的必然要求，它不僅可以降低經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)也可減少各設(shè)備之間的連接問題。國內(nèi)ROV及外接設(shè)備設(shè)計(jì)研究剛處于起步階段，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)備接口時(shí)統(tǒng)籌規(guī)劃，盡快制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，少走彎路，為深水水下設(shè)備國產(chǎn)化戰(zhàn)略提供指導(dǎo)和參考。

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