Подводный IMR Двигается Роботизированный

Изображение: Сайпем

Изображение: Oceaneering

Previous Next

Беспилотные морские системы (UMS), особенно автономные подводные аппараты (AUV), не привыкли к коммерческому применению. Обследование морского дна с помощью AUV и впоследствии беспилотных наземных транспортных средств (USV) в настоящее время является общепринятой практикой. Технология UMS переходит в новые коммерческие области, в частности, инспекционное обслуживание и ремонт (IMR). Хотя нет точных определений, эти задачи можно рассматривать следующим образом:

• Инспекция - это задача изучения конструкции, возможно, трубопровода, чтобы определить ее состояние.
• Техническое обслуживание - это обычная задача, включающая взаимодействие со структурой, например, поворот клапана или вставка провода.
• Ремонт, как правило, является значительным вмешательством, таким как замена сломанной трубы.

Эти миссии традиционно являлись областью дистанционно управляемых транспортных средств (ROV) рабочего класса и крупных морских вспомогательных судов (OSV), от которых они зависят. Но времена меняются.

Сегодня существует множество новых роботизированных подходов к IMR, все они постепенно разрушают традиционные методы. Спектр варьируется от новых концепций развертывания ROV до беспилотных систем, «постоянно проживающих» на морском дне, и включает в себя новые роботизированные форм-факторы и бизнес-модели. Хотя есть интересные разработки для обсуждения, они в основном сосредоточены на проверке и обслуживании. Ремонт в настоящее время все еще остается областью применения мощных и управляемых человеком ROV, поддерживаемых OSV. Но секторы «I» и «M» составляют примерно половину всего рынка IMR и стремительно развиваются.

Новые подходы к РОВ

Самым очевидным элементом изменений в нынешней практике является удаление корабля. Первым логичным шагом является замена большого дорогого корабля с экипажем на USV. Этот подход был продемонстрирован несколькими игроками. В демонстрации, ориентированной на оборону, REL от Teledyne Seabotix эксплуатировались с морских перспективных исследовательских кораблей WAM-V Marine Advanced Research. В коммерческой практике SAAB ROV были поддержаны USV L3 ASV C-worker. В этих конфигурациях целью является, прежде всего, проверка. Оператор на берегу, подключенный по радио или спутниковой телеметрии, может использовать комбинированные системы для исследования сооружений или морского дна. Легкое вмешательство возможно, но, как правило, участвующим ROV не хватает физической силы для выполнения основных задач по техническому обслуживанию на шельфе. Операции такого рода обычно измеряются часами или, возможно, несколькими днями, но не предназначены для того, чтобы быть постоянными.

Предоставлено L3 ASV. Еще одна привлекательная концепция - установить ROV в фиксированном месте. Это может быть связано с большой установкой, обеспечивающей подключение питания и данных обратно на берег. Он также может быть подключен через буй для телеметрии и полагаться на батареи для питания. В любом случае ROV теперь является приспособлением на площадке и не зависит от дорогого судна для поддержки. Это убедительное ценностное предложение, но оно требует значительных инвестиций в надежность ROV. Традиционно ROV обычно обслуживаются и обслуживаются на палубе. Часто более одного ROV запускается на судне, чтобы обеспечить производительность. Такие подходы нежизнеспособны в более фиксированной, долгосрочной концепции операций. Промышленность приняла этот вызов, и ведущие игроки разработали новые предложения ROV. Oceaneering разработал свой электронный ROV и увидел положительные результаты в ранних испытаниях. Сайпем также вложил значительные средства в эту область. Их автомобиль Hydrone-R является результатом почти двухлетней разработки. Летом 2019 года он переходит от разработки прототипа к морским испытаниям.

Seafloor Resident Systems
Естественная эволюция ROV, которым доверяют работать в течение нескольких часов или дней без судов, - это транспортные средства, проживающие на морском дне без привязей. Sabertooth SAAB был лидером в этой области, начиная с широко используемой демонстрации в Лаборатории нейтральной плавучести в Хьюстоне в конце 2016 года. Это показало, что свободно плавающий AUV мог и автономно обследовать и проходить, а затем вмешиваться, поворачивая механизм клапана. Этот последний шаг был проведен под ручным управлением с использованием широкополосной беспроводной телеметрии.

С тех пор другие вошли в это пространство. Oceaneering представили свой автомобиль Freedom. Эта система разработана, чтобы быть многозадачной с возможностью выполнять задачи обследования и проверки. Он предназначен для размещения в док-станции, установленной на морском дне, где он вернется для зарядки. Видение таких систем должно быть установлено и оставлено на морском дне на месяцы. Он сочетает в себе задачи машиностроения по обеспечению надежности ROV с программным обеспечением, необходимым для длительной работы. Эти технологические концепции постепенно развиваются, и решение Oceaneering быстро развивается, чтобы предложить выбор на рынке.

Видение беспроводных транспортных средств на морском дне очень мощное. Но это остается будущим видением. Сегодня долгосрочное развертывание транспортных средств-обитателей на морском дне неизбежно, особенно с Eelume, подводным транспортным средством, размывающим границы между AUV и ROV, и использующим отличительную архитектуру, которая поддерживает модульность и маневренность. Похожая на своего тезку угря, эта технология начала испытания на шельфе в подводных условиях. Подводные системы Eelume были развернуты на подводном полигоне Норвежского научно-технического университета на высоте 360 метров. воды на шельфе Тронхейма в мае 2019 года. Роботы Eelume были размещены на морском дне с причальным гаражом и использовались для выполнения ряда задач по инспекции и легкому вмешательству на подводном полигоне. После дальнейших испытаний и испытаний конфигурации в Тронхейме в конце этого года планируется, что первые две подводные резидентные системы Eelume будут развернуты на подводном промысловом месторождении Асгард для компании Equinor. Две роботизированные системы будут сконфигурированы для инспекционных обязанностей и задач вмешательства, включая операции с динамометрическим клапаном. Эти первые подводные резидентные системы Eelume будут работать в режиме привязанного управления с питанием от батареи, но, как ожидается, до конца года они продемонстрируют работу без привязи.

Кредит: Eelume Оставаясь «Connected»
Для поддержки широко распространенных операций AUV без привязки необходимо обеспечить беспроводное соединение с системами. Акустические модемы полезны для дальних соединений, но предлагают ограниченную полосу пропускания. Оптические системы могут обеспечить гораздо более надежную полосу пропускания, но в ограниченных диапазонах. Коллективная система может предложить один подход к решению этой проблемы. Иосеба Тена, менеджер по глобальному бизнесу в Sonardyne, хорошо говорит: «В Sonardyne мы демонстрировали вышки сотовой связи для навигации и беспроводной связи, оснащенные акустическими моделями и оптическими модемами в свободном пространстве, способными обеспечивать обновление местоположения и управление пилотом в реальном времени. Они будут стратегически размещены в таких областях, как колодцы, коллекторы и т. Д., Где вмешательство человека поможет снизить риск и улучшить работу. Они позволят нам взаимодействовать с транспортными средствами в режиме реального времени, используя команды потокового видео и джойстика, как если бы мы находились на расстоянии от них ». Этот подход может позволить беспроводным транспортным средствам работать дальше, при этом находясь в тесном контакте с операторами.

Новые роботы, новые бизнес-модели
Расширение видения неуправляемых подводных роботов для IMR - это Aquanaut Хьюстона Мехатроника. Эта трансформирующая система может работать как в режиме AUV для обследования и транзита, так и в режиме ROV для более тщательного контроля и манипуляций. Цель компании Aquanaut состоит в том, чтобы система прибыла на рабочее место и выполняла такие задачи, как манипулирование клапанами, используя собственный встроенный интеллект. Операторы будут использовать только супервизорное управление высокого уровня для проверки состояния системы и выдачи командных заданий. Эта концепция бросает вызов как технологическим, так и деловым соглашениям.

Трансформационные возможности Aquanaut - это впечатляющие механические разработки. Но разработки в области разработки и разработки программного обеспечения одинаково важны. Обучение роботизированной системе восприятию, пониманию и вовлечению в сложную подводную среду является серьезной проблемой. Предполагая, что инженеры преуспевают, возникают бизнес-проблемы. Aquanaut рассматривается как услуга IMR по вызову, обеспечивающая необходимую деятельность, когда и где это необходимо, без дорогостоящих судов, так же как услуга совместного проезда обеспечивает транспорт по требованию. Это заметное изменение подхода и может радикально изменить экономику IMR.

Реализация этого видения потребует от инженеров не просто разработки технологии. Им придется доказать свою надежность субъективным человеческим операторам. Юристы и бухгалтеры не поймут кодекс и будут убеждены только последовательными демонстрациями и постепенным продвижением к полностью автономной операционной среде IMR. Чтобы объединить слова офшорных операторов и менеджеров, это будет «длинный улов», прежде чем «блестящие роботы» могут сделать все это.