Автономные подводные аппараты

Размещено на http://allbest.ru

Автономные подводные аппараты

Введение

автономный подводный аппарат

Управление контролем целостности глубоководных месторождений требует плановых общих визуальных осмотров проблемной инфраструктуры. До настоящего времени единственным способом проведения общего визуального осмотра было использование удаленно управляемых аппаратов. Развертывание глубоководных удаленно управляемых аппаратов тяжелое и сложное, требующее больших судов обеспечения с системой динамического позиционирования со значительным количеством персонала в море.

Возможности беспилотных подводных аппаратов увеличились посредством событий в автономном технологическом развитии до такой степени, что автономные подводные аппараты могут теперь планово проводить общий визуальный осмотр подводной инфраструктуры. Выгода беспилотного контроля включает в себя:

* Уменьшенные затраты на операции

* Ускоренный контроль

* Автоматическое обнаружение изменений

* геологические зарегистрированные инспекционные данные

* Одновременные операции от одиночного судна обеспечения

* Большие расстояния от осматриваемого средства

* Увеличенная безопасность операций

* Уменьшенное воздействие на окружающую среду

* Уменьшенные требования спецификации от судов обеспечения

* Не требуется динамическое позиционирование

* Меньше персонала в море

* Уменьшенные затраты на мобилизацию

* Более быстрый ответ на чрезвычайные проверки

1.Lockheed Martin's Marlin ™

Автономный подводный аппарат недавно закончил ряд тестов в американском Мексиканском заливе, демонстрирующих автономное обнаружение изменений стационарной морской платформы. У владельцев глубоководных месторождений теперь есть новый инструмент, который может привести значительные эксплуатационные и финансовые выгоды в управление контролем целостности месторождения.

Практика управления целостностью глубоководных месторождений полагается в большой степени на общий визуальный осмотр подводного оборудования. Эти проверки чаще всего выполняются удаленно управляемыми аппаратами, запущенного и управляемого от динамически позиционированного судна. Глубоководные системы удаленно управляемых аппаратов и их суда обеспечения - высокие системы спекуляции, требующие высоких показателей использования их оператором месторождения. Часто эти системы требуют высококвалифицированных команд, которые могут содержать больше 30 человек для расширенной операции.

Автономные подводные аппараты меньше, чем удаленно управляемые. Они требуют меньшего количества пространства палубы, меньше операторов и лишены точного расположения, требуемого судном обеспечения. Достижения в автономии на пару с уникальными датчиками значительно уменьшают человеческое участие, требуемое для сбора изображений морской нефтегазовой подводной инфраструктуры. Эти факторы существенно уменьшают эксплуатационные затраты на глубоководный контроль. Эта работа исследует роли, которые автономные подводные аппараты с соответствующими датчиками и автономией могут выполняться, чтобы предоставить новую стоимость руководителям подводных месторождений.

У незакрепленных автономных подводных аппаратов есть потенциал изменить игру в многих областях подводной деятельности. Длительные исследования показали, что автономные подводные аппараты начинают показывать свои возможности, как экономически выгодные инструменты, в областях начиная от глубоководного исследования для оффшорной нефтяной и газовой промышленности до военных операций. Возрастающая нужда для многих аспектов океанических наблюдений также предлагает большой потенциал для автономных подводных аппаратов не только для усиления результата обычных судовых операций, но и для действий в трудно доступных зонах, таких как действия под Арктическими льдами.

Автономные подводные аппараты самоуправляемы, это истинно-запрограммированные адаптивные роботы, а не удаленно управляемые аппараты. Они предлагают такие преимущества, как возможность действовать в качестве платформы, которая может развернуть датчики обзора вблизи к морскому дну, таким образом получая высококачественные результаты свободные от поверхностных шумов и шумов от судна. Кроме того, они непринужденны к нужде быть подсоединенными к корабельному электроснабжению и контролироваться оператором.

К нашему времени построено множество автономных подводных аппаратов плюс другие, у которых есть отдельное электроснабжение, а также способность работать в автономном способе или как удаленно управляемые аппараты работать через тонкую стекловолоконную привязь. Аппараты располагаются в диапазоне от 25 килограммов, разработанных, чтобы работать на глубине воды до 50 м, до весящих несколько тонн, разработанные, чтобы быть запущенными из труб межконтинентальных баллистических ракет ядерных субмарин. Удельные затраты различаются соответственно, от менее чем 50000 долларов, до случаев с расточительством до 100 миллионов долларов от военных организаций на исследовательские программы. Однако, типичный небольшой автономный подводный аппарат для противоминного корабля может стоить около 600000 долларов, а гражданский автономный аппарат для глубоководного исследования возможно обойдется в 5 миллионов долларов.

Вместе со многими другими областями технологий, развитие автономных подводных аппаратов от понятия исследования до коммерческого продукта заняло много лет, но в этом случае приблизительно 50 лет прошли, начиная с ранней работы в середине прошлого века. Недавние разработки в информационных технологиях и энергосистемах, вместе со многими годами накопления опыта использования ограниченных удаленно управляемых аппаратов, оказали трансформационное влияние.

Самое главное, однако, что движущие силы рынка изменились. Центр главных военно-морских полномочий в мире и их подрядчиков переместился от игр в «кошки мышки» подлодки холодной войны в 'открытом море' к прибрежным водам местных конфликтов и главным деловым возможностям, представленных 'войной с терроризмом. В гражданском секторе истощение мелководной морской нефти и запасы газа Северного моря и Мексиканского залива вынудили нефтегазовые компании двинуться в глубоководье и в поиск дающих новые возможности технологий.Среди научного сообщества у потребности понять роль океанов в изменении климата есть универсальное соглашение. И затем, конечно, есть итог - крупный рост в потребности не только существенно увеличил стоимость судна, но также и поднял необходимость наличия персонала для подводных операций. Технологическая способность и потребность рынка теперь основываются друг на друге, чтобы стимулировать спрос.

Автономные подводные аппараты не ответ на все требования от подводных операций, но для некоторых сфер они предлагают большие увеличения рентабельности и истинного `умножения силы' для военного и финансового рычага всех секторов.

Нефтегазовая промышленность была представлена автономным подводным аппаратам приблизительно 10 лет назад для детального составления карты морского дна до строительства подводной инфраструктуры. Автономные подводные аппараты постоянно развиваются для большего использования с все более и более продвинутыми технологическими возможностями.

2.Автономные подводные аппараты для отображения дна океана

C & C Technologies создала самый первый, коммерчески управляемый автономный подводный аппарат для разведки нефти и газа. Эта компания угождает мировому рынку и фокусируется на технологических решениях для рассмотрения и отображения. C & C утверждает, что установила норму до глубоководных возможностей автономных подводных аппаратов. У Компании есть опыт обзора более чем 180,000 километров для более чем 62 клиентов. Данные захвачены и обработаны на борту аппарата и диаграммы переданы через спутник веб-сайту -- это гарантирует, чтобы нефтяные и газовые клиенты получили доступ к данным фактически немедленно.

Пресс-релиз, выпущенный C & C, гласил: “Автономные подводные аппараты могут помочь нефтяным компаниям сэкономить много времени и денег, проводя обзоры дна океана, которые предшествуют строительству трубопроводов для нефти и природного газа. Кроме того, они могут просмотреть морское дно на таких больших глубинах, что ранее даже представить было невозможно”.

Перед развитием автономных подводных аппаратов нефтегазовые компании использовали буксирный метод, в котором оборудование было ограничено кабелем и запускалось в воду из лодки, которая перемещалась, 'буксируя' оборудование. Проблема этого метода - то, что по мере углубления, изображения искажаются. Кроме того, этот метод может быть трудоемким и часто прерывается или останавливается полностью, когда море становится неспокойным. Другой недостаток состоит в том, что кабели могут запутаться, изменив обзор и затронув точность.

Автономные подводные аппараты не требуют никаких кабелей, поскольку машины управляются дистанционным управлением. Аппараты могут проводить обзор в течение двух дней прямо, пока операторы остаются на земле. Потребляемая мощность прибывает из батареи топливного элемента. В наше время на борту подводных аппаратов может быть установлено самое современное оборудование для ультра четких снимков морского дна. Автономные аппараты могут работать на больших глубинах, чем удаленно управляемые, использующие традиционный буксирный метод.

Технология автономного исследования была хорошо принята нефтегазовыми компаниями. В 2009 бразильская нефтегазовая компания, Petrobas, наградила C & C Technologies контрактом на 5 миллионов долларов. Аппараты C-Surveyor II и M/V Northern Resolution использовались Petrobasом в соответствии с двухлетним контрактом.

Мир автономных аппаратов непрерывно растет и изменяется в соответствии с технологическим прогрессом, чтобы далее удовлетворять исследовательские потребности. Система Пловца, разработанная Cybernetix, является электрически приведенным в действие гибридом автономных подводных аппаратов и удаленно управляемых аппаратов. Подводная “док-станция” по существу позволяет аппарату оставаться под водой в течение долгих промежутков времени и присоединена к мощному и контролирующему «пупочному» средству на поверхности. Этот инструмент был разработан совместно с нефтяными компаниями, Total и StatoilHydro.

В прошлом году компания-разработчик программного обеспечения SeeByte, работающая наряду с Subsea 7, создала: “первый действительно автономный аппарат, способный к инспекционному и легкому вмешательству в оффшорную окружающую среду”. Этот прототип был поддержан BP и Chevron, и будет способен к осмотру трубопроводов, райзеров и швартовки, а также обеспечивать общий визуальный осмотр.

3.Автономные аппараты с автоматизированной системой наведения

SeeByte также развил Автошпиона -- систему программного обеспечения, в которой аппарат может найти трубы для проверок, используя данные от гидролокатора. “Автошпион, который поступил в продажу в прошлом году, ведет автономный подводный аппарат к тому, чтобы он держал постоянное смещение к трубопроводу, чтобы сохранять высококачественную информацию. С начала одна из наших миссий состояла в том, чтобы улучшить автономные аппараты так, чтобы они могли начать выполнять функции удаленно управляемых аппаратов”, сказал менеджер по продажам и маркетингу Айозеба Тена.

Подпитывается возобновляемой энергией

Более свежее продвижение - представление первого автоматизированного аппарата, приведенного в действие 100 процентно естественной, возобновляемой океано-тепловой энергией. НАСА, американский военно-морской флот и исследователи от Учреждения Scripps Океанографии в Сан-Диего развили аппарат для океанографического наблюдения с тепловой перезарядкой (SOLO-TREC), это аппарат с новым тепловым перезаряжающимся двигателем, который может быть приведен в действие различными температурами на различных океанских глубинах.

"Сбор и преобразование побочной энергии от окружающей среды открывает дверь для огромного расширения использования автономных систем для военно-морских и гражданских задач", сказал Томас Свин, менеджер из Военно-морского офиса по Программе исследований для соло трека. “Это - очень значительный шаг вперед".

Автоматизированные аппараты использовались в некоторых случаях, хотя они не всегда признавались за то, за что признаются сегодня. В течение примерно 50 лет эти подводные “роботы” развивали свое оригинальное использование в военных применениях или в океанском научном исследовании. Сегодня, эти очень продвинутые системы обеспечивают подробное понимание подводного мира для нефтегазовых компаний.

Заключения

В будущие годы различия между автономными и удаленно управляемыми аппаратами станет ясно определенным и будут автономные аппараты, которые могут сделать работу с манипуляторами или которые доставят удаленно управляемый аппарат к необходимому местоположению. Автономные аппараты дополнят удаленно управляемые в некоторых задачах, таких как инспекционная и легкая работа. Главные особенности автономных аппаратов для этой задачи включали бы способность работать на глубинах до 3000 метров, надежно питаться от батареи дальнего действия (или от топливных элементов) и иметь навигационную систему, которая сможет заняться длительными задачами с редкими обновлениями местоположения, обладать безопасным и надежным запуском, а также иметь системы восстановления для переменного морского состояния и рядом прочных предохранительных механизмов. Нефтяная и газовая инфраструктура будет включать подводные док-станции для автономных аппаратов, наряду с системами акустического позиционирования и линий связи. Автономные аппараты будут наносить глубоководные нефтяные и газовые месторождения на карту, как только кабели будут отправлять эти ссылки на сайты на побережье.

Размещено на Allbest.ru