科研成果研究开发人才培养

上海交通大学海洋水下工程科学研究院的研究开发方向

1、 在积极转化大深度饱和潜水科研成果的同时,为500m氢氧深潜水实验研究的更高目标做好准备

    人员直接潜水仍是目前水下作业的必要手段,为了缩小在这一领域与西方发达国家的差距,拟在不远的未来开展更大深度的500m潜水,并采用国内目前未掌握的先进的氢氧饱和潜水技术。因技术难度较大,拟在"十五"期间准备、"十一五"期间实施。与此同时,海洋开发和国防建设都迫切需要我国具备300m以浅的实海综合作业能力,以满足大陆架海洋石油、天然气勘探、开采的潜水作业需要,并能适应类似"库尔斯克"号核潜艇沉没等突发事故对潜水救助和潜水支持的需要。
                         

 

2、 加大无人遥控潜水器和载人潜水器的研制力度,实施产业化规模经营

    无人遥控潜水器(ROV)是无人潜水的重要设备。由于ROV具有安全、经济、高效和作业深度大等突出特点,在世界上得到了越来越广泛的应用。因此,我国急需加大ROV的研制力度,尽快建设一个综合配套的ROV研制基地,五年内形成系列化作业型ROV研制能力,为国内相关企业提供高性能的ROV设备,抢占国内外水下工程服务市场。近期结合深海基因采样工程,研究3000米极端环境下使用的采样ROV。在这方面需进一步转化和开发的技术有:水下低比重、耐腐蚀、高强度结构材料;大深度、低比重浮力材料;高性能、高可靠性、标准化和系列化ROV推进器;标准化水下电缆和密封接插件;标准化电子控制模块;声、电、磁及压力传感器以及多功能水下机器手等。
载人潜水器是一种可进行海洋考察、搜索、打捞、水下作业和救生的潜水设备。90年代是大深度载人潜水器发展的成熟期。和ROV的状况一样,目前,国内可用于大洋资源开发的大深度载人潜水器还没有。
产业化开发深海运载器,关键技术在于总体系统集成技术、水下智能控制技术、特种材料应用及结构设计技术,特种装置设计制造技术,特种动力技术以及水下通讯技术等。这些关键技术拟采用目前市场经济条件下国际惯用手段来解决,即引进关键技术和设备,在国内消化吸收的前提下,以市场需求为导向,开展自主的系统集成研究,进而进行国产化配套。
根据我国勘查富钴结壳、热液矿硫化物和深海生物资源等的计划目标及时间要求,利用现有的国际合作机遇,在我国可能承担的经济能力下,分阶段达到我国发展深海运载技术的基本目标,在总体集成技术、特种结构及新材料应用、特种装置技术、特种动力技术等关键高技术上取得突破。

                     

3、 开发和利用水下检测和施工工艺技术,扩大应用市场

     水下检测和施工工艺技术包括:水下搜索、定位、观察、测量、记录、分析以及维修工艺、材料和工具等。多年来海科院在这方面做了大量的研究和开发工作。引进和研制了系列化的水下电视(包括水下浑水电视,水下测量电视)、声纳、水下照明、水下切割、钻孔、打磨工具以及水下超短基线定位系统等。这些技术被广泛用于全国的水库大坝和水下管道检测维修,也为水下工程监理提供了重要手段。目前存在的问题是,检测设备不配套,功能局限,海上作业能力差,不能适应海上大范围、大深度的检测和定位。近期需重点开发和配套二种检测设备:
一种是检测水下管线的定位、走向和埋深。主要用磁场的方法,初期发展的设备要求在管线上通小量的电流或音频讯号,以此可以检测水下管线相对于水中传感器的精确距离,并配合其它测深设备,可以确定管线在海底以下的埋深。另一种重要的水下检测手段就是管线泄漏检测技术,检测水下管线的泄漏可以从管道内部进行检测(称内检)或外部进行泄漏检测(称外检)。对海底管道主要是用外检的方法,目前主要用二种方法,大多数捡漏装置是采用水听的方法,亦有用碳氢化合物(即烃)的检测。

4、 开发水下管线和电缆埋设,检测和维修技术和设备,提高国产化应用规模和水平

    随着人类在海上的活动日益增多,海底管线及电缆的埋设成为了对海底管线及电缆进行保护的有效手段。目前,一般要求将电缆及管线埋在海底2米深左右,在港口及人类作业活动频繁地区,埋深更大,有的达到15米。国内外常用的埋设工具有埋设犁和喷水开沟埋设机。埋设犁的关键技术在于犁刀的设计及埋设深度的控制。喷水开沟埋设机则是利用高压水射流技术在海底开沟,关键技术在于喷口的设计以及埋设机姿态控制。
深海水下维修装置的技术日趋完善,一般它包括一个水下作业装置,以及潜水员运载仓以及相应的减压系统和生命支持系统。
目前我国还没有进行大深度水下管线维修的水下作业装置。本项任务的目标是经过10年的努力,使我国的深海水下作业施工技术达到世界先进水平。具体通过2002~2005年的研究,以海底管线检测与维修装置为具体目标,实现水下400米载人作业,通过2006~2010年的扩展研究阶段,以海底实现水下1000米载人作业。同时,开发大埋深(10米)电缆埋设系统。

                            

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