Τα μη επανδρωμένα οχήματα ενδέχεται να πάρουν σύντομα υποθαλάσσιο κατάλυμα

Το όχημα κατοικίας της Modus Seabed Intervention για σταθμό υπεράκτιας αιολικής σύνδεσης (Φωτογραφία: Osbit)

Το υβριδικό ROV / AUV του Saab Seaeye's Sabertooth (φωτογραφία: Saab)

Η πλατφόρμα Hydrone της Saipem, που παρουσιάζεται στο MCE Deepwater Development (Φωτογραφία: Elaine Maslin)

Ο σταθμός βάσης drone του Stinger, ο οποίος εμφανίζεται στην υποθαλάσσια κοιλάδα της Νορβηγίας (φωτογραφία: Elaine Maslin)

Η έννοια της Ελευθερίας του Oceaneering, που εκτίθεται στην Subsea Valley στη Νορβηγία (Φωτογραφία: Elaine Maslin)

Previous Next

Τα ρομποτικά συστήματα κινούνται πλησιέστερα προς το να μπορούν να "ζουν" σε σταθμούς υποθαλάσσιας φόρτωσης, ως μόνιμα εγκατεστημένα υποβρύχια οχήματα.

Για τα 40 χρόνια που η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου λειτουργεί υποθαλάσσια, σημειώθηκε σταδιακή εξέλιξη στην τεχνολογία που χρησιμοποιεί. Τα τηλεκατευθυνόμενα οχήματα (ROVs), που έχουν κατασκευαστεί για να εκτελούν υποβρύχια καθήκοντα αντί για δύτες, έχουν εξελιχθεί από αρκετά αργές μηχανές μέχρι σήμερα ικανά και σύνθετα οχήματα, με πολλά τώρα ηλεκτρικά κινούμενα.

Τα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUVs), τα οποία λειτουργούν χωρίς ιμάντα (ομφάλια), συμπληρώνουν τώρα τις λειτουργίες ROV, παρέχοντας μια εναλλακτική λύση για τις επιθεωρήσεις, συμπεριλαμβανομένου του αγωγού. Υπάρχει όμως και ένας άλλος νεοεισερχόμενος στην υποθαλάσσια αγορά: οχήματα που διαμένουν, από κατοίκους ROV σε υβριδικά οχήματα.

Γιατί;
Ένας από τους βασικούς παράγοντες είναι η μείωση του κόστους. Τα σκάφη υποστήριξης ROV κοστίζουν πολύ. Αφαιρέστε την ανάγκη για το σκάφος και αφαιρέστε ένα σημαντικό ποσοστό του κόστους των επιχειρήσεων, ο Tom Glancy του Statoil, ο Χάρτης και οι Γεωγραφικές πληροφορίες για τον αγωγό αγωγών, δήλωσε στο Διεθνές Σύνδεσμο Παραγωγών Πετρελαίου και Αερίου στο Στάβανγκερ το περασμένο έτος.

Η κατοχή υποθαλάσσιου οχήματος σε "γκαράζ" ή σταθμούς σύνδεσης θα μπορούσε επίσης να μειώσει το χρόνο αναμονής, τις λειτουργικές δαπάνες σε δύσκολες συνθήκες και τα θέματα υγείας, ασφάλειας και περιβάλλοντος. Θα μπορούσε επίσης να σημαίνει τη δυνατότητα συλλογής περισσότερων δεδομένων και μέσου ταχύτερου χρόνου απόκρισης. Ένας άλλος οδηγός είναι η κίνηση των εταιρειών πετρελαίου σε ολοένα και πιο βαθιά νερά.

Τι έχει γίνει;
Δεν είναι μια νέα ιδέα. Η Cybernetix, η οποία τώρα είναι μέλος της TechnipFMC, ανέπτυξε την ιδέα του Swimmer - ένα λεωφορείο για να παραδώσει ένα ROV κατηγορίας εργασίας σε έναν υποθαλάσσιο σταθμό σύνδεσης - και στη συνέχεια το concept ALIVE (αυτόνομο ελαφρύ μέσο επέμβασης) (παρέμβαση-AUV ή I- AUV) στα τέλη της δεκαετίας του 1990 στις αρχές της δεκαετίας του 2000.

Ο υποθαλάσσιος τομέας 7 αναπτύσσει εδώ και καιρό την έννοια του κατοίκου αυτόνομης επιθεώρησης (AIV) και τα τελευταία χρόνια έχει δοκιμάσει το όχημα στην ανοικτή θάλασσα, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας σύνδεσης. Η BG Group, τώρα μέλος της Shell, ανέπτυξε το FlatFish AUV, με τη βοήθεια του γερμανικού ερευνητικού ινστιτούτου DFKI και των ερευνητικών οργανισμών της Βραζιλίας. Πρόκειται για ένα όχημα επιθεώρησης και έρευνας το οποίο είχε ως στόχο να μπορεί να εκτοξευθεί από μια πλωτή πλατφόρμα παραγωγής ή ένα υποθαλάσσιο υπόγειο. (διαβάστε περισσότερα τον Νοέμβριο / Δεκέμβριο του 2016 MTR). Τον Μάρτιο, η Saipem και η Shell συμφώνησαν να συνεργαστούν για να εμπορευθούν το FlatFish.

Υπάρχει τώρα αυξανόμενο ενδιαφέρον από άλλους χειρουργούς. Από το 2016, ο νορβηγός φορέας εκμετάλλευσης πετρελαίου και φυσικού αερίου Statoil επενδύει σε προγράμματα δοκιμών σε υποθαλάσσια οχήματα, αρχικά χρησιμοποιώντας υπάρχοντες ηλεκτροκινητήρες ROV. Ο χειριστής παίρνει την ιδέα τόσο σοβαρά ώστε μια νέα φράση, το υποβρύχιο σφύριγμα παρέμβασης (UID), έχει δημιουργηθεί (και εμπορικά σήματα).

Saab Seaeye
Ένα όχημα που λειτουργεί ήδη στην αγορά είναι το Saber Seaeye's Sabertooth. Το Sabertooth, το οποίο παρουσίασε την δυνατότητα σύνδεσης στο 2013, είναι ένα υβριδικό ROV / AUV που αιωρείται. Το Sabertooth μπορεί να λειτουργήσει ως AUV, ROV και υβριδικό, έχει προσαρμοστικότητα ωφέλιμου φορτίου - το οποίο θα μπορούσε σύντομα να περιλαμβάνει και ηλεκτρικό χειριστή κλάσης εργασίας - και μπορεί να λειτουργήσει σε βάθος 3000m νερού (με στόχο για 4500m). Μπορεί να λειτουργήσει μέσω ενός λεπτής επικοινωνίας / ελέγχου σε πραγματικό χρόνο με οπτική δέσμη οπτικών ινών σε διαδρομές εκτόξευσης έως και 12 χλμ. Και μπορεί να λειτουργήσει πολύ περισσότερο σε λειτουργία AUV χωρίς το καλώδιο οπτικών ινών.

Για αυτόνομες λειτουργίες, ο Sabertooth είναι εφοδιασμένος με αντιδραστικό έλεγχο αισθητήρων και βελτιωμένες δυνατότητες πλοήγησης, αναφέρει ο Peter Erkers, διευθυντής πωλήσεων, υποβρύχια συστήματα, κατά τη διάρκεια της διάσκεψης της Subsea Valley στο Όσλο τον Μάρτιο. Αυτές οι δυνατότητες, συμπεριλαμβανομένης της αυτόνομης σύνδεσης, κατέλαβαν τον Sabertooth στο ιταλικό εργοστάσιο πετρελαίου Eni's Clean Sea, ένα σύστημα επιτήρησης υποθαλάσσιων επιφανειών για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων, προκαταρκτικές έρευνες κατά μήκος γραμμών ροής και αγωγών και επιθεώρηση συστημάτων υποθαλάσσιας παραγωγής.

Ένα Sabertooth χρησιμοποιείται επίσης σε ένα σύστημα κατοίκων για αιολικούς σταθμούς ανοικτής θάλασσας, που αναπτύσσονται από το Ηνωμένο Βασίλειο Modus Seabed Intervention, με την εταιρία μηχανικών Osbit και το Offshore ανανεώσιμης ενέργειας καταπέλτη. Φέτος, ο Modus θα δοκιμάσει ένα σταθμό σύνδεσης AUV με ένα Sabertooth, για επαναφόρτιση και επικοινωνίες, σε μια εσωτερική δεξαμενή πριν από την έξοδό του σε ένα αιολικό πάρκο που ανήκει στην Innogy, το Gwynt y Mor.

Σε λειτουργία AUV, ο Sabertooth έχει ήδη πραγματοποιήσει παρακολούθηση αγωγών πολλαπλών οπών, παρακολούθηση αγωγών μαγνητόμετρου / βηματόμετρου και δειγματοληψίας πυθμένα ιζήματος. Ένα εργαλείο ηλεκτρικής ροπής και ένας αισθητήρας Orion για την ανίχνευση θαμμένων αγωγών ή παρακολούθησης καλωδίων έχουν επίσης αναπτυχθεί.

Η Saab Seaeye έχει επίσης σχέδια για αυτόνομες μετρήσεις ασύρματης καθοδικής προστασίας, χρησιμοποιώντας τεχνολογία αισθητήρων κλίσης πεδίου. Επίσης, εργάζεται για την αυτόνομη επιθεώρηση δομών και την επιθεώρηση της αλυσίδας καταδύσεων / ομφάλιας / πρόσδεσης, με δοκιμές σε όλους αυτούς τους τομείς προγραμματισμένες για το τρέχον έτος.

Επιπλέον, η Saab Seaeye επεξεργάζεται αναγνωριστικά βασισμένα σε χαρακτηριστικά για πλοήγηση, βελτιωμένη διατήρηση σταθμών, απομακρυσμένο έλεγχο από μη επανδρωμένο σκάφος επιφάνειας (ASV) και επίσης να επιδείξει και να εμπορευτεί την πλοήγηση 3D εδάφους και την αναγνώριση 3D αντικειμένων. Σε αυτό θα προστεθεί η 3D απεικόνιση και η δυνατότητα 3D όρασης, για την ενίσχυση της ικανότητας παρακολούθησης / πλοήγησης, της εκτίμησης θέσης, της στερεοφωνικής όρασης και της δυνατότητας υπολογισμού των αποστάσεων σε αντικείμενα, λέει ο Erkers.

Για τη μακροπρόθεσμη κατοίκηση, η Saab Seaeye σχεδιάζει να προσθέσει δυνατότητες επαναφόρτισης και φόρτωσης / λήψης δεδομένων και στη συνέχεια να πραγματοποιήσει μακροχρόνιες δοκιμές και πρόγραμμα βελτίωσης της αξιοπιστίας.

Η Saab Seaeye αναπτύσσει επίσης τον δικό της ηλεκτρικό χειριστή, ισοδύναμο σε μέγεθος και ισχύ με έναν βιομηχανικό χειριστή ROV κατηγορίας εργασίας, όπως το Schilling T4. Πρωτότυπες κοινές δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στα τέλη του περασμένου έτους και πρόκειται να κυκλοφορήσουν στην αγορά το 4ο τρίμηνο του 2018. Η Saab εξετάζει επίσης και άλλα ηλεκτρικά εργαλεία.

"Ο Sabertooth δεν είναι μια ROV κατηγορίας εργασίας", λέει ο Erkers. "Είναι ένα AUV που έχει δυνατότητες που δεν έχουν άλλες AUV. Δεν είναι εύκολο να αναπτυχθεί αυτός ο τύπος συστήματος. Το 2015, η Saab Seaeye απέδειξε ότι είχε όλα όσα χρειάζονταν για να έχει αυτόνομη συμπεριφορά - αυτόματη προσγείωση, διατήρηση σταθμών, πλοήγηση 3D εδάφους. Η Eni Cleansea είναι 10 χρόνια μπροστά από την Statoil. "

Ελευθερία
Μια από τις τελευταίες έννοιες που αναδύονται στην αγορά είναι η ελευθερία του Oceaneering. Η Oceaneering αναφέρει ότι το όχημα μήκους 3,3 μέτρων θα είναι σε θέση να πραγματοποιεί επιθεωρήσεις, προηγμένες έρευνες και έργα ελαφριάς επέμβασης, υπό αρθρωτό σχεδιασμό.

Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να ρυθμιστεί για την αποστολή που απαιτείται.

"Η ελευθερία θα είναι αυτόνομη ή με λειτουργία ελέγχου σε πραγματικό χρόνο", λέει ο Arve Iversen, ROV Operations Manager, Oceaneering, κατά τη διάρκεια της υποθαλάσσιας κοιλάδας. "Θα είναι ελεύθερη κολύμβηση ή προσδεδεμένη, μακριά και με πιθανή κατοίκηση για μεγάλες χρονικές περιόδους".

Η ελευθερία θα έχει ένα κοινό κεντρικό τμήμα, τα συστατικά του συστήματος στέγασης που θα υποστηρίξει τέσσερις διαφορετικές διαμορφώσεις οχημάτων: επιθεώρηση και ελαφριά επέμβαση. ρυμουλκούμενη έρευνα μεγάλης εμβέλειας και επιθεώρηση μεγάλης εμβέλειας. Οι διαφορετικές διαμορφώσεις δημιουργούνται με την απενεργοποίηση των οχημάτων και των οπίσθιων τμημάτων των οχημάτων. Το όχημα θα έχει επίσης πρόσβαση σε μια σουίτα εργαλείων παρέμβασης, αποθηκευμένη στη θάλασσα.

Ως εγχώριο όχημα, η Freedom θα λειτουργεί από έναν ή περισσότερους σταθμούς σύνδεσης, οι οποίοι παρέχουν ενέργεια για επαναφόρτιση, εργαλειομηχανή και φόρτωση και λήψη δεδομένων. Αυτό θα είναι σε ένα πλαίσιο, κάθεται σε μια υποθαλάσσια βάση (αγκύρωση αναρρόφησης), η οποία περιέχει ένα καλάθι εκτόξευσης και ανάκτησης και βάσης. Το καλάθι θα χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση του οχήματος για οποιαδήποτε συντήρηση κ.λπ.

Ο σταθμός σύνδεσης θα φιλοξενήσει επίσης τα στοιχεία του συστήματος, όπως τα βοηθήματα πλοήγησης, τα πακέτα μπαταριών και την υποδομή ελέγχου, καθώς και ένα ραδιοφωνικό φάρο για το όχημα στο σπίτι, λέει ο Iversen. Ο Iversen λέει ότι το όχημα θα είναι σε θέση να πάει σε 50 χιλιόμετρα εκδρομής, untethered. Το Oceaneering στοχεύει στις πρωτοπόρες offshore πρωτοκόλλου Q2 το επόμενο έτος.

«Ψάχνουμε λύσεις όπου εάν δεν διαθέτετε επαρκή ισχύ εάν συνδέεστε με υπάρχοντα πεδία δεν έχουμε κανένα δίκτυο εξουσίας ή επικοινωνίας, όπως πρέπει να βρείτε άλλες λύσεις», προσθέτει. «Ψάχνουμε να χρησιμοποιούμε σημαντήρες επικοινωνίας, κυματοθραύστες για να φορτίζουμε τη δύναμη. Για νέα πεδία, είναι σημαντικό να σχεδιάσετε αυτές τις τεχνολογίες από την αρχή. Πρέπει να χτυπήσετε μπαταρίες φόρτισης στο σταθμό σύνδεσης. "

Hydrone
Η Saipem έχει επίσης μια φιλοσοφία κατοικίας, η οποία είναι μέρος ενός στόλου οχημάτων, με την ετικέτα της πλατφόρμας Hydrone. Η πλατφόρμα SonSub Hydrone έχει σχεδιαστεί για να παρέχει υπηρεσίες υποθαλάσσιων ζωής και περιλαμβάνει το Hydrone R, ένα αυτοκίνητο κάτοικος, το Hydrone W (ROV με ημιτελική θέση εργασίας) και το Hydrone S (μια προηγμένη μονάδα ελέγχου και επιθεώρησης). Θα χρησιμοποιούσαν σταθμούς βάσης υποθαλάσσιας, που ονομάζονταν ByBase (για μόνιμη ανάπτυξη) και HyBuoy (πλωτήρας ισχύος και επικοινωνίας για προσωρινή / μόνιμη ανάπτυξη), καθώς και από σκάφος, όταν αυτό ήταν απαραίτητο. Το Hydrone R περιγράφεται ως ικανό να λειτουργεί ως ROV, χωρίς ROV και AUV και δεν μπορεί να λειτουργήσει σε βάθος 3,000 μέτρων, σύμφωνα με μια παρουσίαση του Stefano Meggio στο MCE Deepwater Development στο Μιλάνο. Θα ήταν σε θέση να μετακινηθεί μεταξύ των διαφόρων υποθαλάσσιων γκαράζ, τα οποία θα στεγάζονταν επίσης σε διάφορους εξοπλισμούς, καθώς και εγκαταστάσεις επαναφόρτισης και θα ήταν ανοικτά για την ολοκλήρωση εξαρτημάτων τρίτων, δήλωσε ο Giovanni Massari, διευθυντής έργου Saipem. Μπέργκεν. Η μονάδα Hydrone R θα ελέγχεται από ένα πλοίο παραγωγής ή από την ακτή. Θα είχε επίσης ένα "μενού" αυτοματοποιημένων αποστολών, οι οποίες θα μπορούσαν να επιλεγούν εξ αποστάσεως από υπεράκτιες επιχειρήσεις και να υλοποιηθούν αυτόνομα από το Hydrone-R.

Το Hydrone-S είναι ένας "προηγμένος κάτοικος AUV", λέει ο Meggio, με ένα εναλλάξιμο εργαλείο, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει σε βάθος 3,000 μέτρων, με αντοχή 8-12 ωρών και ικανότητα εξορκισμού 50 χιλιομέτρων.

Η Saipem έχει ήδη δοκιμάσει την ικανότητα των απομακρυσμένων λειτουργιών με το Innovator ROV, που αναπτύχθηκε από το σκάφος Castorone pipelay με έλεγχο από την ανοικτή θάλασσα στο Aberdeen μέσω δορυφόρου. Η Meggio λέει ότι η ιδέα FlatFIsh θα μοιραστεί τις τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν από τη Saipem για την πλατφόρμα Hydrone.

Ευκαμψία
Η ελπίδα του Statoil είναι ότι ενώ μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές λύσεις οχήματος, θα "συνδέονται" στην ίδια πρίζα, σαν να συνδέουμε διαφορετικές συσκευές στις ίδιες υποδοχές στα σπίτια μας. Για το σκοπό αυτό, η Statoil έχει έναν χάρτη πορείας για να δει μια αποδεδειγμένη στον αγροτικό σταθμό αγκιστρισμού οχήματος σε ένα σύστημα παραγωγής υποθαλάσσιων πλοίων το 2020-23, έτοιμο να δοκιμάσει ένα UID που μπορεί να κολυμπήσει αυτόνομα μεταξύ σταθμών και να εκτελέσει εργασίες επιθεώρησης και IMR.

Στην πραγματικότητα, η νορβηγική εταιρεία Stinger αναπτύσσει ένα σταθμό σύνδεσης UID ικανό να υποστηρίξει οποιοδήποτε όχημα που κατοικεί. Ο Bjarte Langeland, Διευθύνων Σύμβουλος της Singer, δήλωσε ότι η εταιρεία σχεδιάζει δύο συστήματα: σταθμό σύνδεσης UID και "μικρή αδελφή" της, μια πρίζα που μπορεί να υποστηρίξει πολλαπλές ανάγκες σε ενέργεια και επικοινωνίες αλλά με μικρότερο αποτύπωμα.

Ο σταθμός σύνδεσης UID μήκους 9 μέτρων θα είναι αρθρωτός και θα μπορούσε να είναι ένας ανεξάρτητος σταθμός ή να εγκατασταθεί μέσα σε ένα πρότυπο παραγωγής, λέει ο Langeland. Θα περιλάμβανε ένα όχημα "πλάκα προσγείωσης" και μια πλάκα επαγωγής εργαλείου, για διάφορα εναλλάξιμα εργαλεία και αισθητήρες για χρήση των κατοίκων. Η Statoil σχεδιάζει μια σειρά δοκιμαστικών εγκαταστάσεων με το εν λόγω σύστημα ανοικτής θάλασσας στον τομέα του Åsgard και σε παράκτιες περιοχές, στο πλαίσιο των εργασιών προετοιμασίας. Αυτά θα έχουν επαγωγική παροχή ισχύος "Lego" και σημεία ασύρματης επικοινωνίας για την σύνδεση των οχημάτων, πράγμα που σημαίνει επίσης ότι οι θαλάσσιες λειτουργίες θα δουν ζωντανά ποια εργαλεία υπάρχουν και πόσο καλά φορτισμένα είναι κλπ. Ο σταθμός σύνδεσης έχουν επίσης μπαταρίες, έναν αμφίδρομο έξυπνο φορτιστή.

Είναι εμπορικό;
Η Glancy αναφέρει ότι η έννοια του UID θα μπορούσε να είναι πιο ελκυστική εάν μπορούσε να είναι μια κοινή υπηρεσία, για παράδειγμα, λειτουργεί σε μια κοινή επιχείρηση ή μισθώθηκε σε άλλους φορείς εκμετάλλευσης, καθώς και για μη στρατιωτικές, επιτήρησης, ασφάλειας ή άλλες εφαρμογές χαρτογράφησης. Περαιτέρω στο μέλλον, τα μη επανδρωμένα σκάφη επιφανείας θα μπορούσαν να βοηθήσουν τις μη επανδρωμένες υποθαλάσσιες επιχειρήσεις.

Ο Glancy αναφέρει ότι εξακολουθούν να υπάρχουν διάφορες προκλήσεις, συμπεριλαμβανομένης της ετοιμότητας της υποθαλάσσιας υποδομής για κατοίκους, της ρύθμισης σχετικά με τα μη επανδρωμένα οχήματα και του σκεπτικισμού και της αντίστασης στην αλλαγή. Όμως, με μια σειρά από χάρτες πορείας, από πωλητές σε φορείς εκμετάλλευσης και παρόχους υπηρεσιών, υποθαλάσσια οχήματα κατοικίας είναι απλώς θέμα χρόνου.


(Όπως δημοσιεύθηκε στην έκδοση του Μαΐου 2018 του Reporter για τη θαλάσσια τεχνολογία )