Подводная разработка: следующая большая вещь для UUVs

Добыча полезных ископаемых: платформа TURTLE от INESC TEC (в отсеке для оборудования и поднимается для обслуживания). Фото: INESC TEC

Добыча полезных ископаемых: платформа TURTLE от INESC TEC (в отсеке для оборудования и поднимается для обслуживания). Фото: INESC TEC

Супер-геодезист: Kongsberg Maritime HUGIN самостоятельно выходит в море. Фото: Kongsberg Maritime

Вне этого мира: UX-1 HROV. Фото: проект EU UNEXMIN

Previous Next

В Европе есть явные признаки того, что подводная добыча полезных ископаемых является следующим крупным рынком для автономных подводных транспортных средств (AUV), дистанционно управляемых транспортных средств (ROV) и новых «беспилотников», называемых HROV, DART или TURTLE. Среди показателей - участие горнодобывающих компаний, правительств, богатых подводных игроков и голландского сообщества дноуглубительных работ. Новые машины разрабатываются от Венгрии до Гавайев, хотя Португалия, похоже, находится на переднем крае коммерциализации новых судов.

Помимо добычи золота и алмазов у берега подводная добыча полезных ископаемых включает в себя два вида деятельности: добыча оставшихся месторождений полезных ископаемых на 3000 затопленных и заброшенных европейских рудниках и, что более важно, добыча полезных ископаемых в исключительных экономических зонах, или ИЭЗ, в морских странах, где редкоземельные элементы, или РЗЭ, как известно, лгут. Оба предприятия испытывают тихое отчаяние, поскольку РЗЭ - это экраны iPhone, алюминиевый военный класс, гибридные автомобили, телевизоры и новейшие аккумуляторы.

Введите дрон. Европейский Союз объединяет свои мехатронные (междисциплинарные, робототехнические) исследовательские сообщества - его инженерные факультеты и ученые прикладных наук - и его геологов для создания цепочки поставок, которая может добывать под водой. Финансируемые ЕС проекты, которых много, помогли запустить новый сферический беспилотник под названием UX-1b для картирования и мониторинга контуров затонувших шахт, и также планируется запустить консорциум при поддержке ЕС (как и норвежцы) горнодобывающая система, включающая гусеничное транспортное средство, разбитое на конкрециях, его пусковое и восстановительное устройство и специальный «дрон» Фактически, будущее подводной добычи, похоже, всегда будет гусеничным транспортным средством с поддерживающим составом ROV, AUV, а теперь и сопровождения HROV.

Вспомогательное судно для подводной добычи EVA, гибридное или HROV, является частью системы добычи, состоящей из большой 20-тонной горнодобывающей машины и наземной баржи для запуска и восстановления, которую можно легко заменить на судно с лунным бассейном.

«Eva используется для моделирования ям в реальном времени и для оказания помощи операциям подводной резки, обеспечивая визуальную и детальную информацию гидролокатора с разных точек зрения резки, запуска и восстановления шахты», объясняет Альфредо Мартинс, старший научный сотрудник в Центре INESC TEC для робототехники и автономных систем. «Эта информация подается в интегрированную виртуальную среду для людей-операторов и супервизоров», - говорит Мартинс, прежде чем подтвердить, что EVA также может развертываться на шельфе «в режиме AUV или в режиме ROV».

Сообщество исследователей из 60 человек, похоже, возглавляет пакет «Дроны для майнинга», когда дело доходит до «осведомленности», автономности, контроля и коммерциализации автомобилей. Исследователи INESC TEC разработали непропорционально большое количество роботов для океанской промышленности. К ним относятся глубоководные глубоководные летательные аппараты DART и автономная глубоководная роботизированная посадочная шлюпка TURTLE.

«(TURTLE) имеет явные применения в подводной добыче полезных ископаемых, поскольку это специальный AUV, который может оставаться на дне в течение длительных периодов времени и способен перемещаться в другое место. В глубоководной добыче он может использоваться как для локального сопровождения операций (например, для обеспечения местной акустической навигационной поддержки или для зарядки док-станции AUV), так и для транспортировки оборудования от морского дна к поверхности ».
Узелковая дробилка: планируется поддержка майнинг-машины EVA. Фото: проект ЕС ВАМОС Ева
В то время как TURTLE и DART, по-видимому, коммерчески доступны, EVA все еще оценивается как часть системы майнинга консорциумом ЕС, в который входят SMD, Damen, Sandvik, INESC TEC, Fugro, Zentrum fur Telematik и BMT Group. Когда мы позвонили, они обсуждали коммерческие пути для EVA и всех остальных. «Это, безусловно, был успех», говорит Мартинс. «EVA упаковывает обширный набор датчиков (несколько камер, лазерные световые системы, несколько типов сонаров) в универсальную и чрезвычайно маневренную систему. Он успешно использовался в сложных условиях, таких как сценарий подводной добычи, в промышленных условиях и при предоставлении важных данных для планирования, надзора, управления и контроля (добычи) системы ».
В общем, AUV, ROV - вместе, как видно, делают выборочную съемку, картирование, гиперспектральную фотоработу (обнаружение металлов), мониторинг окружающей среды, оценку риска, наблюдение за процессом резания и служат мулами оборудования от морского дна до поверхности. EVA HROV также использует усовершенствованные минералогические датчики или лазерно-индуцированную спектроскопию пробоя (LIBS) для анализа морского дна или поднимаемых минералов. В целом, INESC TEC разработал «системы восприятия, навигации и информирования» для горного транспортного средства и робота EVA (вместе один и тот же проект ЕС).
Другим AUV, разработанным под эгидой ЕС, является UX-1 (прототип) или UX-1b, сферическое транспортное средство, оснащенное лазерами, чтобы помочь горным транспортным средствам ориентироваться, а горнодобывающие компании понимают контуры подводной шахты. Впечатляет, что INESC TEC также является ключевым дополнением к этой общеевропейской истории успеха исследований, в которой приняли участие 17 партнеров консорциума из девяти европейских стран, включая разработчиков роботов SMD и BMT (Великобритания), DAMEN (Нидерланды) и SANDVIK (Германия).

Универсальный: оффшорный и внутренний HROV, EVA. Фото: INESC TEC Subsea Кто есть кто
Хорошо финансируемые подводные норвежцы, работающие в университете Бергена, безусловно, приняли к сведению эти успехи в добыче. В преддверии и последующих мероприятиях 47-й Конференции по подводной добыче в Бергене в прошлом году - да, 47-й - организаторы отметили достижения и посещаемость «Кто есть кто» в подводных работах по техническому обслуживанию и разведке.

Среди них организаторы сообщили о том, что Swire Seabed только что приобрела AUV HUGIN у Kongsberg Maritime после проведения инспекционной работы трубопровода для нефтяной компании Equinor. В пресс-релизе сингапурской организации говорится, что теперь она готова «выйти за рамки текущих потребностей отрасли». Фактически, в начале 2018 года Swire Seabed начал первый коммерческий рейс норвежского правительства для картирования морских минеральных ресурсов меди, свинца и серебра на норвежском континентальном шельфе (с помощью исследований AUV и отбор проб ROV).

«Это может стать новым рынком для них (Swire Seabed) и, возможно, для всей подводной индустрии», - сказал на своей веб-странице норвежский инкубатор, финансируемый налогоплательщиками (кстати, мы пошли в прессу, обнаружены огромные запасы РЗЭ в легендарный норвежский округ, Телемарк). Норвежский консультант Swire по исследованиям и AUV-операциям сказал, что «наше оборудование и компетенция очень хорошо подходят для этого развивающегося рынка». Он сказал, что глубоководная добыча полезных ископаемых, рассматриваемая как готовая к взлету, в основном требует AUV для картирования. Между тем, в INESC TEC и других местах, в том числе в Гавайском университете, инструменты для подводной добычи полезных ископаемых предназначены для целого ряда задач по поддержке добычи.

Операции с высокими ставками
Некоторые высокопрофильные шахтеры и подводные игроки уже продвинулись вперед, если в основном в дноуглубительных работах прибрежных зон. Ранее, чем Норвегия, Папуа-Новая Гвинея, Япония и острова Кук разработали правила для управления этой зарождающейся отраслью.
Перечисленные в Торонто Nautilus Minerals активно участвуют в проекте Бисмарк Море, Solwara 1, где первый в мире крупномасштабный проект глубоководной добычи на глубинах 1600 метров нацелен на медь, которая почти в 14 раз богаче, чем на суше. Строится большое новое судно для предприятия, которое будет использовать стояки для подъема полезных ископаемых.

Компания Swire Seabed также работала с Ocean Infinity, базирующейся в Хьюстоне компанией по разведке морского дна, которая объединила шесть HUGIN с шестью беспилотными надводными транспортными средствами, или AUV, для исследования обширных областей морского дна с использованием многолучевой (сейсмической) батиметрии и эхолотов; профилировщики дна; HD камеры; датчики проводимости; магнитометры океанского дна и лазерные датчики. Важно отметить, что эти полезные нагрузки AUV в основном требуют подводных поисков полезных ископаемых REE.

Методы глубоководной добычи совершенствуются после получения крупных наград на морских площадях. Глубоководная шахта, Ocean Minerals, говорит, что РЗЭ - это «17 химически похожих металлов, состоящих из 15 элементов, известных как лантаноиды плюс иттрий и скандий», и они ценны благодаря своим «уникальным магнитным, химическим и люминесцентным свойствам» и необходимы для производители гибридных транспортных средств, мобильных телефонов, компьютеров и т. д. Именно поэтому компания в 2017 году получила эксклюзивные права на 24 000 квадратных километров ИЭЗ Кукских островов. В южнотихоокеанском государстве действует Закон о разработке морского дна с 2009 года, и OML будет работать со своим Управлением по разработке морского дна, чтобы максимально использовать лицензии и разрешения на разведку, приобретенные с 2013 года.

Целью Кук-Айлз являются донные отложения под конкрециями, которые определены как потенциальные источники РЗЭ и скандия, усилителя алюминия. Обследование ресурса показало, что выглядит как 200 миллионов тонн полиметаллических конкреций. Это потенциально также «крупнейший известный первичный ресурс кобальта в мире».
AUV visuals: пользовательский интерфейс Swire Seabed. Фото: Swire Seabed Проверенные методы
Компания сообщает, что многолетний пакт о научно-исследовательских разработках (Aberdeen Proving Ground) в Мэриленде и Deep Reach Technology в Хьюстоне на 2016 год выявил более 180 млн т REE и Sc. Неудивительно, что в свете своих недавних открытий РЗЭ Норвегия объявила, что последует примеру Кук Айлс выдачи лицензий квалифицированным подводным горнодобывающим компаниям.

Квалифицированный морской процесс Ocean Minerals включает опускание трубы, связанной с конкрециями на морском дне. Конкреции собирают, просеивают, отделяют и концентрируют для передачи через подъемную трубу в производственный резервуар в виде суспензии морской воды. Другая труба, примыкающая к подъемной трубе, возвращает морскую воду обратно в океан. Таким образом, глубоководная добыча сочетает в себе технологию и опыт морских нефтегазовых месторождений (стояки, шлангокабель, разведка и «дроны») с опытом дноуглубительных работ; прибрежная добыча алмазов и золота и наземная горнодобывающая промышленность.

«Это относительно небольшой отраслевой сектор на данный момент, но с потенциалом для роста», - говорит Ричард Миллс, директор по продажам морской робототехники Kongsberg Maritime. Несмотря на то, что очевидно, что богатые полезной нагрузкой торпедоносцы AUV компании Kongsberg будут полезны в качестве транспортных средств для разведки до и после эксплуатации, они также могут играть роль подводной добычи полезных ископаемых «в сочетании с экскаваторами» для компании Eelume ROV.

Между тем Swire Seabed и его партнеры Ocean Infinity, как считается, имеют в эксплуатации более десятка AUV HUGIN, и они управляли круизом по минералам Норвежского нефтяного директората. Хьюгинс, проводящий изыскательские работы, всегда может взять на себя инициативу в оффшорной зоне на подготовительной стадии подводной добычи. «Мы не всегда знаем, что наши клиенты делают с транспортными средствами, - говорит Миллс.

Как только майнинг начнется, это будут ROV и HROV, такие как EVA или TURTLE. Последний - INESC TEC, предвидящий будущие затраты на разработку морского дна: универсальный робот-тандер TURTLE не нуждается в специализированном стартовом оборудовании, он перемещается автономно и может выходить на поверхность для обслуживания без дорогостоящей поддержки судна.