Морская автономия над и под водой

L3 Harris UK C-Worker 7 работает с ROV у южного побережья Великобритании. Фотографии с L3 Harris UK.

L3 Harris UK C-Worker 7 работает с ROV у южного побережья Великобритании. Фотографии с L3 Harris UK.

Компания Marine Tech поставила системы RSV-ROV для IMODCO для проведения инспекций буев CALM. Фото от ИМОДКО.

Previous Next

Морские автономные системы и комбинации таких систем все чаще подвергаются испытаниям в открытом море. Элейн Маслин рассказывает, как в настоящее время тестируются гибридные удаленные и автономные системы.

Такие концепции, как резидентные подводные транспортные средства, для проверки, ремонта и технического обслуживания, являются привлекательными вариантами, но не единственными, которые испытывают. Развертывание дистанционно управляемых транспортных средств (ROV) с беспилотных надводных кораблей (USV) также проходит испытания и вводится в эксплуатацию. Это еще один способ избавить операторов от опасности, централизовать операции и сократить расходы и воздействие на окружающую среду. Но есть путь до тех пор, пока эти системы не столкнутся с суровыми условиями, такими как Северное море.

Ранние последователи
Французская фирма Marine Tech объединяет возможности USV и ROV с коммерческим успехом с 2017 года. Те, кто стоит за фирмой, основанной в 2014 году, с 2012 года предоставляют то, что они называют удаленными надводными судами (RSV), в нефтегазовой отрасли, в морских изыскательских работах на Ближнем Востоке.

Marine Tech начала изучать возможность добавления возможностей ROV к своим RSV в 2016 году в рамках проекта с командой геодезистов и дайвинга Национальной нефтяной строительной компании (NPCC) Абу-Даби. NPCC хотел найти решение для миссий по обследованию и мониторингу, в том числе в опасных или ограниченных районах, которые могли бы запустить и восстановить ROV.

L3 Harris UK C-Worker 7 работает с ROV у южного побережья Великобритании. Фотографии с L3 Harris UK.

Магали Мури, соучредитель Marine Tech, а также ее коммерческий менеджер, говорит: «Они хотели сэкономить средства и повысить безопасность персонала и дайверов, а также сократить технические средства, которые им приходится использовать для выполнения этих задач. RSV заменяет водолазов и суда, а также все команды, необходимые для выполнения этих обычных задач ».

В результате для визуального осмотра использовался морской наблюдатель RSV длиной 4,2 м и шириной 2,1 м с многолучевым эхолотом и ROV Teledyne Seabotix vLBV300. RSV с питанием от батареи, который имеет 24-часовую выносливость и может перемещаться со скоростью 10 узлов, был оснащен лебедкой, системой натяжения и шарнирной платформой для развертывания ROV на глубине до 100 м. Командование и управление осуществляется через УВЧ, с использованием тех же систем, развернутых во всем автопарке RSV компании Marine Tech, с Wi-Fi для восстановления данных, записанных бортовыми датчиками. Связь между ROV и RSV была частью разработки, а также автопилотирования с сохранением положения RSV и управления привязью ROV.

По словам Мориса, после демонстраций в 2017 году RSV, который в настоящее время может работать в морях до 1,8 м, стал первым RSV (или ASV / USV), который будет использоваться на шельфе. Он был введен в эксплуатацию на месторождении Закум, в 16 км от Абу-Даби, для осмотра трубопровода, проведения батиметрических исследований и развертывания ROV для детальной проверки, если что-то было обнаружено. С тех пор он работает для NPCC, говорит Морис, специалист по океанографии, имеющий 12-летний опыт работы в морской среде и загрязнении морской среды.

В то время как автомобиль способен работать в течение 24 часов, включая отключение электроэнергии от ROV, он часто фактически не используется в течение этого длительного времени, говорит Морис, потому что геодезические / гидрографические работы не должны выполняться непрерывно, в течение всего этого времени.

«Это первый, и я думаю, что пока единственный, где работает младший брат RSV Sea Observer Compact», - добавляет Морис. Действительно, после работы с NPCC, в 2018 году Marine Tech также поставила RSV Sea Observer Compact длиной 3,2 м с BlueROV2 на борту для IMODCO (компании, занимающейся разработкой морских терминалов и принадлежащей компании по производству плавучих технологий SBM Offshore). , Для IMODCO он используется в качестве части обслуживания морских буев для погрузки / разгрузки, в том числе для осмотра одиночных причальных линий. Опять же, он все еще используется с момента начала работы два года назад.

«Мы работаем почти 10 лет в этой области», - говорит Морис. «Мы произвели более 10 платформ в Европе, на Ближнем Востоке и в Азии, поэтому мы можем разрабатывать подобные платформы». Для того, чтобы больше компаний внедрили эти технологии, необходимо изменить образ мышления, говорит она. «Промышленность должна быть готова изменить свой рабочий процесс, и для этого требуется время. Однако сейчас рынок развивается. Умы меняются.

Компания Marine Tech поставила системы RSV-ROV для IMODCO для проведения инспекций буев CALM. Фото от ИМОДКО. Увеличение автономии в более суровых условиях
Действительно, BP изучает эту технологию. Компания, которая говорит о своей цели - обеспечить 100% подводных инспекционных проверок с использованием беспилотных систем к 2025 году, оказывает поддержку британскому производителю USV L3Harris UK в проекте под названием ARISE. Это означает Автономную роботизированную систему вмешательства для экстремальных морских сред, инновационный британский проект с частичным финансированием, в котором Университет Эксетера использовался в качестве академического партнера.

Джеймс Коулз, коммерческий технический менеджер по продажам из L3Harris UK, говорит, что проведение автономной подводной инспекции снимает «унылую, грязную и опасную» работу с людей. Вместо 24-метрового судна с людьми, которые «подпрыгивают», можно использовать беспилотный катер длиной 7 метров. Это также относится не только к нефти и газу, говорит он, но и к ветровым ветрам, где необходимо осмотреть тысячи конструкций, а также к кабелям между ними. По словам Коулза, это также снижает стоимость и увеличивает повторяемость.

Этап 1 проекта ARISE - это технико-экономическое обоснование, частично финансируемое компанией Innovate UK. Это привело к тому, что инспекционный класс Saab Seaeye Falcon ROV был развернут с C-Worker 7 ASV с полумесяцем 2,5 x 1 м. ROV содержался в вешалке с лебедкой для выплаты до 50 м троса и приводным опорным колесом для поддержания натяжения. Вся электроника была в электронном корпусе и отдельно от основной системы управления. Управление ROV рассматривалось так же, как и для других полезных нагрузок, с удаленным подключением к рабочему столу по радиоканалу, обеспечивая надежное управление ROV. ROV отслеживался с использованием системы Ultra-Short BaseLine (USBL).

Эта установка была опробована в Cawsand Bay, Plymouth, в начале 2019 года. В Cawsand Bay также было нечего проверять. Так, L3Harris UK наняла португальскую фирму по визуализации и симуляции Aybssal Systems для создания синтетической среды, чтобы на морском дне было что «посмотреть». Пилоты судна могли наблюдать за происходящим, и сотрудники BP из Санбери, Великобритания, или Хьюстон, США, также могли войти в систему и посмотреть, что происходит. Десять погружений были сделаны в сказочном дружественном морском государстве 3 (небольшое). Погружения включали в себя проверку вертикального осмотра, попадание на площадку и зависание, полеты по ROV вручную (с берега), установку ASV в трюм и полет под ним, а также тестирование алгоритма стыковки.

«Одной из главных проблем была лебедка», - говорит Коулз. «На раннем этапе выяснилось, что если вы не синхронизируете их, это быстро приводит к ошибкам». Кроме того, по словам Коулса, не всегда будет полоса пропускания 10 Мб в оффшорной зоне, и могут быть ситуации, когда судно находится прямо над ROV, что затрудняет его работу. выслеживать. Но это уроки, добавляет он.

«На данном этапе мы просто хотели увидеть, как это работает, на следующем этапе совместной автономии между транспортным средством и подземным транспортным средством», - говорит он. «Итак, следующий шаг - взглянуть на увеличивающуюся автоматизацию и машинное обучение, чтобы сгенерировать пути, чтобы вернуться в свой корпус, точки пути и т. Д.»

Также потребуется возможность работать в морских штатах выше трех, а также более крупный ROV с тигром, также из Saab Seaeye, который будет наблюдаться для следующих испытаний, как части фазы 2 проекта, запланированной на этот год. (2020), которая, как ожидается, будет включать в себя реальный объем проверок, предоставляющий данные. L3Harris UK также будет стремиться увеличить длину троса ROV до 275 м, чтобы работать на глубине 150 м, которая охватит 70-75% Северного моря. Будущие системы также будут включать в себя обрезку линии, в случае, если трос ROV будет захвачен и потенциально станет якорем.
«Целью является более надежная система запуска и восстановления. Нам нужно работать в государствах открытого моря, чтобы получить рабочее окно, в котором мы нуждаемся в Северном море и во всем мире. И нам нужно больше автономии », - говорит Коулз. В будущем может появиться 18-24-метровое судно с легким рабочим классом ROV или большим AUV.

Потенциал есть, говорит Коулз, ссылаясь на способность иметь 20-дневную выносливость с комбинацией USV-ROV. «Вы можете покинуть Абердин или Петерхед, проехать 10 дней на работе и при этом иметь значительный резерв», - говорит он. «Даже если судну потребуется некоторое время для транзита, это открывает возможности». Остающиеся вопросы включают, кто будет пилотировать ROV - тот же человек, что и пилот USV, или нет? Морские правила также остаются под вопросом, но L3Harris UK работает с Рабочей группой по регулированию устойчивости морской автономии (MASRWG). Коулз говорит, что кажется, что текущие правила столкновения (Colregs), вероятно, подходят для цели для ASV текущего размера. Однако по мере того, как суда становятся больше, нам нужны изменения, говорит он.

Другие видят потенциал тоже. Ирландская компания XOCEAN, расположенная в графстве Лут, Ирландия, также работает над решением для развертывания подводной робототехники с беспилотной наземной платформы. Джеймс Айвс, генеральный директор фирмы, говорит: «Несколько клиентов выразили заинтересованность в расширении решения для более глубокой воды, чтобы покрыть большую часть своих активов. Это неизбежно означает позиционирование датчиков ниже в толще воды. XOCEAN работает над технологиями следующего поколения, чтобы достичь этого.

«Система основана на интеграции подводного инспекционного транспортного средства с большим ХО-900 (9 м) USV. Транспортное средство для инспекции будет оснащено набором датчиков, включая камеры и лазерные сканеры, позволяющие проводить детальную проверку подводных объектов. Система в настоящее время находится в разработке, и XOCEAN планирует ввести систему в эксплуатацию в 2021 году ».

Другие работали над подобными возможностями. В прошлом году [2019], ECA GROUP, которая в основном предоставляет USV возможности контрмер противодействия минам (для обнаружения, а затем уничтожения миноподобных объектов), продемонстрировала способность проводить подводную инспекцию с использованием своего USV (беспилотного надводного корабля) INSPECTOR с развертыванием ROV типа H300V в рамках программы исследований и разработок под руководством Total и TechnipFMC. ССО обратился в ЭКА, но не получил ответа.

Компания Marine Tech поставила системы RSV-ROV для IMODCO для инспекций буев CALM. Фото от ИМОДКО.