MTR100: пять «смотреть»

Saipem Hydrone R - во плоти и готов к испытаниям в реальном мире. Изображение из Сайпема.

BOLT Lifesaver установлен @ WETS. Имиджевый кредит - Тихоокеанский морской энергетический центр.

Previous Next

Для 14-го ежегодного «MTR100» компании Marine Technology Reporter (взгляд на 100 новаторов и технологий в подводном космосе), главный редактор MTR Элейн Маслин рассказывает о пяти компаниях и технологиях, которые заслуживают внимания до конца 2019 года, и за его пределами. Для полной версии см. Https://magazines.marinelink.com/nwm/MarineTechnology/201907/.

Blue Logic: вход в новую эру
Абсолютно новые режимы работы входят в подводный домен для операций с нефтью и газом, и используемые инструменты могут также использоваться в океане.

Его называли подводной космической гонкой - и это немного похоже на миссию на Марс, с похожими коммуникационными проблемами и вопросами относительно источников питания. Различные игроки работают над тем, чтобы это произошло. Идея состоит в том, чтобы иметь подводные резидентские транспортные средства, что устраняет необходимость в пилотируемых надводных судах и ограничивает запуск и восстановление, вызванные плохой погодой. Элейн Маслин рассматривает пять компаний, работающих в этой сфере.
Одна из них - Blue Logic, расположенная недалеко от Ставангера в Норвегии. Хотя это не единственная фирма, производящая индуктивные подводные соединители (WiSub, недалеко от Бергена, работает аналогично), Blue Logic активно участвует в создании ключевого элемента инфраструктуры, который позволит так называемым резидентным подводным транспортным средствам оставаться под водой в течение длительных периодов времени. инспекционные и интервенционные операции. Это подводная док-станция (SDS) для концепции дронов Equinor для подводного вмешательства (UiD - название, зарегистрированное под торговой маркой Equinor). К настоящему времени построены два из них, один из которых теперь установлен на глубине 365 м над уровнем моря у берега Тронхейма, в открытой испытательной лаборатории, управляемой Норвежским научно-техническим университетом (NTNU), а другой должен быть установлен на месторождении Аасгард на шельфе Норвегии после объезд в Швецию, где его преследовал САУ Seaeye Sabertooth AUV. Equinor не только передала на аутсорсинг создание этих SDS, но и делает дизайн свободно доступным - потому что хочет, чтобы все производители транспортных средств использовали его (открытые инновации).

Основатели Blue Logic выпустили свой первый индуктивный разъем для питания и высокоскоростной связи в 2006 году, после 12 лет работы. В 2010 году они основали Blue Logic, и с тех пор компания совершенствует свои индуктивные разъемы для передачи питания и связи, а также новые альтернативные источники питания мощностью от 50 Вт до 2,3 кВт, все с Ethernet и последовательной связью со скоростями до 80 Мбит / с и 230 Кбит / с соответственно. , Он также работает над разъемом нового поколения мощностью 9,2 кВт, а также с другими типами механических и гидравлических разъемов для дронов.
Blue Logic также разработала новый динамометрический инструмент для AUV и ROV. По словам Хельге Сверре Эйде, бизнес-менеджера Blue Logic, его предыдущий динамометрический инструмент весил 23 кг в воде, что было бы слишком тяжело для автомобиля, подобного роботу-змее Eelume. Таким образом, инженер Ларс Гуннар Ходнефьелл работал над более легкой версией - фактически 7,5 кг (улучшив мировой рекорд на 50% снижения веса) - с использованием титана и пластика - с производительностью 3000 Нм крутящего момента. С тех пор он использовался Eelume, который должен работать на SDS в Асгарде в привязном испытании.

Но «для того, чтобы это (подводные автомобили-резиденты) были экономичными, вам нужно увеличить объем работ для дронов», - говорит Эйде. «Итак, вам нужны новые инструменты, и вам нужно настроить или изменить систему подводной добычи. Вам нужно изменить обе стороны уравнения. Новые инструменты должны быть легкими, чтобы на них мог летать дрон. Подводное обслуживание систем должно быть заменено меньшими порциями для замены датчиков и других компонентов с помощью беспилотников ».

Текущий дизайн SDS имеет два 2-киловаттных и два 50-ваттных разъема Blue Logic и один 250-вольтный разъем WiSub, маркировки - AruCo и ChaRuCo - которые видят дрон-камеры и из которых они могут определять свое положение относительно них, и акустическое позиционирование из воды на базе Тронхейма Linked. В будущем магнитное поле индуктивного разъема Blue Logic может также использоваться для направления беспилотника к SDS, говорит Эйде.
Blue Logic входит в Подводную беспроводную группу (SWiG), которая также работает над стандартизацией подводной беспроводной связи.

Saab Seaeye: делать это по-настоящему
Sabertooth от Saab Seaeye во время демонстрации с подводной док-станцией Equinor. Изображения: Saab Seaeye. Шведский Saab Seaeye был одним из тех, кто руководил транспортным средством уравнения - по крайней мере, 10 лет.

Фирма занимает около 50% мирового рынка электрических транспортных средств с дистанционным управлением (ROV), и она поставила более 1000 электрических автономных подводных транспортных средств (AUV) и ROV и гибридных транспортных средств. Ранее в этом году во время своей весенней кампании eRobotics Saab Seaeye продемонстрировал способность своего Sabertooth AUV безопасно и контролируемым образом стыковаться на удаленной док-станции, где он может получить доступ к пакетам инструментов, перезарядить и передать данные, включая новую миссию. В планах, используя Blue Logic индуктивные разъемы. Он может сделать это автоматически, без необходимости контроля со стороны человека.

В июне фирма выполнила стыковку, зарядку и связь на SDS компании Equinor на озере Ваттерн, Швеция. В то время как последняя часть стыковки во время этого упражнения осуществлялась с помощью полуавтоматического управления, при небольшом программировании автомобиль сможет автономно состыковываться, говорит Ян Сиешо, главный инженер Saab Seaeye.

Фирма работает над этой концепцией более 10 лет, разрабатывая передовые 3000-метровые системы Sabretooth с улучшенными характеристиками и системы управления. С тех пор эта идея была поддержана такими компаниями, как ENI, а параллельные разработки в области индуктивной подводной зарядки и технологии передачи данных, а также связи с поддержкой подводного видео и разработка стандартизированных док-станций помогли увидеть, что рынок начинает догонять.

«Это единственная парящая автономная система, которая может работать в режимах AUV и ROV и обрабатывать соединения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости», - говорит Питер Эркерс, директор по продажам Saab Seaeye. «И это единственный автомобиль на рынке, способный на длительное проживание в труднодоступных местах».

Saab Seaeye также работает над другими системами, такими как удаленная работоспособность своего леопардового ROV мирового класса. Он работал с Boeing, проводя испытания по спутниковой линии связи в США, контролируя ROV, чтобы выполнять работу манипулятора, соединяя разъемы, выполняя миссии и управляя путевой точкой. «Даже когда задержка была доведена до трех секунд и скорость передачи данных« перепуталась », система все равно работала», - говорит Сиешо.
Тем временем Saab Seaeye также работает над электрическим манипулятором полного класса. Работа по тестированию продолжается с планами раскрыть больше на рынке в следующем году. Компания также занимается разработкой и отслеживанием технологий одновременной локализации и картирования 3D на основе системы стереокамер, разработанной в Saab некоторое время назад.

Сайпем: переход от концепции к реальности
Другой оператор транспортного средства тестировал свою новую систему; Сайпем со своим Гидроном. В июне Hydrone R начал шестимесячные испытания в подводном «игровом парке» Saipem недалеко от Триеста на северо-востоке Италии. Позднее в этом году или в начале следующего года его конструкция FlatFish, как ожидается, войдет в воду в преддверии глубоководных испытаний в 2021 году. Flatfish по лицензии Shell (которая купила BG Group, которая в свою очередь занималась разработкой FlatFish). концепция с бразильскими и немецкими институтами).

Фактически Hydrone является частью семейства подводных электрических транспортных средств - от привязанных автомобилей рабочего класса до гибридных AUV с функциями сохранения станции, начиная от управления в реальном времени с высокой пропускной способностью и связи до акустики с низкой шириной полосы и автономных операций - скорее чем иметь один автомобиль, который может сделать все. Конструкции включают системы, расположенные на морском дне, а также системы, развернутые на поверхности, например, с судна или плавучей производственной системы.

Hydrone R (для резидентов) является первым из коробки. Он описывается как гибридный ROV с возможностями AUV, например, он будет иметь манипуляторы для интервенционных работ и может работать на привязи (до радиуса 300 м), а также преодолевать расстояния между подводными полями, не привязанными, как AUV, и Стефано Меджио, технический менеджер по подводной робототехнике в Saipem, Стефано Меджио (Stefano Meggio) из Saipem рассказал, что в начале этого года в Осло на конференции Energy: Connected (также известной как Subsea Valley) в Осло рассказывал о том, что как в гараже на морском дне, так и в наземной развернутой системе на миссии. При расчете на 3000 м он может работать в течение 8-10 часов без привязи и до 10 км, когда он возвращается на ту же базу, или 20 км, если он переходит на другую базу.

Saipem также разрабатывает ряд салазок HyTool, подходящих для всех своих транспортных средств, чтобы они могли менять их под водой. Он также разрабатывает HyBases; стыковочные станции, которые будут развернуты для обеспечения интерфейса связи через подводную добычную систему или на берег с прямой линией или через надводное судно, и доступ к этим взаимозаменяемым грузам при необходимости. Кроме того, HyLars, летающий гараж, развернутый с надводного узла (возможно, беспилотный), предоставит гараж, подвешенный под водой или развернутый на морском дне для перезарядки или восстановления. Затем HyBuoy, используя буй, с генерацией возобновляемой энергии, где подводная инфраструктура недоступна, может обеспечить питание и связь для Hybase на морском дне.

Есть также концепция HyVessel, автономное надводное судно, которое могло бы информировать подводную систему о ситуации и обеспечивать возможности наблюдения для берегового центра управления.

Меггио говорит, что коммерческие решения для подзарядки и подводной связи - «акустические, оптические или то, что принесет рынок» - сейчас на рынке. «Это просто вопрос их интеграции». Тогда это просто случай их интеграции.

OPT: мощная автономия
Готовый к оффшорному развертыванию, PowerBuoy предназначен для работы в Premier Oil. Изображение с OPT. В некоторых случаях резидентные подводные аппараты могут не иметь доступа к электроэнергии, поэтому могут потребоваться альтернативные источники энергии.
Компания Ocean Power Technologies (OPT) из Нью-Джерси, США, является ведущей компанией в этой области, сотрудничая с итальянской нефтяной компанией ENI.
OPT PB3 PowerBuoy® был установлен с использованием трехточечной системы швартовки в ноябре 2018 года недалеко от платформы ENI Amelia B в Адриатическом море, где он обеспечивает энергией макет подводной системы. Рядом с ним был установлен волновой буй, чтобы помочь контролировать производительность.

Ранее в этом году OPT заявила, что система продемонстрировала возможности зарядки AUV, успешно отправляя питание и связь на подводную полезную нагрузку в течение всего тестового периода. ОПТ сказал, что система тестируется как отдельная зарядная станция и коммуникационная платформа.
У ОПТ есть и другие идеи. Фактически, еще один PB3 PowerBouy был недавно отправлен в Великобританию перед отправкой в Северное море для работы в Premier Oil, обеспечивая питание для мониторинга зоны безопасности вокруг подвесных скважин на месторождении Хантингтон, а также обеспечивая связь с берегом. Его потенциал для будущего использования, выработки энергии для эксплуатации подводных активов, также оценивается.

Компания также разрабатывает гибридный PowerBuoy, который использует жидкое топливо для выработки электроэнергии и литий-ионные аккумуляторы, чтобы обеспечить непрерывную пиковую мощность и связь. Он предназначен для обеспечения более 1 МВтч энергии (масштабируемой) и работает до 10 лет с минимальным обслуживанием.

Испытание в Италии является частью проекта ENI MaREnergy, который нацелен на использование волновых преобразователей энергии для подводных систем контроля и управления, а также для поддержки зарядки AUV.

Используя что-то вроде PowerBuoy, технология точечного поглотителя, которая улавливает энергию, создаваемую, когда волны посылают поплавок вверх и вниз по пришвартованному лонжерону, движение, которое используется для генерации энергии, может обеспечить эту связь для связи.
Устройство OPT PB3 подойдет для более низких требований к питанию, и там, где будет сложно обеспечить электропитание другими способами, такими как удаленные районы, обеспечение мониторинга окружающей среды для инженерных и опытно-конструкторских работ, а также мониторинг и контроль подводного и надводного оборудования с низким энергопотреблением, Андреа Алесси, Руководитель программы по возобновляемым источникам энергии в открытом море, ENI, выступил с докладом на конференции по морскому Средиземноморью (OMC) в Италии в начале этого года.

Это может даже распространяться на электроприводы и AUV, включая те, которые формируют концепцию ENI «Чистое море», а также на создание защитных кордонов вокруг морских платформ во время вывода из эксплуатации или других действий, чтобы избежать использования пилотируемого судна.

Фред. Олсен: болт с неба
Адаптируемый пакет мониторинга. Изображение предоставлено: Sea Engineering, Inc. Всегда есть способы сделать что-то по-другому, однако, Фред. Олсен работал над дизайном волновой энергии под названием BOLT. Он основан на плавучей платформе, прикрепленной к морскому дну с помощью причалов, которые, в свою очередь, прикреплены к специализированному продукту линейной лебедки, который наматывается в лебедки и из них (от одного до трех, в зависимости от требований к мощности) по мере подъема моря. Обмоточное движение создает энергию - до 10 кВт средней, экспортируемой мощности со стандартным устройством в открытом море - преобразуется в электроэнергию на борту установки с помощью специально разработанной не требующей обслуживания коробки передач и стандартной генераторной установки Siemens. Ивен Хитланд, инженерный Менеджер BOLT Sea Power, говорит, что это проект, который разрабатывался более 12 лет, но теперь у него есть опыт эксплуатации на шельфе Норвегии, Великобритании и в Тихом океане (на территории военно-морского флота США на Гавайях). Одна из следующих его задач - предоставить платформу для временной базовой станции 4G в Северном море, работающей с коммуникационной фирмой Tampnet, для поддержки полевых строительных работ.

По словам Хитланда, линии, используемые для привода лебедок, устойчивы к ультрафиолетовому излучению (солнечному свету) и росту морских судов, и система по-прежнему генерирует энергию в относительно спокойных морских состояниях. Система с одной лебедкой будет иметь диаметр всего 5 метров и вес 10 тонн, а на борту будет храниться до 500 кВт энергии.
Испытания включали операции с инженерным командованием военно-морских объектов США, которые питали внешние океанографические подводные датчики, включая камеры и гидролокаторы, которые были предварительно подключены к кабелю с 30-метрового испытательного причала военно-морского испытательного полигона ВМФ, расположенного у берега морской пехоты. База Гавайи, недалеко от Канеохе, на Оаху.

Система также включала в себя решение для подводной регистрации данных и бесконтактной передачи энергии, подходящее для зарядки AUV, разработанное стартапом из Сиэтла WiBotic. Часть этого проекта также проверила способность передавать мощность через саму лебедку / швартовную линию, что избавило бы от необходимости использования шлангокабеля для подводных пользователей.

«В следующем году мы работаем с Tampnet, чтобы предоставить плавающую автономную мачту 4G, вытягивая оптоволоконный кабель из существующей сети подводных оптоволоконных кабелей, а затем передавая услугу связи на этапе полевого строительства, когда связь недоступна», - говорит он. Hjetland. Плавающая структура будет также размещать солнечные батареи. Конкретная строительная площадка еще не определена - это может быть нефть и газ или возобновляемые источники энергии.

«Это также может быть платформой для летающих дронов для осмотра лопастей ветропарка, - добавляет он, - или на прибрежных рыбных фермах. Для нефти и газа автономное питание и связь могут предложить зарядную мощность и управляющую мощность. Док-станция UiD может быть установлена там, где вы хотите, а не там, где есть питание и связь ».