GB/T 21412.8-2010 石油天然气工业 水下生产系统的设计和操作 第8部分:水下生产系统的水下机器人(ROV)接口

ICS75．180．10

E94

a目

中华人民共和国国家标准

GB／T21412．8—2010／ISO

石油天然气工业

水下生产系统的设计和操作

第8部分：水下生产系统的水下机器人

(RoV)接口

Petroleumandnaturalandof

gasindustries--Designoperation

subsea

production

systems--Part8：RemotelyOperated

onsubsea

Vehicle(ROV)interfaces

productionsystems

(IS013628—8：2002，IDT)

2010-09-02发布

宰瞀髅紫瓣警矬瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会厘111

GB／T21412．8—2010／ISO

目次

前言……………··…………………V

引言………………-·Ⅵ

1范围………-……．．．…．．………·1

2规范性引用文件…………-．．．……．．…．………1

3术语、定义和缩略语………-．．．………．…．．………………··…·1

3．1术语和定义··…·………·．．．…………--．．．．…．．．-．．…-··l

3．2缩略语··………··………．……．．…-．．…．．-．．-．．．……···2

4维修原则和功能要求……·

4．1概述…一………·………·

4．2使用ROV维修………·………-．．……．．．．．．．……2

4．3ROV维修任务类型……·………···……·…········……··3

．……··…··-······…7

4．4水下设施系统设计……-

5性能设计……………·……···……···…··-……····--···…··-9

5．1概述……-．．…．．．．．-……．··…··…·······-·-····9

5．2材料…···…··…………··．．．……-．．．．．．．．…．．．．．．…．．…-…9

5．3承载能力…·……………······…···…···-····--········-········9

5．4操作力或扭矩…………·．．……······--·····--·9

5．5提升装置…………··-······…-····…········--··10

5．6质量控制…····················-···········-···--···10

5．7温度等级………·………一······················-···············-··10

5．8颜色和标记………………-．···--．·········．···················10

6设计注意事项………………-··-…·····…········…······…···…10

6．1概述………．．．．．．．．．．．．．．…．……-··…·····…···10

6．2概念设计…······································-··10

6．3详细设计……···………···……………--．．．．．．…-．--．．…一··11

6．4期望的设计特性·………··………··……·……····…一13

6．5不期望出现的设计特性…·········-·······-··········-······14

7ROV接口和水下系统……·················--···············14

8作业注意事项…．．-…--……-．．-．．…．．．．．．．．．……17

9显示系统…··…·……………．．…．…．．………．．．………………17

10材料选择…．．…．…．．…．．．．．．……………·…一17

10．1概述……-．…-…--………-…．．．．．…………17

10．2选择标准………………···…………--……17

11文件记录…．…-……．．-．．…．．．…………18

11．1概述………．……·………··-18

11．2设备设计…………………··…-··…·……一18

11．3测试…………．．………………······…·…．．18

11．4信息反馈…………………-··…-·····…··…18

GB／T21412．8—2010／iso13628—8：2002

12ROV接口………………………”

12．1概述……·--…………···……·‘

12．2稳定性……………………·…·

12．3机械手操作把柄……………一·

12．4TDu把柄………………·………·……………

12．5旋转(低扭矩)接口…………·……·…………

12．6旋转(大扭矩)接口…………“

12．7线性(推进)接口——类型A和类型c……一

12．8线性(推进)接口——类型B………··…··…·

12．9旋转对接接口…………………··…·………·‘

000

MPa(10

12．10液压连接即插式接头接口类型A——69psi)I作压力等级

12．11液压连接即插式接头接口类型B………一

12．12旋转液动接头………………一

12．13

CCO(部件更换)接口…………·……··…一

12．14提升心轴…………………·…·

12．15电液跨接管操作接口……………·····…·…………………··

附录A(资料性附录)工作级ROV技术要求概况……………··

附录B(资料性附录)通道…………···……·……·

附录C(资料性附录)机械手操作能力范围………·…···…··………·…………‘

附录D(资料性附录)末端受动器的替代设计形式·………········…·…………‘

附录E(资料性附录)出油管回接系统…………·………··……·‘

参考文献……·………··…···………--M坞¨船拈从撕胛勰趵n驼∞弘∞∞“蛎蛎盯曲∞

图1典型工作级ROV的操作结构…·…………o

图2典型采油树上的ROV和接口……………·0

图3两对接点TDU装置………-4

图4单对接点TDU装置………·

图5ROV工具作业接口的常规设计步骤………

图6保持ROV稳定的抓握柄…

图7对接插头和插孔……………···……………

图8对接插孔载荷图……………

图9典型的双对接点TDU工具的能力范围…

图10典型的单对接点TDU工具的能力范围…

图11机械手把柄………………·--

图12TDu把柄…………………

图13低扭矩插孔…………………

图14大扭矩插孔………···………

……·……··……·“

图15线性推进接口类型A

图16线性推进接口类型C………

图17线性推进接口类型B………

图18旋转扭矩插孔……………··-

图19即插式接头连接接口类型A的总体布置图

…………o地均∞龃匏毖孙弘拈孙盯鹪拈∞∞船

图20母扣插孔类型A

Ⅱ

GB／T21412．8—2010／ISO

图21即插式接头连接类型B………………····………………·………‘33

图22旋转液动接头………………………34

图23CCO(用于结构组件更换)………···………………36

图24ccO接口的结构形式………·…………………‘‘37

图25CCO锁合杆详图………·…·……………………‘38

图26CCO锁合及配置系统·…………··………………38

图27可供选择的CCO接口布置形式…···……………·……………‘‘39

图28与COO接口有关的提升心轴…………·……··…39

图29提升心轴···…………………···…………………’。‘40

图30机械手连接操作………………··…………………·41

图31TDU连接的操作……………·……·……………·41

图32多点连接跨接管对接盘………··……………·……42

图33在没有接合和接合状态的典型跨接管·………·………………··………………一43

图34用于跨接管操作的抓爪和扭矩工具组合的能力范围……………43

图B．1间隙大小………………·……·……·……………45

图C．1典型的五功能机械手的能力范围…………··…·46

图C．2典型的七功能机械手的能力范围……·……………·……………·…···………46

图D．1末端受动器可选择的剖面形式………······………………········……………‘47

表1推荐的空间要求及进入结构物内的垂直深度9

表2典型的对接参数……·………21

表3旋转驱动器维修设备等级…·30

表4图18中插孔类型1至类型7的尺寸………-31

表A．1ROV工具类别…………·44

Ⅲ

GB／T21412．8—2010／ISO13628-8：2002

刖昌

GB／T

21412{石油天然气工业水下生产系统的设计和操作》目前包括以下9个部分：

——第1部分：一般要求和推荐做法；

——第2部分：水下和海洋使用的挠性管系统；

——第3部分：过出油管(TFL)系统；

——第4部分：水下井口和采油树设备；

——第5部分：水下脐带缆；

——第6部分：水下生产控制系统；

——第7部分：完井／维修立管系统；

——第8部分：水下生产系统的水下机器人(ROV)接口；

——第9部分；遥控操作工具(ROT)维修系统。

本部分是GB／T21412的第8部分。

本部分等同采用ISO

下生产系统的水下机器人(ROV)的接口》(英文版)。

本部分等同翻译IsO13628—8：2002。

为便于使用，本部分做了下列编辑性修改：

——“ISO

13628的本部分”改为“GB／T21412的本部分”；

——用小数点“．”代替作为小数点的逗号“，”；

——删除国际标准的前言和引言；

21412．1和ISO13628(所有部分)；

——规范性引用文件增加了在正文中引用的两个标准：GB／T

——计量单位以我国法定计量单位为主，即我国法定计量单位值在前，英制单位的相应值标在其后

的括号内(为不改变原标准公式、曲线的形状特征、常数和系数，原使用英制单位的，仍沿用英

制单位)。

本部分的附录A、附录B、附录c、附录D和附录E均为资料性附录。

本部分由中国石油天然气集团公司提出。

本部分由全国石油天然气标准化技术委员会(TC355)归口。

本部分起草单位：中海石油(中国)有限公司研究中心。

本部分主要起草人：李玉光。

V

GB／T13628-8：2002

21412．8--20|0／ISO

引言

GB／T

考。水下生产系统的接口对ROT工具和ROV同等适用。

Ⅵ

13628—8：2002

GB／T21412．8—2010／ISO

石油天然气工业

水下生产系统的设计和操作

第8部分：水下生产系统的水下机器人

(ROV)接口

1范围

GB／T21412的本部分给出了用于石油天然气工业水下生产系统的水下机器人接口的功能要求和

指南，既可用于水下生产设备的水下机器人接口的选择和使用，也为接口的设计和操作要求提供指导，

以便将标准设备和设计原则的潜力发挥到最大化。ROV作业系统可根据接口提供的水下系统的可识

别的信息进行对接和动作，而这些信息正是设计水下生产系统接口时需要考虑的。本部分提出的框架

性和详细的技术要求将让使用者能在特定应用条件下正确选择接口。

2规范性引用文件

21412的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文

下列文件中的条款通过GB／T

件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成

协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本

部分。

GB／T21412．1石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第1部分：一般要求和推荐做法

13628—1：2005，IDT)

(GB／T21412．1—2010，ISO

ISO10423石油天然气行业钻采设备井口和采油树设备

ISO石油天然气工业水下生产系统的设计和操作

13628(所有部分)

3术语、定义和缩略语

下列术语、定义和缩略语适用于本部分。

3．1术语和定义

3．1．1

功能要求functionalrequirement

为达到给定目标而应满足的最低标准。

注：功能要求以性能为导向、可应用于广范的开发概念。

3．1．2

指南guideline

在综合考虑合适的法定要求、行业标准、标准做法和原则的基础上推荐公认做法。

3．1．3

制造商manufacturer

负责接口制造的公司。

3．1．4

操作者operator

操作ROV(包括供应商)的公司。

1

GB／T13628-8：2002

21412．8—2010／too

3．1．5

tool；ROT

遥控操作工具；ROTremotelyoperated

一种通常由提升缆或钻柱上收放的专用工具。

注：横移能通过导向缆、专用推进器或ROV协助完成。

3．1．6

水下机器人；ROVremotelyoperatedvehicle；ROV

一种能在水下浮游的机器，可完成诸如阀门的操作、液压操作和其他常规任务。

注：ROV也能携带工具包执行诸如柔性出油管和脐带缆的回接和连接，以及部件更换等特定任务。

3．2缩略语

CCO部件更换

FAT出厂验收试验

FMEcA失效模式影响及临界状况分析

HIPPS高完整管线保护系统

MQC多用快速接头

MTBF平均无故障工作时间

ROV水下机器人

ROT遥控操作工具

SCM卫星井控制模块

TDU工具收放装置

4维修原则和功能要求

4．1概述

进行水下生产系统的接口设计时，需要制定维修原则，包括作业内容、每项任务采用的维修方法、使

用工具类型、为有效完成维修任务而通过对接或定位使ROV保持稳定的方法，以及对接近通道的要

求。维修原则宜综合考虑不同维修任务，使之合理化，以便采用统一的方法，使一系列维修任务得以

完成。

一旦需要完成的维修任务确定，ROV维修方式宜随之建立。

图1至图34给出了不同的ROV系统及接口。

4．2使用ROV维修

ROV是能浮游的水下机器，能执行诸多水下作业任务，比如阀门操作、液压操作和其他一些常规任

务。ROV也能携带工具包执行特定的任务，如出油管、脐带缆与刚性管线短节的回接和连接以及部件

更换。ROV主要有以下5种执行维修任务的方式：

——使用机械手直接操作接口；

——使用机械手握持工具；

——使用TDU；

——使用双缆(使用ROT)；

——使用成橇工具或框架。

接口工具宜尽可能设计成能可用多种ROV作业，而不仅限于一种，这样能增大ROV和维修船提

供使用的机会。典型的ROV如图1所示。

GB／T21412．8—2010／ISO

遥一涂睡||潼

c)下装成橇工具d)单对接点系统

图1典型工作级ROV的操作结构

ROV及典型采油树上的接口如图2所示。

图2典型采油树上的ROV和接口

4．3ROV维修任务类型

4．3．1带机械手的ROV维修

机械手是可自由活动关节的机械臂(如图1所示)，机械臂与ROV本体相连。机械臂的关节越多，

其自由度越大，因而用途更多。

在机械臂的末端有一个抓爪，它通常由2～3个手指组成，用于执行作业或稳定ROV时抓握把柄、

物体和结构部件。

当ROv作业时，能带2个机械手，一个用于ROV自身的稳定，另一个用于作业。

由ROv作业的机械手系统在功能性和可控制性方面会有很大变化。当使用ROV机械手或机械

手握持工具完成水下生产系统的任务时，需要特别考虑以下几个方面的问题：

——接口的位置应在机械手的工作范围(典型的机械手工作范围参见附录c)；

3

GB／T21412．8--2010／ISO13628-8：2002

——工具本体与机械手握持工具的把柄之间具有柔韧性，以便工具灵活插拔，从而使机械手的肘节

活动角度在手臂的其余部分插拔时不必精确移动(图19是设计考虑在即插式接头和机械手把

柄之间采用钢缆延伸件柔性连接的一个例子)；

——根据机械手臂的提升和作业能力来确定在机械手工作范围内可移动的部件重量；

——在决定任务的难度时应考虑精确性、准确性和可重复性；

——为工具插入接rl留出足够的通道和空间以便插入接口并与临近操作，如即插式接头的操作，保

持合理间距；

——水下设备和部件承受机械手、工具和(或)ROV工作时产生的载荷和扭矩的能力；

——对设备采取保护措施以防止ROV的碰撞。

应考虑可对成功维修和完成上述特定任务产生影响的环境条件，应选择下列稳定ROV方法中的

一种：

——停靠ROV的靠近接口的水平台面、施加推力使其靠近台面，允许从垂直或水平方向接近

接口；

——使用一根允许ROV抓爪(具有一定自由度的机械手)抓握的水平杆或垂直杆(见图6)F

——ROV对接点(见图7，图15，图16，图18和图22)；

——采用便于吸盘安装的相对平滑的表面。

m(4．92

为使作业不受限制，对接点宜至少与海床面保持1．5ft)以上的净空。

宜避免采用需要移动、打开或关闭才能进行其他维修任务的ROV平台。

设计者宜合理考虑不同的维修任务，以便在水下设施上采用统一的ROV对接方式，这样ROV就

能在一次潜水作业中完成不同的维修任务。

在某些特定地理位置，由于松软的泥土以及ROV推进器对海床冲刷，在建立海床面时需要特别

小心。

与局部工具载荷相关的具体细节如图8所示。

4．3．2带工具收放装置(TDU)的ROV维修

4．3．2．1概述

TDU是一种专门设计的工作包，安装在ROV本体的前端或后端，通过笛卡儿装置(如图3所示)

来准确引导和定位，根据任务的复杂性和TDU对接位置与工具接口的相对位置确定是1个、2个还是

3个自由度。TDU装置能替代或协助机械手作业。

4．3．2．2两对接点系统

TDU与两个对接插头配合使用并锁合，使笛卡儿装置和ROV与水下生产设备相连，两对接点笛

卡儿装置能从同一对接位置接近一个或多个维修接口，特别适用于执行一组与操作盘有关的接口任务。

典型的两对接点TDU装置如图3所示。

图3两对接点TJ)U装置

GB／T21412．8—2010／ISO

4．3．2．3单对接点系统

单对接点系统与两对接点系统相似，只是在操作上存在某些差异。单对接点的TDU也是一个安

装在ROV上的工作包，提供类似方式通过Y—z笛卡儿装置精确引导和定位。单对接点系统与两对接

点系统对接方式基本相同，但它能围绕水下设备更加自由地移动，推荐用于单个布置(或一对隔开的)接

口或者相邻结构物对其有限制的情况。典型的单对接点TDU装置如图4所示。

图4单对接点TDU装置

4．3．2．4对接和TDU操作通常需考虑的事项

通常，单对接点TDU最多有两个维修接口，能从单一对接点操作。理想的情况是接口直接垂直排

列在对接点上方(见图10)。

笛卡儿装置操作限制和工具对接点的相关位置决定两对接点TDU的接口应布置在一个特定范围

内(见图9)。

其他需要考虑的事项如下：

——与两对接点TDU相比，单对接点TDU通常要求更轻的接口工具载荷条件；

——与两对接点TDU相比，单对接点TDU能对水下设备的对接结构和接口工具施加更大的由

ROV产生的动载荷和静载荷；

——两对接点TDU需更多的接近空间以便从以下几个方面满足笛卡儿装置的需要：ROV工具框

maintenance

架、ROV收放系统(绞车和水面支持装置)、中继器(TMs——tethersystem)、水

下设备(特别是对接口不是位于外侧的设备)；

——TDu框架需设计成能承受环境、ROV、TDU对接插头和接口工具产生的载荷和扭矩；

——两对接点TDU通常装配在ROV的上半部分，使工具对接点位于笛卡儿装置的下方[为了使

m(4．92ft)以上的净空]；

作业不受限制，对接点宜至少与海床面保持1．5

——单对接点TDU通常装配在ROV的基座附近，使工具对接点的位置位于上方[为了使作业不

m(4．92

受限制，对接点宜至少与海床面保持1．5ft)以上的净空]。

在某些特定地理位置，由于松软的泥土以及ROV推进器对海床冲刷，在建立海床面时需要特别

小心。

与工具局部相互作用载荷有关的详细情况见图8。

4．3．3双缆维修

4．3．3．1概述

提升重量超出浮游式ROV的提升能力情况下进行部件安装和回收作业。CCO工具利用提升缆或钻

杆从维修船上收放，这是第一根缆，该缆用于支撑CCO工具和所更换部件的重量和动载荷。第二根缆

是ROV的脐带缆或TMS系统。为了避免缠绕，建议将上述两根缆分开布置在维修船的不同区域。

4．3．3．2使用双缆操作通常需考虑的事项

CCO工具横移和转动可由导向缆或导向桩(至少两个)控制，一个无导缆的漏斗形接口可在推进器

5

13628-8：2002

GB／T21412．8—2010／ISO

或ROV协助下轻推人位。如果使用导向缆，宜确保这些缆是升沉补偿式的，并且要避免与提升缆或

ROV脐带缆缠绕。如果使用无导缆漏斗形接口，漏斗形接口宜为内置螺旋，以便和CCO工具上的定

位销对接来引导CCO工具定位。

其他需要考虑的事项如下：

——提升缆或钻杆宜是升沉补偿式的，在升沉倾斜较小的维修船上作业时更应这样，因而CCO在

一个升沉周期内不被提升或下放太快(升沉补偿可通过主动升沉补偿吊机实现或者使用小浮

筒将提升缆构成s形把升沉运动和CCO工具的运动隔离开)。

——应量化由于维修船的升沉运动相对于CCO工具(以及更换部件)缓慢移动产生的拖拉而引起

的运动和动载荷，并对提升缆和CCO工具的强度进行加强。

——为避免诸如液压或电力耦合器等敏感接口在就位和对接时受到损坏，CCO宜配备柔性就位减

震器或具有避免硬接触的特点，以便采用可控的和低冲击的方式作业而不受维修船升沉运动

和CCO工具在水下设备初始就位的影响。

具定向，这样可缩小就位方位角，例如能在士45。方位轻推CCO工具进入漏斗形接口，从而减

小无导缆漏斗型接口的尺寸和复杂性。

——宜对导向柱和CCO工具漏斗型接口的间隙及由于间隙所引起的倾斜角进行检查(如果间隙

太小，CCO工具和更换部件可能发送安装错位)。

——cc0工具的接近通道一般是垂直向上的，水平通道也可(垂直通道导向框底部也应开口以免

杂质沉积)。

m(4．92ft)

——为了使作业不受限制，CCO工具在水下设备上的就位点宜至少与海床面保持1．5

以上的净空。

在某些特定地理位置，由于松软的泥土以及ROV推进器对海床冲刷，在建立海床面时需要特别

小心。

有导缆收放CcO工具接口的例子见图24～图28。

4．3．4利用成橇工具维修

4．3．4．1概述

于组件安装和回收，这些在海床上进行的独立、可控的作业不受维修船运动影响。该组件重量通常超出

浮游式ROV的提升能力，因而成橇工具应增加浮力或调整重量，或者同时采用，以便ROV上不利载荷

的传递不影响ROV的水动力特性。

成橇工具另外的一个用途是在超过ROV标准配置情况下提供动力(液压的、电力增压、流速、流量

等)，用于诸如液压即插接头、压力测试、压力冲洗，清淤等各种维修作业。

4．3．4．2成橇工具作业通常需考虑的事项

成橇工具通常安装在ROV框架的前部、后部或底部(如图1所示)。作为另外一种选择，也可将成

上操作成橇工具。宜将成橇工具安装在不妨碍管线或ROV推进器推进(从水平方向和垂直方向)的

位置。

其他需要考虑的事项如下：

——使用CCO工具橇进行部件更换时要求成橇工具具有可变浮力系统特性或固定浮力和配置系

统特性，以便在CCO工具橇空着或抓握水下部件时保持适当平衡；

——所设计的CCO工具橇本体应能承受CCO工具的提升载荷、传送物载荷、ROV及环境载荷，

特别是需考虑工具橇对ROv水动力特性施加额外拖曳力的情况}

的通道以及水下设备周围的通道；

6

21412．8—2010／碍o13628-8：2002

GB／T

——ccO工具的接近通道一般而言从上面来看是垂直的，但是水平接近通道也是可接受的(垂直

的路径引向框需要从底部打开以便让沉积的碎屑通过)}

m

——为了使作业不受限制，CCO工具橇在水下设备上的就位点宜至少与海床面保持1．5

(4．92m

ft)以上的净空[工具橇安装在底部时就位点应更高，使工具橇至少与海床面保持1．5

(4．92ft)以上的净空]。

在某些特定地理位置，由于松软的泥土以及ROV推进器对海床冲刷，在建立海床面时需要特别

小心。

4．3．5其他部件维修

4．3．5．1概述

除控制模块和油嘴以外，还可考虑使用CCO工具来安装和替换的部件有：

——插入式阀f-j(管汇或清管)；

——阀门执行器组件；

——清管球发射器；

——储能器组件；

——插入式多项流量计；

——插入式多项泵；

——化学注入模块或管汇；

——保护帽和承压帽；

——采油树或管汇的传感器(测量压力、温度、地层砂含量等)。

确定更换合适的部件时需考虑的主要因素有：

——设备所在位置；

——水深；

——更换频率；

——部件尺寸；

——部件重量。

4．3．5．2出油管和海管的连接

尽管经常出现使用ROV收放系统进行出油管、海管和跨接管连接的情况，然而，到目前为止出油

管连接还没有通用接头。

能由ROV作业的水下生产设备接口系统的设计不仅需要对设备进行局部改造，而且能对如组件

布置的主要区域产生影响。接口系统的基本要求可进一步参考附录E。

4．3．5．3控制跨接管的连接

大量已安装的控制系统脐带缆的跨接管(软管)的连接系统是由ROV完成的。这些系统由机械手

安装、或者由TDU或CCO工具橇安装。可有不同的电动或液压连接的支撑板，这取决于用途和接口

内各耦合器的数量。但是，这些连接还远没有标准化。然而，用于铺设和安装跨接管的接口类型和相关

关系应设计为能由出油管连接的维修工具来安装的形式，这样可减少专用工具的开发需求(见图32和

图33)。

4．4水下设施系统设计

4．4．1概述

首先，主要应考虑ROV和工具接近接口通道对系统设计的影响。如果维修方式和接口所处位置

不同，需要的通道会有很大不同，因而宜在设计初期就明确地记录在维修原则中。其次，系统设计考虑

的内容在第6章讨论，推荐的设计步骤见图5。

在GB／T

模式接近。与总规则的特殊差异在本部分已强调。

4．4．2总体设计原则

ROV维修宜以一种可靠的方式来完成，把对水下设施、维修工具、ROV、操作人员以及环境的潜在

13628-8：2002

GB／T21412．8—2010／ISO

损害降到最低程度。这样就要求将设备设计成在操作条件下能有效执行预定作业。

4．4．3失效保护

接口及相关操作设备应设计成这样：在ROV或维修设备的动力供应中断时，所有由ROV装配到

水下设备上的工具能以有效可靠方式释放，以便让ROV能成功回收。

4．4．4潜在损害最小化

接口宜设计成这样：在维修设备定位、对接和作业过程中将潜在损害尽量降到最小，维修接口的可

回收部分应设计成固定在水下设备的那部分发生损坏之前能脱开。

4．4．5相互作用载荷

在设计时应考虑维修设备施加在接口上的载荷。通常，载荷直接作用于结构体上的接口设计时应

考虑通过设备和结构之间的多载荷工况。

4．4．6减少干扰

设计接口时应尽可能减少与脐带缆、下放缆以及维修设备之间发生缠绕。

4．4．7定位控制

在水下设备上进行作业时应提供主动的稳定措施。在与设备接触时，应避免出现需要使用ROV

或维修工具推进器进行定点控制的情况。但这并不排除使用连续的水平推进或垂直推进以确保整个维

修作业过程中与接口保持接触状态。

4．4．8对接近通道的要求

4．4．8．1概述

使用ROV完成维修任务的水下生产设备能由以下3种位置布置接口：

——外部接口；

——从外部穿人；

——内部接口。

在接口上操作ROV所需要的接近通道的数量取决于接口所在位置。所需通道宜考虑ROV的高

度以及宽度再加上多功能机械手所需的“肘活动空间”和机械手的操作空间。在设计过程中，应充分考

虑任何一种ROV工具包的高度和宽度或有效载荷的大小。需要确保工具周围有最小的间隙以便留出

ROV的活动空间。如果海流大，则宜考虑更大的空间。另外，还宜考虑在维修中计划使用的ROV的

类型及能力。应考虑断电时，能安全回收工具。

4．4．8．2外部接口

位于水下生产设施外侧的接口可简化ROV作业、降低接近通道的空间要求以及减少对设施产生

的潜在损害。因此这是优先采用的接口位置，能通过将装置布置在设备的外侧或通过使用延伸杆从外

侧操作。然而，设备布置或保护要求并不是经常能做到。因而有时需要使用ROV作业。

4．4．8．3从外部穿入

使用ROV工具系统穿越结构物外表面接近接口，而将ROV本体停留在结构物外面的情况更需要

对空间要求进行考虑，但是这样可不需要使用延伸杆进行操作，也不需要对ROV接口进行额外的机械

m(3．28rft的情

保护。这种方法在ROV工具插入深度小于1ft)时非常适用。而对插入深度大于1

况，对接近通道的要求会变得更为复杂，并且可能对ROV及相应的工具包或两者的设计产生影响。设

计中应考虑使用TV摄像头监控操作过程。

4．4．8．4内部接口

4．4．8．4．1概述

m(3．28

m(1．64“)范围以内。当大于1ft)时，

操作接口通常位于距设备的保护面或外边缘0．5

通道应满足ROV及工具对接和操作的要求。采用这种方法，接口通常直接安装在设备上，这样能减少

使用延伸阀杆或其他遥控装置的需要。

内部操作通常用于带有大型保护结构的水下装置，这样的保护结构会使接近设备的通道受到限制。

但是，如果在设计阶段予以充分考虑，就可把这种影响降到最小。提供内部接近通道时需要考虑的事项

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GB／T21412．8--20lO／ISO13628-8：2002

将在4．4．8．4．2～4．4．8．4．4中论述。

4．4．8．4．2通道宽度

接近水下结构物内部的任一通道的宽度由以下问题或因素决定：

a)是否有垂直通道到达工作位置?

b)如果ROv需要穿越一个大于其长度的水平距离，则接近通道的宽度宜足够大以便允许ROV

掉头，包括需要为ROV脐带缆提供足够的空间。

c)ROV的选择仅限于带有倒车功能的ROV吗?

d)在给ROV供电的电源断电时，通道允许ROV及其工具能回收回来，这一点是必不可少的。

半径确定。

4．4．8．4．3通道高度

通道高度由以下几个因素决定：

a)ROV本体的高度；

b)系缆／脐带缆的最小弯曲半径和需要综合考虑的本体顶部以上的间隙；

c)任何负载／作业包的高度；

d)在给ROV供电的电源断电时，通道允许ROV及其工具能回收回来，这一点是必不可少的。

m(1．64

最少宜在ROv活动的空余空间总计算高度上下各留出0．5ft)的净空。而对于长通道的

情况，净空还宜增加。

ROV后面宜至少留出1m(3．Z8“)的间隙，以便在对接和定位操作时留出一些自由空间，以及满

足具有不同特性的机械手的作业需要(参见附录B)。

然而，需要考虑的另外一个因素是与最小活动高度有关的对接位置高度，如果对接作业需要ROV

m(1．64

在接近通道底部以上留有超过0．5ft)的净空时，通道高度(至少是局部高度)应相应地增加。

4．4．6．4．4垂直通道

带有垂直通道的工作点需要为ROV留出额外的进入空间。该空间大小取决于工作点的深度。

m(0．98ft)。

从ROV本体最低点到维修作业(检查、清洗、工具对接等)的垂直距离宜不超过o．3

推荐的空间要求或到结构物内的垂直深度见表1。