المركبات غير المأهولة قد تبدأ قريبا

مركبة مودوس سيبيد للتدخل لمحطة الرياح البحرية (الصورة: Osbit)

سابرتوث هجين طراز Saab Seaeye (الصورة: Saab)

منصة سايبرم هيدرون ، في معرض MCE Deepwater Development (تصوير: إيلين ماسلين)

محطة لرسو السفن بدون طيار من Stinger ، معروضة في وادي Subsea في النرويج (تصوير: Elaine Maslin)

مفهوم الحرية في المحيط ، معروض في وادي السبيعي في النرويج (تصوير: إيلين ماسلين)

Previous Next

تقترب الأنظمة الروبوتية من القدرة على "العيش" في محطات إرساء تحت سطح البحر ، كمركبات مقيمة بشكل دائم تحت سطح البحر.

خلال الأربعين عامًا التي تعمل فيها صناعة النفط والغاز تحت سطح البحر ، كان هناك تطور تدريجي في التقنية التي تستخدمها. لقد تطورت المركبات التي تعمل عن بعد (ROVs) ، والتي تم تصميمها لأداء المهام تحت الماء بدلاً من الغواصين ، من الآلات الخام إلى السيارات المعقدة والقوية اليوم ، حيث أصبح الكثير منها يعمل بالطاقة الكهربائية.

إن المركبات تحت الماء المستقلة (AUVs) ، التي تعمل بدون حبل (السرة) هي الآن مكملة لعمليات ROV ، من خلال توفير بديل لعمليات المسح بما في ذلك خط الأنابيب. ولكن هناك الآن أيضا مشارك آخر جديد لسوق تحت الماء تحت سطح البحر: السيارات المقيمة ، من ROVs المقيمين إلى السيارات الهجينة.

لماذا ا؟
أحد المحركات الرئيسية هو تخفيض التكلفة. تكلف سفن دعم ROV الكثير. إزالة الحاجة للسفينة وإزالة نسبة مئوية كبيرة من تكلفة العمليات ، أخبرت توم غلانس من شتات أويل ، خبيرة تخطيط موارد المعلومات الجغرافية والمعلومات ، الجمعية الدولية لمنتجي النفط والغاز في ستافنجر العام الماضي.

إن امتلاك سيارة تحت سطح البحر في "المرائب" أو محطات الإرساء ، يمكن أيضًا أن يقلل من وقت الانتظار في الطقس ، وتكاليف العمليات في الظروف القاسية ، والصحة والسلامة والقضايا البيئية. وقد يعني أيضًا القدرة على جمع المزيد من البيانات ويعني زمن استجابة أسرع. سائق آخر هو تحرك شركات النفط إلى مياه أعمق.

ما الذي تم عمله؟
إنه ليس مفهومًا جديدًا. قامت شركة الروبوتات الفرنسية تحت سطح البحر Cybernetix ، التي أصبحت الآن جزءًا من TechnipFMC ، بتطوير مفهوم Swimmer - وهو مكوك لتقديم سيارة ROV إلى فئة محطة فرعية تحت سطح البحر - ومن ثم مفهوم ALIVE (حركة التدخل الخفيف ذاتيًا) (تدخل - AUV ، أو I- AUV) في أواخر 1990s في وقت مبكر 2000s.

لطالما قامت Subsea 7 بتطوير مفهوم المقيم المستقل لفحص السيارة (AIV) ، وفي السنوات الأخيرة تم اختبار السيارة في الخارج ، بما في ذلك القدرة على الالتحام. قامت مجموعة BG ، التي أصبحت الآن جزءًا من شل ، بتطوير FlatFish AUV ، بمساعدة معهد الأبحاث الألماني DFKI ومنظمات البحوث البرازيلية. إنها مركبة للتفتيش والمسح تهدف إلى أن يتم إطلاقها من منصة إنتاج عائمة أو تحت سطح البحر. (اقرأ المزيد في نوفمبر / ديسمبر 2016 MTR). في مارس ، وافقت سايبم وشل على العمل معا لتسويق FlatFish.

هناك الآن اهتمام متزايد من operatots الأخرى. منذ عام 2016 ، تستثمر شركة شتات أويل النرويجية للنفط والغاز في برامج للمركبات المقيمة على سطح البحر تحت سطح البحر ، مستخدمة في البداية المركبات الكهربائية الإقليمية القائمة. يأخذ المشغل الفكرة على محمل الجد لدرجة أنها صاغت (وعلامة تجارية) عبارة جديدة ، وهي طائرة بدون طيار تدخل تحت الماء (UID).

صعب سييي
السيارة التي تعمل بالفعل في السوق هي Sabertooth من Saab Seaeye. Sabertooth ، التي أظهرت قدرة على الإرساء في عام 2013 ، هي سيارة هجين تحوم ROV / AUV. يمكن أن تعمل Sabertooth كخادم AUV و ROV وهجين ، ولديها القدرة على التكيف مع الحمولة - والتي يمكن أن تشمل أيضًا مناور كهربائي من فئة العمل - ويمكن أن تعمل على عمق 3000 متر (مع هدف 4500 متر). ويمكن تشغيله عن طريق اتصال / تحكم في الوقت الحقيقي بألياف بصرية رقيقة في نطاقات نزهة تصل إلى 12 كم ويمكن أن يعمل بشكل أكبر في وضع AUV ، بدون كابل الليف.

بالنسبة لعمليات التشغيل الذاتي ، تم تزويد Sabertooth بجهاز استشعار تفاعلي وقدرات الملاحة المحسنة ، كما يقول بيتر إيركرز ، مدير المبيعات ، الأنظمة تحت الماء ، خلال مؤتمر وادي السوبيا في أوسلو في مارس. حصلت هذه القدرات ، بما في ذلك الإرساء الذاتي ، على Sabertooth على مشروع شركة Eni Clean Sea الإيطالية ، وهو نظام مراقبة تحت سطح البحر يغطي الكشف عن الانسكابات النفطية ، ومسوحات سابقة التخطيط على طول خطوط انسيابية وخطوط أنابيب ، والتفتيش على أنظمة الإنتاج تحت سطح البحر (SPS).

كما يتم استخدام Sabertooth أيضًا في مشروع النظام المقيم لمزارع الرياح البحرية ، التي يتم تطويرها من قبل شركة Modus Seabed Intervention في المملكة المتحدة ، مع شركة الهندسة Osbit و Offshore Renewable Energy Catapult. في هذا العام ، ستقوم شركة Modus بتجربة محطة إرساء AUV مع Sabertooth ، لإعادة الشحن والاتصالات ، في خزان داخلي قبل الذهاب إلى الشاطئ إلى مزرعة الرياح المملوكة لشركة Innogy ، Gwynt y Mor.

في وضع AUV ، قامت Sabertooth بالفعل بتتبع خط أنابيب echosound متعدد الحزم ، تتبع خط أنابيب المغنطيسية / التدرجية و أخذ عينات الرواسب السفلية. كما تم تطوير أداة عزم الدوران الكهربائية وجهاز استشعار أوريون لكشف خط الأنابيب المدفون أو الكابل.

لدى Saab Seaeye أيضًا خططًا لقياسات الحماية الكاثودية غير التلامسية المستقلة ، باستخدام تقنية مستشعر التدرج الميداني. كما أنها تعمل على تفتيش الهيكل المستقل وعمليات التفتيش السلس / السري / المراسي ، مع التجارب في جميع هذه المناطق المخطط لها لهذا العام.

بالإضافة إلى ذلك ، تعمل Saab Seaeye على تحديد الميزات القائمة على التنقل ، والمحافظة على المحطات ، والتحكم عن بعد من سفينة السطح غير المأهولة (ASV) ، وكذلك لإظهار وتسويق الملاحة ثلاثية الأبعاد والتعرف على الكائنات ثلاثية الأبعاد. إلى هذا ، ستتم إضافة تخطيط ثلاثي الأبعاد وإمكانية رؤية ثلاثية الأبعاد ، لتعزيز إمكانية التتبع / الملاحة ، وتقدير المواضع ، ورؤية الاستريو ، والقدرة على حساب المسافات على الأشياء ، كما يقول Erkers.

بالنسبة إلى القدرة المقيمة على المدى الطويل ، تخطط Saab Seaeye لإضافة قدرات إعادة الشحن والتحميل / البيانات ، ثم إجراء اختبار طويل الأمد وبرنامج تحسين الاعتمادية.

تقوم Saab Seaeye أيضًا بتطوير المناول الكهربائي الخاص بها ، وهو ما يعادل الحجم والقوة لمعيار ROV من فئة العمل القياسية في الصناعة ، مثل Schilling T4. تم إجراء اختبار مشترك للنموذج في أواخر العام الماضي ومن المقرر إطلاقه في السوق في الربع الرابع من عام 2018. كما تبحث ساب أيضًا عن الأدوات الكهربائية الأخرى.

يقول إيركرز: "إن Sabertooth ليس فئة ROV من فئة العمل". "إنه برنامج AUV لديه قدرات لا يمتلكها الـ AUVs الأخرى. ليس من السهل تطوير هذا النوع من النظام. في عام 2015 ، أثبتت شركة Saab Seaeye أن لديها كل ما يلزمها للحصول على سلوك مستقل - ميزة الالتحام التلقائي ، وحفظ المحطة ، والتنقل ثلاثي الأبعاد للأرض. "إني كلنيسيا" تتفوق على "شتات أويل" بعشر سنوات. "

حرية
واحدة من أحدث المفاهيم التي تظهر في السوق هي حرية Oceaneering. تقول شركة Oceaneering أن السيارة التي يبلغ طولها 3.3 أمتار ستكون قادرة على إجراء الفحص والمسح المتقدم وأعمال التدخل الضوئي ، في إطار تصميم معياري.

سيعني هذا أنه يمكن تهيئتها للمهمة المطلوبة.

يقول أرف إيفرسن ، مدير عمليات ROV في شركة أوشينيرينغ ، خلال وادي سوبسيا: "ستكون الحرية مستقلة أو مع عملية تحكم في الوقت الحقيقي". "ستكون السباحة حرة أو مقيدة ، بعيدة المدى ومع احتمال وجود مقيم لفترات طويلة من الزمن."

سيكون لدى Freedom قسم مركز مشترك ، مكونات نظام الإسكان التي ستدعم أربعة تكوينات مختلفة للمركبة: التفتيش وتدخل الضوء ؛ مسح القطر والمسح الطويل المدى والتفتيش بعيد المدى. يتم إنشاء التكوينات المختلفة عن طريق تبديل أقسام الأنف والمركبات الخلف. السيارة سوف يكون لها أيضا الوصول إلى مجموعة من أدوات التدخل ، تحت سطح البحر المخزنة.

كسيارة مقيمة ، ستعمل Freedom من واحد أو أكثر من محطات الإرساء ، والتي توفر الطاقة لإعادة الشحن ، والأدوات ، وتحميل البيانات وتنزيلها. سيكون هذا في إطار ، يجلس على قاعدة تحت سطح البحر (مرساة شفط) ، والتي تحتوي على منصة إطلاق واستعادة وترس. سوف تستخدم السلة لاستعادة السيارة لأي صيانة ، إلخ.

كما ستضم محطة الإرساء مكونات النظام مثل مساعدات الملاحة ، وحزم البطاريات ، والبنية التحتية للتحكم ، ومنارة صاروخية للمركبة إلى المنزل على متنها ، كما يقول إيفرسن. يقول إيفرسن أن السيارة ستكون قادرة على الذهاب في نزهة بطول 50 كلم ، غير مقيدة. تهدف شركة Oceaneering إلى إجراء تجارب أولية في الخارج في الربع الثاني من العام المقبل.

وأضاف: "نحن نبحث عن حلول إذا لم تكن لديك القدرة الكافية إذا قمت بالربط مع الحقول الموجودة ، فليس لدينا أي شبكة كهرباء أو اتصالات حيث تحتاج إلى إيجاد حلول أخرى". "نحن نتطلع إلى استخدام عوامات الاتصال ، وعوامات الموجة لشحن الطاقة. بالنسبة للحقول الجديدة ، من المهم تصميم هذه (التقنيات في) من البداية. تحتاج إلى شحن البطاريات في محطة الإرساء. "

Hydrone
تمتلك شركة سايبم أيضًا مفهومًا للمركبات المقيمة ، والتي تعد جزءًا من مجموعة من السيارات ، والتي تحمل اسم منصة Hydrone. تم تصميم منصة SonSub Hydrone لأداء حياة الخدمات تحت سطح البحر وتشمل Hydrone R ، وسيارة مقيمة ، و Hydrone W (فئة ROV شبه عاملة) و Hydrone S (وحدة المسح والتفتيش المتقدمة). كانوا يستخدمون محطات إرساء تحت سطح البحر ، تسمى ByBase (للنشر الدائم) و HyBuoy (عوامة الطاقة والاتصالات للنشر المؤقت / الدائم) ، وكذلك من السفينة عند الحاجة. وقد وصفت Hydrone R بأنها قادرة على العمل كمركبة ROV و ROV بدون محرك و AUV وقادرة على العمل حتى عمق 3000 متر في المياه ، وفقا لما جاء في عرض قدمه ستيفانو ميجيو في MCE Deepwater Development in Milan. سيكون بإمكانه التنقل بين المرائب المختلفة تحت سطح البحر ، والتي ستضم أيضًا العديد من زلاجات الأدوات ، بالإضافة إلى مرافق إعادة الشحن ، وستكون مفتوحة لتكامل مكونات الطرف الثالث ، كما قال جيوفاني ماساري ، مدير مشروع سايبم ، لمؤتمر تكنولوجيا المياه في العام الماضي في بيرغن. سيتم التحكم في وحدة Hydrone R من سفينة الإنتاج العائمة أو من الشاطئ. كما سيكون لديها "قائمة" من البعثات الآلية ، والتي يمكن تحديدها عن بعد من قبل المشغلين على الشاطئ وتنفيذها بشكل مستقل من قبل Hydrone-R.

إن Hydrone-S هو "AUV مقيم متقدم" ، كما يقول Meggio ، مع لوح أدوات قابل للتبادل ، يمكن تشغيله حتى عمق 3000 متر من الماء ، مع التحمل لمدة 8-12 ساعة ، وقدرة على ركوب 50 كلم.

تعمل شركة سايبم بالفعل على اختبار قدرة العمليات عن بعد باستخدام محركها المبتكر ROV ، الذي تم نشره على سفينة pipalay من كاستورون مع التحكم من البر في أبردين عبر القمر الصناعي. يقول Meggio إن مفهوم FlatFIsh سوف يشارك التقنيات التي طورها Saipem لمنصة Hydrone.

المرونة
يأمل شتات أويل أنه في حين قد تكون هناك حلول مختلفة للسيارة ، فإنها سوف "تسد" في نفس المقبس ، مثلما نقوم بتوصيل أجهزة مختلفة في نفس المقابس في منازلنا. ولهذه الغاية ، لدى Statoil خارطة طريق لرؤية محطة لرسو السفن مركبة ميدانيًا ثبتت جدارتها على نظام إنتاج تحت سطح البحر في عام 2020 إلى الآن ، وهي جاهزة لتجريب UID يمكنها السباحة بشكل مستقل بين المحطات وإجراء مهام المسح ومراجعة IMR.

في الواقع ، تقوم الشركة النرويجية Stinger بتطوير محطة UID قادرة على دعم أي مركبة مقيمة. يقول Bjarte Langeland ، الرئيس التنفيذي لشركة Singer ، إن الشركة تصمم نظامين: محطة لرسو السفن UID وأختها الصغيرة ، وهي مأخذ توصيل يمكنها دعم العديد من احتياجات الطاقة والاتصالات ولكن بصغر حجمها.

محطة لرسو السفن UID طويلة 9m ستكون وحدات ويمكن أن تكون محطة مستقلة أو التحديثية داخل قالب الإنتاج ، يقول Langeland. وسيشمل ذلك "لوحة الهبوط" للمركبة ولوحة تحريض الأدوات ، لمختلف أدوات وأجهزة الاستشعار القابلة للتبديل لاستخدام المركبات المقيمة. تخطط شركة Statoil لعدد من عمليات الاختبار مع هذا النظام في الخارج في حقل Åsgard وفي المواقع الساحلية ، كجزء من أعمال التأهيل. سوف يكون لهذه النقاط نقاط "Lego-like" لتزويد الطاقة الحثية والاتصال اللاسلكي للمركبات لتوصيلها ، مما يعني أيضًا أن غرف العمليات على اليابسة ستشاهد ما هي الأدوات الموجودة في مكانها ومدى شحنتها ، وما إلى ذلك. لديها أيضا البطاريات ، شاحن الذكية ثنائي الاتجاه.

هل هو تجاري؟
يقول Glancy أن مفهوم UID يمكن أن يكون أكثر جاذبية إذا كان يمكن أن يكون خدمة مشتركة ، على سبيل المثال ، تعمل في مشروع مشترك أو مستأجرة لمشغلين آخرين ، بالإضافة إلى التطبيقات المدنية أو المراقبة أو الأمن أو تطبيقات الخرائط الأخرى. بالإضافة إلى المستقبل ، يمكن للسفن السطحية غير المأهولة المساعدة في عمليات تحت سطح البحر غير المأهولة.

يقول Glancy أنه لا تزال هناك تحديات مختلفة ، بما في ذلك استعداد البنية التحتية تحت سطح البحر للمركبات المقيمة ، والتنظيم المتعلق بالمركبات غير المأهولة ، والشكوك ومقاومة التغيير. ولكن ، مع وجود سلسلة من خرائط الطريق في مكانها ، من البائعين إلى المشغلين ومقدمي الخدمات ، فإن المركبات البحرية تحت سطح البحر هي مجرد مسألة وقت.


(كما نشر في طبعة مايو 2018 من مراسل التكنولوجيا البحرية )