Охота на Углеводороды

Планер Slocum, принадлежащий Blue Blue Monitoring, принадлежащий Teledyne Webb Research, используется для мониторинга океана (Источник: Мониторинг Голубого океана)

В ящик для охоты на углеводороды добавляется новый инструмент - и множество других антропоморфных и химических сигнатур в морях и океанах мира. Оффшорный инженер сообщает о разработке беспилотных систем дистанционного зондирования океана для обнаружения утечек, звука и утечек.

С момента своего появления в 2000-х годах системы океанских планеров открыли новые возможности для наблюдения и мониторинга океана. Их возможности продолжают расширяться, в том числе в области разведки и добычи нефти и газа, от исследований утечек углеводородов и пассивного акустического мониторинга (PAM) во время сейсмических работ до обнаружения утечек и мониторинга разливов нефти. Основная привлекательность океанских планеров заключается в их способности оставаться в море в течение нескольких месяцев, отслеживая обширные районы в отдаленных местах вплоть до значительных глубин. Это потому, что их способ движения является энергоэффективным. Есть два основных типа планеров. Поверхностный планер получает свою энергию от волн, преобразуя тягу в движение вперед, используя лопасти или плавники на поплавке под водой, соединенные с наземной системой и подводным планером, преобразуя вертикальное движение посредством изменений в плавучести, в горизонтальное движение с использованием неподвижных крыльев. создает траекторию в форме «зуба» через толщу воды. Для передачи собранных данных обычно используется спутниковая или радиосвязь, которая позволяет планеру передавать данные, получать обновления миссии и корректировать траекторию планера.

Восприятие со Слокумом
Австралийская компания Blue Ocean Monitoring строит свой послужной список в использовании подводных планеров, включая Slocum Gliders Teledyne Webb Research. Компания расширяет диапазон возможных миссий с этими транспортными средствами для таких задач, как бурение шлейфа и мониторинг пластовой воды и реагирование на разливы нефти, предоставляя оперативное представление о том, как их следует выполнять. Последняя цель компании - развернуть несколько планеров одновременно с навигацией и управлением с беспилотного надводного судна (USV). Но об этом чуть позже.

Планеры Slocum весят 50-60 кг, работают до 12 месяцев, зависят от полезной нагрузки и достаточно легки, чтобы их можно было развернуть на борту судна одним или двумя людьми. Slocum G3 Glider может работать на высоте до 1000 м и преодолевать расстояние до 13 000 км, в зависимости от используемых батарей, при скорости до 2 т. Точность позиционирования при погружении в воду можно поддерживать с помощью доплеровского каротажа скорости (DVL), датчика давления, высотомера и магнитометра.

В 2016 году в сотрудничестве с канадской компанией JASCO Applied Sciences компания Blue Ocean развернула планер Slocum для выполнения операций PAM, чтобы содействовать экологическому и антропогенному мониторингу во время 3D-сейсмических исследований на северо-западе Австралии. Планер, оснащенный широкополосными гидрофонами JASCO, использовался для регистрации низкочастотных и высокочастотных акустических сигналов морских обитателей в районе съемки. Планер пролетал четыре дня, преодолевая около 30 км / день, в зависимости от силы тока, перед одновременным выполнением операций с сейсмическим судном в заранее обозначенной зоне PAM в течение еще девяти дней, сказал Рамсей Линд, генеральный менеджер EMEA, в Синий океан. Планер, работающий на глубине около 200 м от Эксмута, имел датчик CTD (проводимости, температуры и давления, т.е. глубины) и гидрофон, который улавливал звуки сейсмических снимков, используемых для проверки моделей распространения звука для воздействия на окружающую среду и понимания эффективность платформ планера, используемых в этом конкретном приложении. Местная морская флора и фауна также была интересна дельфинами-дельтапланами и китами Омура.

Один из Slocum Gliders Blue Ocean Monitoring оснащен гидрофоном. (Источник: Мониторинг Голубого океана)

Углеводородная охота
В том же году «Голубой океан» также провел многократно спекулятивную геохимическую съемку, которая включала сбор доказательств подводных утечек углеводородов на шельфе Папуа-Новой Гвинеи. Для этого проекта Blue Ocean развернул планер, оборудованный двумя флуорометрами (Wetlabs SeaOWL и Turner C3).

Затем, в 2017 году, Blue Ocean провел еще одну геохимическую съемку, на этот раз с более полным набором датчиков - и сосредоточился на расширении возможностей связи и управления. Yampi Geochemical Glider Survey, самофинансируемый научно-исследовательский проект в бассейне Browse, у северо-западного побережья Австралии, также был разработан для обнаружения утечек газа, но в этом исследовании использовалась технология обнаружения метана, которая ранее использовалась для автономные подводные аппараты (AUV), но не на подводных планерах. По словам Линд, благодаря использованию лазерного метанового сенсора Franatech, опрос позволил получить более подробную информацию об обнаруженных углеводородах, «высоко оценивая собранную информацию, в первую очередь путем точного обнаружения метана, прежде чем сравнивать пиковые значения метана с флуоресцентным светом». значения растворенного органического вещества (FDOM) из флуорометра ».

В рамках проекта также были введены системы связи практически в реальном времени и адаптивное управление планером, путем программирования планера на поверхность с заданным интервалом и последующей связи с ним с помощью спутниковой связи. Это означало, что пилоты, базирующиеся на берегу, в Австралии или США (в зависимости от времени суток), могли направлять планер для расследования любых аномалий, которые были обнаружены в данных, которые они получили от него, более подробно. Эти данные затем могут быть использованы для информирования плана обследования.

Проект был сосредоточен на хорошо просачивающемся, на глубине 200 м, вблизи нефтегазового месторождения роговицы и работал в течение 14 дней. Результаты были положительными, показывая фоновые концентрации растворенного метана 3-4 объема на миллион (об / мин), а также отчетливые перья, измеряющие от 30 до 84 об / мин. Шлейф с самой высокой концентрацией был обнаружен при 160 об / мин, что соответствовало существующим данным Geoscience Australia. Это было рецензировано CSIRO.

«Мы были очень довольны результатами, этот район оказался хорошим испытательным полигоном для планера, продемонстрировав хорошее согласование с текущим пониманием Geoscience Australia, продемонстрировав, что платформа планера с ее множественной полезной нагрузкой и высоким пространственным и временным разрешением может иметь реальное добавленная стоимость, когда участки с высокой степенью сортировки представляют интерес для геохимического обнаружения утечки ».

«Мы также рассматриваем возможность использования нескольких гидрофонов для повышения направленности наряду с возможностями обработки PAM в режиме реального времени», - добавил он. Другими словами, используя несколько систем, они могут не только обнаруживать сигналы в воде, но также и с более высокой степенью точности определять, откуда они поступают.

Blue Ocean уже использует несколько гидрофонов на одном планере, что позволяет определить некоторую направленность звукового сигнала. Предполагается, что использование нескольких планеров, оснащенных гидрофонами, отслеживаемых с помощью систем связи со сверхкороткой базовой линией (USBL), обеспечит более широкий охват зоны и большую точность для расчета источника звука. Blue Ocean планирует опробовать эту концепцию в этом году.

Планерная платформа с поддержкой PAM, развернутая с небольшого надводного судна. (Источник: Мониторинг Голубого океана)

Представляем бортовую обработку
Blue Ocean также работает над интеграцией системы OceanObserver от JASCO в свои планеры. Это позволит обрабатывать данные в реальном времени на борту планера. «В нынешнем виде на планере во время съемки PAM можно записать около 375 000 выборок в секунду», - сказал Линд, - «это много искажает число (и много данных, которые необходимо будет передавать). С помощью этого программного обеспечения часть обработки может выполняться на борту планера, например, позволяя обнаруживать морских млекопитающих в режиме реального времени ».

Blue Ocean также ищет возможности для применения в оффшорной ветроэнергетике, особенно в строительстве. Он намерен принять участие в пилотном проекте по изучению влияния операций по забиванию свай на морскую флору и фауну с использованием удаленной динамичной платформы. «Океаны представляют собой обширное и в значительной степени недоисследованное пространство, но с помощью этих технологий мы можем многому научиться без больших накладных расходов, связанных с традиционными методами съемки», - сказала Линд.