MTR100: خمسة "الأشياء التي يجب مشاهدتها"

Saipem's Hydrone R - في الجسد وعلى استعداد للاختبار في العالم الحقيقي. صورة من سايبم.

BOLT Lifesaver تثبيت @ WETS. صورة الائتمان - مركز المحيط الهادئ للطاقة البحرية.

Previous Next

"MTR100" السنوية الرابعة عشرة لمجلة Maritime Technology Reporter (MTR) - نظرة على 100 من المبدعين والتقنيات في الفضاء المغمورة - تتحدث إيلين ماسلين ، رئيسة تحرير MTR ، عن خمس شركات وتقنيات تستحق المشاهدة للفترة المتبقية من 2019 و وراء. للحصول على الإصدار الكامل ، راجع https://magazines.marinelink.com/nwm/MarineTechnology/201907/

المنطق الأزرق: الدخول في حقبة جديدة
تدخل أساليب التشغيل الجديدة تمامًا المجال تحت الماء لعمليات النفط والغاز ، كما يمكن استخدام الأدوات المستخدمة عبر مساحة المحيط.

يطلق عليه سباق الفضاء تحت سطح البحر - وهو يشبه إلى حد ما مهمة المريخ ، مع تحديات الاتصالات المماثلة والأسئلة حول إمدادات الطاقة. مختلف اللاعبين يعملون على تحقيق ذلك. تتمثل الفكرة في امتلاك مركبات مقيمة تحت سطح البحر ، مما يلغي الحاجة إلى السفن السطحية المأهولة والقيود المفروضة على الإطلاق والاسترداد بسبب سوء الاحوال الجوية. ألين ماسلين تلقي نظرة على خمس شركات تعمل في هذا المجال.
واحد هو المنطق الأزرق ، ومقرها بالقرب من ستافنجر في النرويج. على الرغم من أنها ليست الشركة الوحيدة التي تنتج موصلات تحت سطح البحر الاستقرائي (WiSub ، بالقرب من بيرغن تقوم بذلك بشكل مشابه) ، فقد شاركت Blue Logic بشكل كبير في بناء جزء رئيسي من البنية التحتية التي ستمكن ما يسمى المركبات المقيمة تحت سطح البحر من البقاء تحت سطح البحر لفترات طويلة من الأداء عمليات التفتيش والتدخل. إنها محطة الإرساء تحت سطح البحر (SDS) لمفهوم طائرة بدون طيار للتدخل تحت الماء (UiD - اسم يحمل علامة Equinor). تم بناء اثنين منها حتى الآن ، مع واحد مثبت الآن في عمق المياه على عمق 365 مترًا في تروندهايم ، في مختبر اختبار مفتوح تديره الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU) ، والآخر من المقرر تثبيته في حقل أسغارد البحري في النرويج ، على النحو التالي التفاف إلى السويد ، حيث كان متأخرا مع صعب Seaeye Sabertooth AUV. لا يقوم Equinor بالاستعانة بمصادر خارجية لإنشاء هذه SDSs فحسب ، بل إنه يجعل التصميم متاحًا مجانًا - لأنه يريد من جميع بائعي المركبات استخدامه (ابتكار مفتوح).

أنتج مؤسسو Blue Logic أول موصل استقرائي للطاقة والاتصالات عالية السرعة في عام 2006 ، بعد 12 عامًا من العمل. في عام 2010 ، قاموا بتأسيس Blue Logic ومنذ ذلك الحين تعمل الشركة على تحسين موصلاتها الاستقرائية ، لنقل الطاقة والاتصالات ، وبدائل طاقة جديدة تتراوح من 50W إلى 2.3kW ، كل ذلك مع سرعات اتصال إيثرنت ومسلسلية تصل إلى 80 ميغابت في الثانية و 230 كيلو بت في الثانية على التوالي . تعمل أيضًا على موصل الجيل التالي بقوة 9.2 كيلو وات ، وكذلك الأنواع الأخرى من الموصلات الميكانيكية والهيدروليكية للطائرات بدون طيار.
وقد طورت شركة Blue Logic أيضًا أداة جديدة لعزم الدوران لأجهزة AUVs و ROVs. يقول Helge Sverre Eide ، مدير أعمال Blue Logic ، إن أداة عزم الدوران السابقة كانت تزن 23 كغم في الماء ، والتي كانت ستكون ثقيلة جدًا على مركبة مثل روبوت الثعبان Eelume. لذا عمل المهندس لارس جونار هودنفيل على إصدار أخف وزنًا - 7.5 كيلوجرام في الواقع (تحسين الرقم القياسي العالمي بنسبة 50٪ من تخفيض الوزن) - باستخدام التيتانيوم والبلاستيك الذي ينتج 3000 نيوتن متر من عزم الدوران. تم استخدامه منذ ذلك الحين بواسطة Eelume ، والذي من المقرر أن يعمل على SDS في Asgard في تجربة مربوطة.

ولكن ، "لكي تكون هذه (السيارات المقيمة تحت البحر) اقتصادية ، تحتاج إلى زيادة نطاق العمل للطائرات بدون طيار" ، كما يقول إيدي. "لذا ، فأنت بحاجة إلى أدوات جديدة وتحتاج إلى ضبط أو تغيير نظام الإنتاج تحت سطح البحر. تحتاج إلى تغيير جانبي المعادلة. يجب أن تكون الأدوات الجديدة خفيفة الوزن حتى تتمكن الطائرة بدون طيار من تحليقها. تحتاج صيانة الأنظمة تحت سطح البحر إلى التغيير إلى أجزاء أصغر لتغيير المجسات والمكونات الأخرى باستخدام الطائرات بدون طيار. "

يحتوي التصميم الحالي لـ SDS على 2 كيلو واط ، واثنين من موصل المنطق الأزرق 50W وموصل WiSub 250W ، وعلامات - AruCo و ChaRuCo - يمكن لكاميرات الطائرات بدون طيار رؤيتها والتي يمكنهم من خلالها تحديد موقعهم بالنسبة لهم ، وتحديد المواقع الصوتية من Water Trondheim مرتبط. في المستقبل ، يمكن أيضًا استخدام المجال المغناطيسي لـ Blue Logic's الرابط الاستقرائي لتوجيه الطائرة بدون طيار إلى SDS ، كما يقول إيدي.
يقع Blue Logic في Subsea Wireless Group (SWiG) ، التي تعمل على توحيد الاتصالات اللاسلكية تحت البحر أيضًا.

صعب سعي: فعل ذلك حقيقي
صعب Seaeye في Sabertooth خلال عرض تجريبي مع محطة لرسو السفن في الإيكوينور. الصور: صعب سعيي. كان السويدي صعب سيي أحد أولئك الذين يقودون جانب السيارة من المعادلة - لمدة 10 سنوات على الأقل.

تمتلك الشركة حوالي 50 ٪ من السوق العالمية للسيارات الكهربائية التي تعمل عن بعد (ROVs) وقد قدمت أكثر من 1000 سيارة كهربائية مستقلة تعمل تحت الماء (AUV) و ROV ومركبات هجينة. في وقت سابق من هذا العام ، خلال حملتها الربيعية لروبوتات eRobotics ، أظهرت Saab Seaeye قدرة Sabertooth AUV على الالتحام بطريقة آمنة ومضبوطة في محطة لرسو السفن النائية ، حيث يمكنها الوصول إلى حزم الأدوات ، وإعادة شحنها ونقل البيانات ، بما في ذلك المهمة الجديدة خطط ، باستخدام موصلات حثي المنطق الأزرق. يمكن أن تفعل هذا تلقائيا ، دون الحاجة للسيطرة البشرية.

في يونيو ، قامت الشركة بالرسو ، الشحن والاتصالات على SDS Equinor's ، في بحيرة فاترن ، السويد. يقول جان سيسجو ، كبير المهندسين في Saab Seaeye ، في حين أن الجزء الأخير من الالتحام خلال هذا التمرين كان عبر أدوات تحكم نصف آلية ، مع وجود القليل من البرمجة ، ستكون السيارة قادرة على الالتحام بشكل مستقل.

تعمل الشركة على هذا المفهوم منذ أكثر من 10 سنوات ، حيث تقوم بتطوير أنظمة القدرة والتحكم المتطورة التي تتمتع بها Sabertooth والتي تبلغ 3000 متر. تم دعم الفكرة منذ ذلك الحين من قبل أمثال ENI ، في حين ساعدت التطورات الموازية في تكنولوجيا الشحن ونقل البيانات الاستقرائية ، والاتصالات القادرة على الفيديو تحت الماء ، وتطوير محطات الإرساء الموحدة ، على رؤية السوق يبدأ في اللحاق بالركب.

يقول بيتر إركرز ، مدير المبيعات في Saab Seaeye: "إنه النظام المستقل الوحيد الذي يمكنه العمل في وضعي AUV و ROV والتعامل مع الاتصالات في المستويين الأفقي والرأسي". "إنها السيارة الوحيدة المتوفرة حاليًا في السوق والقادرة على الإقامة لمدة طويلة في المواقع التي يصعب الوصول إليها."

تعمل Saab Seaeye أيضًا على أنظمة أخرى ، مثل قابلية التشغيل عن بُعد من فئة Leopard ROV العالمية الخفيفة. إنها تعمل مع شركة Boeing التي تجري تجارب عبر وصلة قمر صناعي في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، وتتحكم في ROV للقيام بأعمال المناولة ، ووصلات التزاوج ، ومهام الطيران ، والتحكم في نقاط الطريق. يقول Siesjö إنه حتى عندما تم دفع زمن الوصول إلى ما يصل إلى ثلاث ثوان وكانت معدلات البيانات "مضطربة" ، فلا يزال النظام يعمل.
وفي الوقت نفسه ، تعمل Saab Seaeye أيضًا على معالج كامل لطبقة العمل. لا يزال اختبار العمل مستمرًا مع وجود خطط لإظهار المزيد للسوق في العام المقبل. تقوم الشركة أيضًا بتطوير وتتبع تقنيات التعريب ورسم الخرائط ثلاثية الأبعاد في وقت واحد استنادًا إلى نظام كاميرا استريو تم تطويره في ساب منذ بعض الوقت.

Saipem: الانتقال من المفهوم إلى الواقع
مشغل آخر للمركبات كان يختبر نظامه الجديد ؛ Saipem مع Hydrone لها. في يونيو ، بدأت تجربة Hydrone R لمدة ستة أشهر في "حديقة الألعاب" تحت الماء في سايبم بالقرب من تريستا ، شمال شرق إيطاليا. في وقت لاحق من العام ، أو أوائل العام المقبل ، من المتوقع أيضًا أن يدخل تصميم FlatFish إلى المياه ، قبل إجراء تجارب في المياه العميقة في عام 2021. إن Flatfish مرخص له من شركة Shell (التي اشترت BG Group ، والتي قامت بدورها بتطوير FlatFish مفهوم مع المؤسسات البرازيلية والألمانية).

Hydrone هي في الواقع جزء من مجموعة من المركبات الكهربائية الموجودة تحت سطح البحر - بدءًا من السيارات المقيمة من فئة العمل المقيمة ومروراً بمركبات AUV الهجينة مع ميزات الاحتفاظ بالمحطة ، والتي تتراوح من التحكم في الوقت الحقيقي إلى النطاق الترددي العالي والاتصالات حتى الصوتيات المنخفضة وعرض النطاق المستقل للعمليات - بدلاً من ذلك من وجود مركبة واحدة يمكنها أن تفعل كل شيء. تشمل التصميمات أنظمة المقيمين في قاع البحر بالإضافة إلى الأنظمة المنشورة على السطح ، على سبيل المثال من سفينة أو نظام إنتاج عائم.

Hydrone R (للمقيم) هو الأول من خارج منطقة الجزاء. يوصف بأنه روف هجيني مزود بقدرات AUV ، على سبيل المثال سيكون له المتلاعبين ، من أجل عمل التدخل ، ويمكن أن يعمل على حبل (يصل قطره إلى 300 متر) ، ولكن أيضًا مسافات التنقل بين حقول تحت البحر ، غير مرتبطة ، مثل AUV ، و أخبر ستيفانو ميجيو ، المدير الفني لشركة Subsea Robotics في Saipem مؤتمر الطاقة: متصل (يُعرف أيضًا باسم Subsea Valley) في أوسلو في وقت سابق من هذا العام ، سواء من مرآب لقاع البحر أو نظام تم نشره على سطح الأرض على أساس المهمة ولكن أيضًا قادر على إعادة الشحن تحت سطح البحر. تم تقييمه إلى 3000 متر ، ويمكن أن يعمل لمدة 8-10 ساعات دون حبل ، ويصل إلى 10 كم ، عندما يعود إلى نفس القاعدة ، أو 20 كم ، إذا كان يمر عبر قاعدة أخرى.

تقوم Saipem أيضًا بتطوير مجموعة من ألواح HyTool ، وهي مناسبة لجميع مركباتها ، بحيث يمكنها تبديلها تحت سطح البحر. انها أيضا تطوير HyBases. محطات الإرساء التي سيتم نشرها لتوفير واجهة اتصال عبر نظام إنتاج تحت سطح البحر أو إلى الشاطئ برابط مباشر أو عبر سفينة سطحية ، والوصول إلى تلك الحمولات القابلة للتبديل عند الحاجة. علاوة على ذلك ، فإن HyLars ، المرآب الطائر المنتشر من مضيف السطح (ربما بدون طيار) ، سيوفر مرآبًا معلقًا تحت سطح البحر أو يتم نشره في قاع البحر لإعادة الشحن أو الاستعادة. ومن ثم ، فإن HyBuoy ، باستخدام العوامة ، مع توليد الطاقة المتجددة ، حيث البنية التحتية الموجودة تحت سطح البحر غير متوفرة ، يمكن أن توفر الطاقة والاتصالات إلى Hybase في قاع البحر.

هناك أيضًا مفهوم HyVessel ، وهو وعاء سطحي مستقل يمكن أن يجعل نظام الغواصة على دراية بالوضع ويوفر القدرة على الإشراف لمركز التحكم البري.

يقول Meggio أن الحلول التجارية لإعادة الشحن والاتصالات تحت الماء - "الصوتية أو البصرية أو أي شيء ستجلبه السوق" - هي الآن في السوق. "إنها مجرد مسألة دمجهم." ثم ، إنها مجرد حالة دمج لهم.

الأراضي الفلسطينية المحتلة: السلطة الحكم الذاتي
على استعداد للنشر في الخارج ، فإن PowerBuoy متجهة للعمل لدى Premier Oil. صورة من الأراضي الفلسطينية المحتلة. في بعض الحالات ، قد لا تتمكن السيارات المقيمة تحت الماء من الوصول إلى الطاقة ، لذلك قد تكون هناك حاجة إلى مصادر بديلة للطاقة.
تعد شركة Ocean Power Technologies (OPT) التي تتخذ من ولاية نيو جيرسي الأمريكية مقراً لها ، شركة رائدة في هذا المجال ، حيث تعمل مع شركة النفط الإيطالية ENI.
تم تثبيت OPT PB3 PowerBuoy® ، وذلك باستخدام نظام رسو من ثلاث نقاط ، في نوفمبر 2018 ، بالقرب من منصة Amelia B التابعة لـ ENI في البحر الأدرياتيكي ، حيث توفر الطاقة لنموذج محاكاة لنظام تحت سطح البحر. تم تثبيت عوامة موجة بالقرب منه ، للمساعدة في مراقبة الأداء.

في وقت سابق من هذا العام ، قالت OPT أن النظام قد أظهر قدرات شحن AUV ، حيث نجح في إرسال الطاقة والاتصالات إلى حمولة تحت البحر طوال فترة الاختبار. وقالت OPT إن النظام يجري اختباره كمحطة شحن مستقلة ومنصة اتصالات.
الأراضي الفلسطينية المحتلة لديها أيضا أفكار أخرى. في الواقع ، تم شحن PB3 PowerBouy مؤخرًا إلى المملكة المتحدة قبل إرساله إلى بحر الشمال للعمل لدى Premier Oil ، مما يوفر الطاقة لرصد منطقة الأمان حول الآبار المعلقة في حقل هنتنغتون ، بالإضافة إلى توفير الاتصالات إلى الشاطئ. كما يتم تقييم إمكانية استخدامها في المستقبل ، وتوليد الطاقة لتشغيل الأصول تحت سطح البحر.

تقوم الشركة أيضًا بتصميم PowerBuoy هجين ، والذي يستخدم الوقود السائل لتوليد الطاقة وبطاريات ليثيوم أيون ، لضمان استمرار قوة الذروة والاتصالات. تم تصميم هذا لتوفير أكثر من 1 ميجا واط ساعة من الطاقة (قابلة للتطوير) وتعمل لمدة تصل إلى 10 سنوات مع الحد الأدنى من الصيانة.

تعد التجربة في إيطاليا جزءًا من مشروع ENRE's MaREnergy ، الذي يستهدف استخدام محولات الطاقة الموجية لأنظمة المراقبة والتحكم تحت سطح البحر ودعم شحن AUVs.

باستخدام شيء مثل PowerBuoy ، وهي تقنية لامتصاص النقاط تلتقط الطاقة التي يتم إنشاؤها عندما ترسل الموجات طفوًا صعودًا وهبوطًا في صاري مربوط ، الحركة التي تستخدم لتوليد الطاقة ، يمكن أن توفر رابط الطاقة والاتصالات هذا.
سيكون جهاز PB3 الخاص بشركة OPT مناسبًا لمتطلبات الطاقة المنخفضة وحيث سيكون من المعقول توفير طرق أخرى للطاقة ، مثل المناطق النائية ، وتوفير المراقبة البيئية لعمليات الهندسة والتطوير ومراقبة ومراقبة المعدات منخفضة الطاقة تحت سطح البحر والمعدات العليا ، Andrea Alessi ، أخبرت مديرة برنامج الطاقة المتجددة البحرية ، ENI ، مؤتمر البحر المتوسط (OMC) في إيطاليا في وقت سابق من هذا العام.

يمكن أن يمتد هذا إلى المشغلات الكهربائية التي تعمل بالطاقة و AUVs ، بما في ذلك تلك المشكّلة لمفهوم ENI's Clean Sea ، بالإضافة إلى إنشاء أطواق أمنية حول المنصات البحرية أثناء إيقاف التشغيل أو الأنشطة الأخرى لتجنب استخدام سفينة مأهولة.

فريد. أولسن: بولت من الأزرق
حزمة رصد قابلة للتكيف. اعتماد الصورة: Sea Engineering، Inc. هناك دائمًا طرق لفعل الأشياء بطريقة مختلفة ، ولكن فريد. يعمل Olsen على تصميم طاقة الأمواج يسمى BOLT. يعتمد هذا النظام على منصة عائمة متصلة بقاع البحر عبر مراسي ترتبط بدورها بمنتج خط ونش متخصص ، والذي يندفع ويخرج من الروافع (واحد إلى ثلاثة ، حسب متطلبات الطاقة) مع ارتفاع البحر. تعمل حركة اللف على توليد طاقة تصل إلى 10 كيلو واط من الطاقة القابلة للتصدير في المتوسط مع وحدة قياسية في حالة البحر المرتفعة - يتم تحويلها إلى كهرباء على متن المنشأة عبر صندوق تروس خالٍ من الصيانة مصمم خصيصًا ومجموعة مولدات Siemens قياسية. حتى Hjetland ، هندسة يقول مدير BOLT Sea Power ، إنه تصميم تم العمل عليه منذ أكثر من 12 عامًا ، لكن لديه الآن خبرة في التشغيل في الخارج في النرويج والمملكة المتحدة وفي المحيط الهادئ (في موقع البحرية الأمريكية قبالة هاواي). تتمثل إحدى وظائفها التالية في توفير منصة لمحطة 4G مؤقتة في بحر الشمال ، تعمل مع شركة الاتصالات Tampnet ، لدعم عمليات البناء الميدانية.

يقول هيجلاند إن الخطوط المستخدمة لدفع الروافع هي الأشعة فوق البنفسجية (أشعة الشمس) ومقاومة النمو البحري ، ولا يزال النظام يولد الطاقة في ولايات البحر الهادئة نسبيًا. يبلغ قطر النظام الذي يحتوي على ونش واحد 5 أمتار ووزنه 10 أطنان ، مع ما يصل إلى 500 كيلو واط من تخزين الطاقة على متن الطائرة.
شملت المحاكمات عمليات مع قيادة هندسة المرافق البحرية الأمريكية ، والتي تعمل على توفير أجهزة استشعار خارجية للمحيطات البحرية - بما في ذلك الكاميرات وأنظمة السونار - التي كانت في السابق مكبلة ، من رصيف اختبار بطول 30 مترًا لموقع Nav Energy Wave (WETS) التابع للبحرية ، والذي يقع قبالة ساحل مشاة البحرية قاعدة هاواي ، بالقرب من Kaneohe ، على أواهو.

كما تضمن النظام حلاً لتسجيل البيانات تحت الماء ونقل الطاقة بدون اتصال ، وهو مناسب لشحن AUVs ، الذي طورته شركة WiBotic التي مقرها سياتل. قام جزء من هذا المشروع أيضًا باختبار القدرة على نقل الطاقة من خلال خط ونش / مرسى نفسه ، الأمر الذي سيزيل الحاجة إلى مستخدمي الطاقة السريين إلى البحر.

"نحن نعمل مع Tampnet في العام المقبل لتوفير سارية 4G عائمة ومستقلة ، عن طريق سحب كبل ليفي من شبكتها الحالية من كابلات الألياف تحت سطح البحر ومن ثم تقديم خدمة الاتصال أثناء مرحلة إنشاء الحقل عندما يكون الاتصال غير متاح" Hjetland. سوف هيكل عائم أيضا يضم الألواح الشمسية. لم يتم بعد تحديد موقع البناء المحدد - يمكن أن يكون النفط والغاز أو مصادر الطاقة المتجددة.

ويضيف: "قد يكون أيضًا منبرًا لطائرات بدون طيار من أجل تفتيش شفرة مزرعة الرياح" ، أو في مزارع الأسماك الساحلية. بالنسبة للنفط والغاز ، يمكن أن توفر الطاقة والاتصالات المستقلة طاقة الشحن وقدرة التحكم. يمكن تثبيت محطة إرساء UiD أينما تريد ، بدلاً من توفير الطاقة والاتصالات. "