Διαμονή στην Αναμονή

Η AIV της i-Tech 7 πραγματοποίησε δοκιμές με την Equinor. (Φωτογραφία: i-Tech 7)

Είναι εδώ και πολύ καιρό ένα όραμα να έχουμε υποβρύχια οχήματα ικανά να υποστηρίξουν τις υποθαλάσσιες επιχειρήσεις χωρίς να εξαρτώνται από ένα πλοίο επιφανείας. Είμαστε πιο κοντά σε αυτό το όραμα από ποτέ άλλοτε, αλλά τι είναι καινούργιο που δεν υπήρχε πριν για να συμβεί αυτό;

Νωρίτερα φέτος, επιτεύχθηκε κάτι ορόσημο στα υποβρύχια οχήματα στην επιχείρηση πετρελαίου και φυσικού αερίου. Ένα αυτόνομο υποβρύχιο όχημα (AUV) ασύρματα συνδέθηκε, χρέωσε και κατέβασμα δεδομένων, όλα επαγωγικά, με απομακρυσμένο αυτοματοποιημένο έλεγχο και ζωντανό οπτικό έλεγχο κατά τη διάρκεια επίδειξης σε λίμνη της Σουηδίας. Η αποβάθρα ήταν η ανοιχτή στάση υποθαλάσσιας βάσης της Equinor (SDS) και το όχημα ήταν Saber Seaeye's Sabertooth.

Είναι ένα βήμα προς την κατεύθυνση της κατοχής των οχημάτων μόνιμα υποθαλάσσιων υποβρυχίων και περισσότερες τέτοιες διαδηλώσεις έρχονται καθώς άλλοι θέτουν τα νέα τους οχήματα στη δοκιμή. Αλλά, μερικοί θα πουν ότι είμαστε εδώ πριν. αυτό δοκιμάστηκε στη δεκαετία του 1990. Λοιπόν, τι νέα? Είναι ένας συνδυασμός δυνάμεων - οδηγείται από την αγορά και οδηγείται από την τεχνολογία.

Για τον Gro Stakkestad, διευθυντή της υποβρύχιας παρέμβασης και της επισκευής αγωγών, στην Equinor, είναι ένας συνδυασμός της ύφεσης, μιας προσπάθειας για αυτοματοποίηση και αύξηση της περιβαλλοντικής ευαισθητοποίησης. Ο Steffan Lindsø, Διευθυντής της Αναδυόμενης Τεχνολογίας στην Ευρώπη, στην Oceaneering, λέει ότι η υπεράκτια επικοινωνία αποτελεί το κύριο στοιχείο που λείπει, καθώς και οι τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα της μπαταρίας και της πλοήγησης, ενώ ο Sean Halpin, Διευθυντής, Διαχείριση Προϊόντων και Μάρκετινγκ στο νέο Houston Mechatronics, λέει ότι η μείωση του κόστους και η πρόσβαση στην υπολογιστική ισχύ είναι μεγάλοι οδηγοί. Οι κινήσεις προς όλες τις υποδομές ηλεκτρικού πεδίου θα βοηθήσουν επίσης.

Το τελευταίο κομμάτι
Για τον Jan Siesjö, ο επικεφαλής μηχανικός του Saab Seaeye, συγκεντρώνοντας τη φόρτωση, φόρτωση και λήψη δεδομένων, ήταν το τελευταίο κομμάτι του παζλ για να φέρει αυτή την ικανότητα στο πεδίο. Αλλά, υπήρξαν πολλές άλλες εργασίες στο παρασκήνιο, κυρίως γύρω από τις δυνατότητες απομακρυσμένου ελέγχου.

"Ο τηλεχειρισμός σε μεγάλες αποστάσεις μπορεί να φανεί απλός, αλλά για να γίνει αξιόπιστος χρειάζεστε πολλά πράγματα στη θέση του. Δεν είναι απλώς η αποστολή εντολών μέσω του Διαδικτύου, υπάρχουν συστήματα που μπορούν να διατηρηθούν ασφαλή, να διατηρηθούν έτσι ώστε να μην πάνε στραβά και αν κάτι πάει στραβά δεν είναι τόσο περίπλοκο που χρειάζεστε έναν μηχανικό πανεπιστημίου για να το διορθώσετε. περιλαμβάνει τη διατήρηση σταθμών, την πλοήγηση σημείων και την αποφυγή εμποδίων.

Από την πλευρά των επικοινωνιών, η Saab Seaeye συνεργάζεται με την Boeing, τρέχοντας ένα ελαφρύ μοντέλο λεοπάρδαλης που λειτουργεί με τηλεχειρισμό υποβρύχιο όχημα (ROV) μέσω δορυφορικής ζεύξης σε όλες τις ΗΠΑ, κάνοντας χειριστή, συνδέσεις ζευγαρώματος, ιπτάμενες αποστολές, Είχαμε κάποιους πολύ αυστηρούς περιορισμούς, μόλις 1mb / sec, και λανθάνουσα κατάσταση που προωθήσαμε μέχρι τρία δευτερόλεπτα και εμείς σκοπίμως μπέρδεψαμε την ποιότητα των δεδομένων ", λέει ο Siesjö. "Παρ 'όλα αυτά, ήμασταν σε θέση να ζευγαρώσουν πετώντας μολύβδινους συνδέσμους και να κάνουμε πολλά άλλα πράγματα. Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι να πετάξει ένα ROV από πολύ μεγάλο AUV και να κάνει την εργασία παρέμβασης με διάφορους τρόπους. "

Saber Sea Saye, η οποία παρουσίασε επαγωγική χρέωση και λήψη δεδομένων στη Σουηδία νωρίτερα αυτό το έτος. (Φωτογραφία: Saab Seaye)

Η εργασία σε βάθος είναι μια άλλη πρόκληση - τόσο να φτάσουμε σε μια τοποθεσία στη συνέχεια να διατηρήσουμε τις επικοινωνίες. Νωρίτερα φέτος, ο Saab Seaeye δοκιμάστηκε αυτό το σενάριο, πραγματοποιώντας δοκιμές τριών εβδομάδων στα 2.400 μέτρα βάθος νερού στη Μεσόγειο - δεμένο και αυτόνομο - με 100% επιτυχημένη επικοινωνία και τοποθέτηση του οχήματος, ακόμη και σε πλήρη ώθηση έως και 4 κόμβους, λέει Siesjö. Οι εργασίες σε αυτά τα βάθη περιλάμβαναν τον αποτελεσματικό προσδιορισμό του τρόπου μετακίνησης σε ένα εργοτάξιο - 2.400 μέτρα είναι πολύ μακριά - διατηρώντας ταυτόχρονα την τοποθέτηση, χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό αδρανειακού συστήματος πλοήγησης (INS) και εξαιρετικά σύντομης θέσης βασικής γραμμής (USBL).

Η Saab Seaeye υποστηρίζει τη δουλειά της με τους προσομοιωτές υψηλής πιστότητας (όπως εκείνοι που χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή των αεριωθούμενων αεροπλάνων της μητρικής εταιρείας), ώστε να μπορεί να τρέξει όλα τα αυτόνομα συστήματα ελέγχου του ανθρώπου στο βρόχο με το εγγενές λογισμικό ελέγχου και να διαπιστώσει εάν λειτουργούν - πολύ πριν πάνε στο νερό.

Επιπλέον, εργάζεται για τον τρόπο με τον οποίο τα οχήματα μπορούν να δημιουργήσουν σε πραγματικό χρόνο τους 3D χάρτες του περιβάλλοντος που χρησιμοποιούν, χρησιμοποιώντας ένα στερεοφωνικό σύστημα κάμερας για να πραγματοποιήσουν ταυτόχρονη 3D εντοπισμό και χαρτογράφηση (SLAM). Αυτό θα επιτρέψει στο όχημα να πλοηγηθεί και να μετρήσει αυτό που βλέπει σε σχέση με τον εαυτό του. Το Saab Seaeye δοκιμάζει αυτήν την ικανότητα από το 2018, δημιουργώντας 3D σύννεφα του υποβρύχιου κόσμου.

Με απλό στη χρήση προηγμένα τηλεχειριστήρια, επιδείχθηκε η σύνδεση, με ζωντανή ροή βίντεο στην ακτή. (Εικόνα: Saab Seaye)

Geosub σε AIV
Μια άλλη εταιρεία που έχει δημιουργήσει αυτή τη δυνατότητα για κάποιο χρονικό διάστημα είναι η Subsea 7. Στη δεκαετία του 1990, βρισκόταν πίσω από το Geosub, μια τεχνολογία με άδεια του Subsea 7 του Εθνικού Κέντρου Ωκεανογραφίας (NOC). Ο κύριος στόχος του ήταν η αυτόνομη επιθεώρηση αγωγών, με τη χρήση της πλοήγησης μέσω σημείων και της αυτόματης ανύψωσης για να αυξηθεί η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα της συλλογής δεδομένων από το βυθό, Ενώ ήταν μια επιτυχία όσον αφορά την ποιότητα των δεδομένων, έπρεπε ακόμη να ξεκινήσει και να ανακτηθεί από ένα σκάφος και χρειάστηκε υποστήριξη επιφάνειας για την τοποθέτηση. Επίσης, δεν μπορούσε να κάνει μετρήσεις καθοδικής προστασίας, επομένως ήταν περιορισμένη.

Ο υποθαλάσσιος τομέας 7, μέσω της επιχείρησης i-Tech 7, έχει προχωρήσει και τώρα διαθέτει το αυτόνομο όχημα ελέγχου (AIV), κεντρικό στο οποίο είναι η δυνατότητα μετεγκατάστασης, που αναπτύχθηκε με τον πρόδρομο του, το πρωτότυπο AIV, έτσι ώστε να μην χρειάζεται κανονική θέση ενημερώσεις από σκάφος επιφανείας. "Η ανάπτυξη προκλήθηκε από την απόφαση να μετακινηθούν σε αυτόνομα οχήματα που αιωρούνται, εστιάζοντας την ικανότητα σε επιθεώρηση υποθαλάσσιων υποδομών. Δεδομένου ότι ο στόχος επικεντρώθηκε τώρα στην επιθεώρηση του υπάρχοντος εξοπλισμού, ο ίδιος ο εξοπλισμός θα μπορούσε να εντοπιστεί για να παρέχει τις υψηλές ακριβείς θέσεις που απαιτούνται για ναυσιπλοΐα χωρίς ενημερώσεις από ένα σκάφος επιφανείας. "Είναι παρόμοιο με το autotracker, αλλά σε 3D και θα μπορούσε να περιγραφεί ως μορφή ΧΤΥΠΗΜΑ.

Το AIV διαθέτει επίσης δικό του υποθαλάσσιο σύστημα σύνδεσης, το οποίο αποσυνδέει τις εργασίες εκτόξευσης και ανάκτησης από πλοία. "Η εισαγωγή του απλουστευμένου σχεδιασμού αποστολών, που συνδέεται με την πλοήγηση με ηλεκτρική ενέργεια και μια διαδικασία όπου ο AIV μπορούσε να αποβιβαστεί στο καλάθι, έσπασε αποτελεσματικά τη σύνδεση με την εξάρτηση των πλοίων", λέει ο Jamieson.

Οι απομακρυσμένες λειτουργίες γίνονται επίσης με ROVs. Αυτό είναι το κέντρο ελέγχου της i-Tech 7 για τις λειτουργίες ROV. (Φωτογραφία: i-Tech 7)

Τυποποιημένη σύνδεση
Μια μεγάλη ώθηση σε αυτόν τον τομέα προέρχεται από το γεγονός ότι η Equinor προωθεί ένα όραμα για τα "υποβρύχια αεροσκάφη παρέμβασης" (UID), όπως τους αποκαλούν, και την ανάθεση συμβάσεων, μεταξύ άλλων για το σχεδιασμό ενός SDS ανοιχτού προτύπου το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιοδήποτε όχημα . Ο σχεδιασμός SDS ενσωματώνει επαγωγικούς συνδετήρες από τα σήματα Blue Logic και WiSub και AruCo και ChaRuCo, τα οποία η κάμερα του drone βλέπει να σχεδιάζει τη σχετική του θέση. Οι ακουστικές επικοινωνίες με βάση το Trondheim και η σταθερή θέση Water Linked παρέχουν επίσης μικρά ακουστικά μόντεμ για την τοποθέτηση του οχήματος στο σταθμό. Το σύστημα SDS μπορεί επίσης να φιλοξενήσει και άλλους αισθητήρες, όπως το οπτικό μόντεμ BlueComm της Sonardyne για οπτικοακουστικό ζωντανό βίντεο ή τη λήψη δεδομένων μεγάλου εύρους ζώνης. Υπάρχουν επίσης τυποποιημένες διεπαφές, οι οποίες αναπτύσσονται μέσω της ομάδας SWiG (Subsea Wireless Interface Group) και της Deepstar, για τους μηχανικούς.

Ο σχεδιασμός σταθμού βάσης ανοιχτού προτύπου της Equinor, που παρουσιάζεται σε μια πολλαπλή, όπως ένα μικρό μαξιλάρι ελικοπτέρου. (Εικόνα: Μπλε Λογική)

Το SDS, που κατασκευάστηκε από τη Blue Logic στη Νορβηγία, έχει αναπτυχθεί σε αποβάθρα στο Trondheim και επίσης 2,2 χιλιόμετρα ανοικτής θαλάσσης στον βιολογικό σταθμό Trondheim σε βάθος νερού 350 μέτρων. Ένας άλλος πηγαίνει στον τομέα του Åsgard όπου ένα ρομπότ φιδιού Eelume θα λειτουργεί σε ένα ρευματολήπτη ισχύος και οπτικών ινών συνδεδεμένο με την Åsgard Μια πλωτή μονάδα παραγωγής. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν μια ευρύτερη ανάπτυξη στο Snorre Expansion Project, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν επτά SDS (ενσωματωμένα σε συλλέκτες ή αυτόνομες με καλύμματα προστασίας από γυαλί ινών) σε απόσταση 15 χιλιομέτρων και συνδεδεμένα σε ισχύ και επικοινωνίες στη διάταξη πεδίου.

Η διάταξη πεδίου της επέκτασης του Snorre Project, η οποία σύντομα θα μπορούσε να υποστηριχθεί από υποβρύχια αεροσκάφη. (Εικόνα: Equinor)

Ανάπτυξη νέων μοντέλων
Αυτές οι εξελίξεις επηρεάζουν τώρα τον τρόπο με τον οποίο προγραμματίζονται νέες εξελίξεις στο πράσινο πεδίο, λέει ο Jamieson. Πράγματι, το i-Tech 7 διερεύνησε υπηρεσίες IRM σε όλο τον κόσμο για την Equinor χρησιμοποιώντας UID στο πεδίο Snorre Expansion Project (SEP) και Snorre A (SNA) στη νορβηγική θάλασσα, καθώς και σε άλλα πεδία.

Η μελέτη αξιολόγησε τη δυνατότητα εισαγωγής υβριδικών οχημάτων υποθαλάσσιων επιφανειών προσδιορίζοντας τυχόν τεχνικά κενά που θα εμπόδιζαν τη μακροπρόθεσμη ανάπτυξη του UID στον βυθό της θάλασσας. Επίσης, αξιολόγησε και συνέστησε επιλογές για τις διαμορφώσεις σταθμών σύνδεσης για να υποστηρίξει το όχημα παρέχοντας μια γενική εικόνα των απαιτούμενων διαμορφώσεων και χαρακτηριστικών. Καθώς η ισχύς και ένα αξιόπιστο δίκτυο δεδομένων αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της επιτυχίας της, η εταιρεία εξέτασε τις λειτουργικές και διαχειριστικές διατάξεις για τη στήριξη δραστηριότητας από το υβριδικό όχημα υποθαλάσσιας. Ο απώτερος στόχος του έργου ήταν να προτείνει ένα αναπτυξιακό σχέδιο που θα επιτρέπει στα αεροσκάφη να «ζουν» μέχρι τα τέλη του 2020.

"Οι θαλάσσιες μεταφορές που φιλοξενούνται από πυθμένα θαλάσσιου βυθού, που χρησιμοποιούνται για αυτόνομους ελέγχους και συνδέονται με θαλάμους ελέγχου στην ξηρά, για τον άνθρωπο στον έλεγχο του βρόχου για τα καθήκοντα παρέμβασης πιέζουν και πάλι τις απαιτήσεις με θετικό τρόπο", λέει ο Jamieson. "Τα οχήματα θα πρέπει να είναι υποθαλάσσιος κάτοικος για μήνες, χωρίς εξυπηρέτηση ή ανάκτηση για επισκευή. Αυτός ο υψηλότερος φραγμός στην αξιοπιστία και τον έλεγχο ενισχύει επίσης τις παραδοσιακές λειτουργίες ROV, με τηλεχειρισμό οχημάτων από κέντρα ελέγχου στην ξηρά και ηλεκτροκίνηση οχημάτων για αυξημένη αξιοπιστία και αποτελεσματικότητα. "Όλα αυτά προστίθενται σε λιγότερες ημέρες πλοίων και υπεράκτιες.

Υπάρχει δυνατότητα να καταστούν απλούστερα τα συστήματα υποθαλάσσιων. Οι ενεργοποιητές, εκτός από τα συστήματα που είναι κρίσιμα για την ασφάλεια, θα μπορούσαν να είναι χειροκίνητα, αντί για υδραυλικά ή ηλεκτρικά, μειώνοντας τα υδραυλικά και ηλεκτρικά συστήματα που πρέπει να εγκατασταθούν στη θάλασσα - δηλαδή λιγότερα καλώδια.

Ο Helge Sverre Eide, διευθυντής επιχειρήσεων στο Blue Logic, λέει ότι για τα αεροσκάφη να απογειώνονται τα υποθαλάσσια, το σύστημα υποθαλάσσιας και οι λειτουργικές φιλοσοφίες πρέπει να αλλάξουν. "Για να είναι οικονομικό αυτό, πρέπει να αυξήσετε το εύρος της δουλειάς των drones", λέει. "Χρειάζεστε νέα εργαλεία και πρέπει να προσαρμόσετε ή να αλλάξετε το σύστημα παραγωγής υποθαλάσσιων υδάτων. Πρέπει να αλλάξετε και τις δύο πλευρές της εξίσωσης. Τα νέα εργαλεία πρέπει να είναι ελαφριά, έτσι ώστε να μπορεί να πετάξει ένας drone. Η υποθαλάσσια συντήρηση πρέπει να αλλάξει ώστε να έχουν μικρότερα κομμάτια για να αλλάξουν. Μια διαφορετική νοοτροπία - αν κάτι κλείσει, μπορείτε απλά να το αλλάξετε - είναι τώρα δυνατό. Αυτή είναι μια νέα φιλοσοφία. "

(Φωτογραφία: Saipem)

Στην Ιταλία, η Saipem ήταν απασχολημένη με το Hydrone R, το οποίο ξεκίνησε μια δοκιμή έξι μηνών στο υποβρύχιο "πάρκο παιχνιδιού" του Saipem κοντά στο λιμάνι της Τεργέστης, στη βορειοανατολική Ιταλία. Ανακοινώθηκε πρόσφατα ότι το όχημα θα αναπτυχθεί από την Equinor Offshore Νορβηγία το 2020. Η Equinor, εξ ονόματος της άδειας του Njord, έχει αναθέσει στη Saipem σύμβαση παροχής υπηρεσιών υποθαλάσσιου ύψους 43,7 εκατομμυρίων δολαρίων για να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία από την έναρξη της παραγωγής του Njord . Το Hydrone R περιγράφεται ως ένα υβριδικό ROV με δυνατότητες AUV, π.χ. θα έχει χειριστήρια για εργασίες επέμβασης και μπορεί να λειτουργήσει σε ένα συρματόσχοινο μήκους 300 μέτρων για έλεγχο σε πραγματικό χρόνο σε πλήρες εύρος ζώνης αλλά μπορεί επίσης να ταξιδεύει αποστάσεις μεταξύ υποθαλάσσιων χωράφια, όπως η AUV, με ακουστικές επικοινωνίες σε απόσταση 4 χιλιομέτρων. Μόλις βρεθεί σε μια τοποθεσία εργασίας, θα μπορούσε να μεταβεί σε οπτικές επικοινωνίες μεγάλου εύρους ζώνης για επιτηρούμενες λειτουργίες. Η Hydrone θα μπορούσε να αναπτυχθεί είτε από ένα γκαράζ στο βυθό είτε από ένα επιφανειακά αναπτυγμένο σύστημα σε βάση αποστολής. Εκτιμάται σε 3.000 μέτρα, θα μπορούσε να λειτουργήσει για 8-10 ώρες χωρίς πρόσδεση και σε 10 χιλιόμετρα, λέει ο Stefano Maggio, τεχνικός διευθυντής στο Saipem. Η εγκατάσταση από έναν οικοδεσπότη επιφάνειας μπορεί να είναι ευκολότερη επειδή δεν χρειάζεστε υποθαλάσσια υποδομή, λέει ο Maggio. "Θα μπορούσατε να είστε ευαίσθητοι στις καιρικές συνθήκες για ανάπτυξη, αλλά έχετε εύκολη συντήρηση." Ωστόσο, "το υποβρύχιο σύστημα κατοίκων δεν είναι ευαίσθητο στις καιρικές συνθήκες, γι 'αυτό αναπτύσσετε και παραμένετε εδώ για έξι μήνες, ένα χρόνο πριν την ανάκαμψη. Αλλά, σημαίνει ότι δεν μπορείτε να το διατηρήσετε τακτικά, έτσι απαιτείται η υψηλότερη αξιοπιστία. "