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引言

        在海洋工程和海上风电领域，中国再次展现了其创新和自主研发的实力。首台全国产、亚洲最大功率履带自行进式海底管缆埋设机器人成功完成首个海上风电后埋缆施工作业，标志着我国重大型海底智能作业装备、海底作业能力迈上新台阶。

行业背景

       全球海上风电建设如火如荼，中国速度一马当先，截止2023年，中国海上风电累计装机容量超过除英国外的欧盟总和，充分彰显了中国发展清洁可再生能源的雄心壮志。但是，由于起步晚、基础差，导致装备严重落后于欧美，过去十年，有数万公里的电缆采用简易的工艺被铺设在海底，施工效率低、工程质量低、工程界面复杂、施工过程体验感差、安全隐患多。是什么导致了装备的差距？

图 海底埋缆国内如今普遍采用的传统施工工艺（图片来源于网络，如有侵权，请联系我们第一时间替换或删除）

       上世纪80年代，欧美开始大规模建设跨大西洋海底电缆，由于电缆长期搁置在海底，洋流扰动、海床冲刷、动物啃咬、船舶抛锚、坠物等的影响，都会造成电缆的损伤、疲劳、断裂，因此需要把电缆埋在海床以下，深度大约在2-5米不等。基于这一需求，欧美一些公司开始研发专门用于海底电缆、管道埋设的海底作业装备。直至现在，欧美公司的海底挖沟机已经发展了很多代，技术非常成熟，装备智能化水平高，可靠性高。但同时伴随的是装备的价格也相当惊人，单台售价甚至高达一两个亿。经过近50年的更新迭代和标准化建设，欧美在这一领域对发展中国家形成了超高的技术和产业化壁垒。中国海上风电的发展比欧美晚了大约7-8年，不算多，但是在高端海洋装备应用方面，却比欧美足足晚了30多年。

图 TE SubCom 公司的RELIANCE级铺缆船

       欧美海工承包商，由于海底工程作业经验丰富，规模化效益突出，公司底蕴深厚，借助快速发展的海上风电机遇，这些承包商充分发挥装备先进、分工专业化的优势，赚的盆满钵满。然而中国海上风电上游蓬勃发展的背后，却是中下游承包商的利润空间被一再挤压，无力改变施工工艺、提高施工效率、不断内卷，则意味着将面临被淘汰出局的现实困境。换句话说，中国海上风电工程建设模式迫切需要转型升级！

技术突破

       针对这一现实情况，深海智人（广州）技术有限公司充分考虑实际工况需求，充分借鉴现阶段欧美海上风电先铺后埋的专业化分工优势、尽可能满足国内海上风电向精细化转型的现实要求、中国海域的实际环境状况、中国承包商的经济性考虑等等。开发落地了国内首台全自主研制、全国产化供应链、亚洲功率最大的海底管缆埋设机器人，前段时间先后在珠海、广州南沙、惠州海域完成了沙滩开沟测试、码头浸没测试、近海下潜开沟测试，并命名为“金牛座”，寓意“坚韧、稳定、实用、强劲”。

图 深海智人公司“金牛座”海底管缆埋设机器人

图 深海智人公司“金牛座”海底管缆埋设机器人在惠州海域测试

       在进行完完整且科学、标准的测试程序后，2024年5月23日，“金牛座”海底挖沟机在湛江南油码头，搭载一艘央企配置先进的DP2动力定位海工支持母船，在徐闻海域某风场顺利完成了首次海上施工作业任务。这一重大突破不仅展现了中国在海洋高端工程领域的技术实力，为中国海洋资源的开发和利用提供了强有力的支持，更为在内卷中迷茫的海风上下游参与者提供了全新解决方案。

图 深海智人公司“金牛座”海底管缆埋设机器人本次工程搭载的动力定位母船停靠在湛江南油码头

创新设计

       “金牛座”海底管缆埋设机器人采用履带自行走式海底运动模式，功率超过1600马力，后置集成主高压射流开沟组件，设计最大适应水深500米，最大单次冲射开沟能力达到5米。研发过程中赋予了多项创新设计，包括模块化的作业单元和机构设计、可选高低中配机电液控接口设计、可大范围调整的浮力方案设计、拓扑化的故障自动诊断和界面设计、自动巡航作业功能方案设计、防履带打滑综合解决方案等，能够精确控制埋缆深度、自适应缆线轨迹，确保施工质量和效率。

首次实际工程施工

       本次后埋缆施工作业的地点位于湛江市徐闻离岸40公里的海域，水深25米左右，由于地处琼州海峡附近，加之近日广东恶劣的阴雨天气，导致该施工海域海流流速超高，水下能见度极差，同时，原始铺设电缆路由坐标缺失、不准确，给施工带来了巨大挑战！“金牛座”挖沟机搭载深海液压动力单元和可调压力流量潜水泵，与母船只通过一根光电复合脐带缆实现电力和通信供给，作业界面极其简洁。在只依赖单台声纳、超短基线无法准确定位电缆后，额外增加一台声纳及利用电磁感应原理的TSS管线探测传感器，快速对电缆完成精确定位，待挖沟机在海底调整好姿态后，便开始了连续无中断挖沟埋缆作业。整个埋缆过程十分平滑、稳定、高效，未出现任何打滑、下陷情况，压力补偿系统、液压功能系统各项指标示数良好，未出现异常报警，充分证明了其可靠性和稳定性。

图 深海智人公司“金牛座”海底管缆埋设机器人水面控制室

       本次埋缆作业由于是首次作业，领航员尽量控制了行驶速度，平均实现埋缆速度250-350m/h，个别点位达到500m/h，整机开启了大约50%的功率，便轻松实现了3-3.5m的埋深（“金牛座挖沟机”设计最大单次埋深可达5米）。   

意义重大

图 深海智人公司“金牛座”海底管缆埋设机器人完成作业后回收