השימוש ברכבים מרוחקים המופעלים על ידי מינרלים תת-קרקעיים ומיצוי שמן

התפתחות של מיצוי משאבים עמוק-Sea

רעב האנושות לאנרגיה וחומרי גלם דחף את חקרו לתוך העולמות העמוקים ביותר באוקיינוס.לגז שמן וגז חשבון עבור שליש מהייצור העולמי, בעוד פיקדונות עצומים של נוודים פולימטאליים, קרקעי ים מסיביים sulfides, ו- cobalt-rich Creams מחכים לפיתוח במישורים abysalsal.

רובוטים בלתי מאוישים, tethered יכולים לרדת אלפי מטרים, לפעול היכן הלחץ ירסק צוללת מאוישת, וכאשר החושך והקור הופכים את הצלילה האנושית לבלתי אפשרית. ROVs הפכו למגורי העבודה של הנדסה תת-ימית, מה שמאפשר הכל מסקר ים מבטיח לשמור על פלטפורמה של מיליארדי דולרים.

הבנת רכבים מרוחקים

המונחים:

ROV הוא כלי תת-ימי רובוטי הקשור לספינת פני השטח באמצעות ההרחבה:0 (כבל אווירי) המספק כוח, פקודות ונתונים בזמן אמת.

• (FLT:0)Frame ו-Boyancy SystemFIRLT:1) – בדרך כלל עשוי מאלומיניום או נירוסטה פלדה, עם קצף סינקטי עבור buoyancy חיובית, המאפשר לרכב לשמור על עומק עם מאמץ דחף מינימלי.
• (ב) ,0) ,Thrusterssréph:1 ; מספר רב של דחף וקטורנים מספקים תמרון מדויק בשלושה ממדים, לעתים קרובות עם שישה מעלות של חופש.
• (FLT:0) קמ"ר ומאורות'ר (FLT:1) - מצלמות תאורה גבוהות ומצלמות תאורה נמוכות, לעתים קרובות יחידות pan-tilt-zoom, יחד עם מערך LED רב עוצמה כדי להאיר את החושך הנצחי של הים העמוק.
• (FLT:0) מניפולטור נשקים FLT:1 - זרועות הידרוקוליות או חשמליות עם משוב כוח, מסוגל לתפוס, לחתוך, לסובב שסתום, ולפרוס כלים.בדרך כלל ROV ברמה העבודה נושאת שתי זרועות עבור משימות מורכבות כגון חיבור של ברגים או טיפול בחיישנים עדינים.
• (FLT:0) מבולג ומחיישנים (FLT:1) - Sonar (multibeam, Side-scan), אלטר, חיישני עומק, מצפנים והילוך מיוחד כמו מדגמי מים, ליבות של שפלמנט או כלי torque.
• (FLT:0)Tether Management System (TMS)evolveFLT:1) - כלוב נפרד או מבנה הכובע העליון שמשלם ומחזיר את הטטר, מסלק את ה-ROV מכלי משטח שהוא נמצא.

מ מוקדם חומרים סובמרנים ועד מודרני עבודה

[ה]הההושע הראשון ב-1960, בעיקר למשימות שיקום צבאיות.בשנות ה-80, תעשיית הנפט והגז אימצה אותם לצורך פיקוח על צינורות ותחזוקה של פלטפורמה כיום, ROVs פועלת במעמקים מעבר ל-6,000 מטרים (ה-FLT:0KaikoFLT 1) ו-DVSLT5 שבועות להובלת כלי רכב קלים למכונות עבודה יכולות גבוהות, מונעה על ידי התקדמות באלקטרוניקה הידראולית, סיבים אופטיים, סיבים אופטיים, וספקים של 5.

יישומים בנפט וגז

ייצור הידרופחמן Offshore מבוסס על תשתיות תת-ימיות: ראשיות, מפרי, קווי זרימה, עלייה ופלטפורמות. ROVs הם חלק בלתי נפרד בכל שלב.

סקר ופרסום אתר

לפני שבאר בודדת היא קידוח, ROVs סקר את קרקעית הים.הם יוצרים מפות מרחץ ברזולוציה גבוהה, לזהות סיכונים (בולדרים, מדרונות תלולים, צינורות מתחומים קודמים), ומניחים משואות מיקום אקוסטי.ה בסגנון העבודה המודרני ROVs מצויד עם קולרביםbeam יכול לכסות תחומים גדולים ביעילות.

קידום תמיכה

במהלך קידוח, ROVs נשאר מוצב ליד רצפת התרגיל של השקיה, ניטור ערימה של מנעול המכה (BOP), המנחה את מחרוזת התרגיל לתוך ראש, ובדיקה עבור דליפות.הם יכולים גם לפעול שסתום, להפעיל מערכות שחרור אקוסטי, ולאחזר אובייקטים.היכולת להתערב מיד מבלי למשוך את העלייה חוסך ימים של זמן למטה.

התקנה וועדת

ציוד צוללות - עצים, קופצים, יחידות סיום אמפיריות - מותקנת על ידי כלי שיט ממוצב דינמי (DP) באמצעות פריסה ערנית. ROVs לספק משוב חזותי, להנחות את העומסים לתוך המיקום, ולבצע משימות חיבור כגון נספח קלפיות, מזוגיים מזייפים, ומצעים.ללא ROVs, מתקנים כאלה ידרושים מטבוליים צנועים או יקרי חתים.

בדיקה, תחזוקה ותיקון (IMR)

רוב פעולות ROV נופלות מתחת ל- IMR. אלפי קילומטרים של צינורות, עלייה גמישה ותשתיות תת-ימיות דורשות בדיקה תקופתית.

• בדיקה חזותית (הגנה קטוודית, ציפוי, מיפוי פסולת)
• בדיקה לא הרסנית (עובי קיר ultrasonic, תגלית חלקיקים מגנטית)
• ניקוי של צמיחה ימית באמצעות מטוסי מים או צחצוח
• Valve רכיבה על אופניים וחיבורים חמים
• תיקונים כגון החלפת חרדות, התקנת תיקוני קלאמפ, או חיתוך ושיקום חלקים פגומים.

אירוע ה-FLT:0(Seal Team 8FLT:103) במפרץ מקסיקו, שבו נחתך ROV דרך עלייה פגומה כדי לעצור דליפה, מדגיש את התפקיד מציל חיים והגנה על הסביבה של מכונות אלה.

תגובה חירום

ROVs הם מגיבים ראשונים במהלך מכות, שפך, או כשלים בציוד.באסון Deepwater Horizon 2010, עשרות של ROVs היו פרוסים מכלי מרובים כדי לכווץ את הטוב, לפקח על השפך, ולנסות פעולות התערבות במעמקים של 1,500 מטרים.

תגיות Deep-Sea מינרלים Extraction

בעוד שמן וגז offshore הוא תעשייה בוגרת, כריית ים עמוק עדיין מתפתח. ROVs הם קריטיים לאורך כל חקר ושלבי החילוץ הפוטנציאליים.

מחקר והערכה

(ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ROVs לאסוף ליבות של סימנט, דגימות לתפוס, ולהפיץ מצלמות להחלפה תחתית כדי לתעד קהילות אנטוניות. נתונים אלה מהווים את הבסיס לערכת משאבים ובסיס סביבתי הנדרש על ידי קודים כרייה.

תמיכה ברכבים המיון

מערכות כריות עמוקות בים כרוכות בזחלים גדולים, אוטונומיים או מרוחקים, שחתכים ומתכנסים אונים מהקרקעית הים.

• עקבו אחרי The Seabed Before the Minion
• מעקב אחר הצנרת של המשקעים שנוצר במהלך חיתוך
• ביצוע תחזוקה והריסות הסרת מכונת הכרייה
• חיבור וניתוק כוח / כבלים אמפיריים
• שחזור ציוד אבוד או תקוע.

בפרויקט ה-FLT:0 Nautilus מינרלים Solwara 1veFLT (Papua New גינאה), ROVs תכננו לטפל בכל זרימת העבודה מחיפושים להתקנה של משאבת תת-קרקעית ומערכת עלייה.

פיקוח סביבתי

מסגרות רגולטוריות מחייבות סקרים סביבתיים בסיס ניטור לטווח ארוך. ROVs לפרוס מדגמי מים (למשל, בקבוקי ניסקין), לאסוף את המשקעים להרעלתולוגיה, ותיעוד של מכוניות תת-קרקעיות אוטונומיות (AUVs) יכול להשלים את ROVs, אך רק ROVs לספק שליטה בזמן אמת, גבוהה בפס גבוה עבור אמפלינג עדין והחלטות אינטראקטיביות.

יתרונות טכניים על שיטות אחרות

המונחים Capability

בעוד שחומרים משומרים יכולים להגיע ל-6,000 מטרים (FLT:0) ל-Limiting FactorveFLT:1), הם יקרים לפעול, יש להם מוגבלות (6-12 שעות), ולקיים סיכונים אנושיים טבועה. ROVs מדורגים ל-4,000 מטרים הם נפוצים, ומערכות אולטרה-עמיקות להגיע 7,000 מטרים.הם יכולים להישאר מועשרים במשך שבועות, רק על ידי תחזוקה וצוות על העייפות.

כוח וכישרון

מכיוון ש-ROVs מקבלים כוח דרך הטטר שלהם (בדרך כלל 50-200 קילוואט), הם יכולים לפעול הידראולים כבדים, מניפולטורים, ומערך רחב של כלי בו זמנית.

איכות מידע ובקרת זמן אמת

סיבים אופטיים מאפשר וידאו HD ונתוני חיישן גבוה לזרימה ברציפות.טייסים בחדר הבקרה מקבלים משוב מיידי, המאפשר מניפולציה מדויקת.בניגוד, AUVs פועלים באופן אוטונומי וחייב משטח לפני שהנתונים יוחזרו.עבור משימות הדורשות קבלת החלטות אינטראקטיבית - כמו התאמה של הנגנט בזרמים חזקים -Vs אינם מתאימים.

בטיחות בטיחות בטיחות בטיחות

חיסול נוכחות אנושית בסביבות מסוכנות (לחץ גבוה, רעילות, סיכונים סבך) מפחית מאוד את פוטנציאל התאונה. ROVs יכול לפעול באזורים עם sulfide מימן, ליד ראשים עוברים מפוצץ, או בתנאי אפס-ראייה לאחר הסערה.שיעור הקטלניות עבור ROV הוא חלק זה עבור פעולות צלילה.

עלויות יעילות

למרות שעלויות הפיצות של ROV גבוהות (לעתים קרובות 100,000 $-300,000 דולר ליום עבור כלי שיט, ROV וצוות), הם נמוכים משמעותית מצלילות צלילה רוויות עמוק, הדורשות תאי דיכאון, סירות מיוחדות, ומרווחי פני השטח המוגבלים ביותר.ROVs גם עובדים 24/7, מזג אוויר, בעוד פעולות צלילה מוגבלות על ידי הים והאורות על פני החיים של שדה תת-קרקעי, בדרך כלל לספק בדיקה נמוכה יותר.

אתגרים ומגבלות

עלויות ראשוניות ומבצעיות

מערכת ROV ברמה של עבודה יכולה לעלות 2-5 מיליון דולר, לעתים קרובות הדורשת כלי תמיכה ייעודי עלות עשרות אלפי דולרים ביום.הצוות - טייס, טייס משותף, ומשגיח - חייב להיות מאומן מאוד.

כוח וטהר קונסטריטים

למרות הכוח החזק, ה-tether מטיל משקל וגרור זרמים חזקים (כגון זרם המפרץ) יכול להגביל את יכולת ROV או לדרוש מיקום דינמי גדול של כלי פני השטח הוא חיוני אבל מוסיף מורכבות ועלויות דלק.האתר גם מציב סיכונים מתפתלים על מבני תת-ימיים.

תקשורת Latency

בעוד סיבים אופטיים לחסל את הגמישות המשמעותית, המרחק הפיזי (הקילומטרים המשתנים) מציג כמה אלפי שניות של lag. עבור כמה משימות דיוק, במיוחד באמצעות מניפולטורים של כוח, הגמישות הזאת יכולה להיות בעייתית אלגוריתמי בקרה מתקדמת ומציגה חיזוי הקטנת אך לא לחסל את הבעיה.

תחזוקה ושעתון

ROVs פועל בסביבה קורוזית, בלחץ גבוה.חות נכשל, מצלמות מבולפות, ודליפות הידראוליות מתרחשות.תחזוקה של Routine לאחר כל פריסה צורכת שעות. בתנאים קשים, רכב downtime יכול להיות 10-20% מהזמן התפעולי.

סקיל קצר

התעשייה מתמודדת עם מחסור בטייסי ROV מנוסים.אימון טירון לרמה של פרופומנטאלית לוקח כמה שנים. Retaining טייסים מוכשרים הוא אתגר כמו גילי העבודה.חברות משקיעות בסימולטורים ותוכניות מנטור.

מגמות עתידיות ופיתוח

יותר אקונומיה וכלי רכב היברידיים

(הטכנולוגיה של סוללות, שיפור חיישנים, ו-AI דוחקים את ROVs לעבר עיצובים חצי-אוטומטיים או אוטונומיים.FLT:0Hybrid AUV/ROVIRFLT:1 (למשל, FLT:2Hydroid REMUSFLT 3LT) יכול לעבור בין נקודות אוטונומיות, ולאחר מכן לייצב עבור תחנת תמיכה גבוהה ולהפחית את ה-Power for the REALFLT.

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות

AI הוא מיושם ניתוח תמונה בזמן אמת עבור זיהוי פגם צינורות, זיהוי מינים אוטומטיים במהלך סקרים סביבתיים, ובקרת תנועה עבור משימות מניפולטור מורכבות.זה מפחית עומס עבודה הטייס ומגדיל את היעילות.

שיפור אחסון האנרגיה ואספקת החשמל

סוללות ליתיום-יון מאפשרות tethers קצרים יותר או אפילו פעולות מחוספסות חינם למשך זמן מוגבל.תאים דלק ותחנות טעינה אינדוקטיביות עשויות להרחיב את הסיבולת עוד יותר.

חומרים מתקדמים וחיישנים

חומרים מורכבים חדשים להפחית במשקל וקורוזיה.חיישנים קוונטיים עבור זיהוי שדה מגנטי וכוח הכבידה יכולים לשפר את מיקוד המשאבים.LIDAR במהירות גבוהה ו 3D Sonar לספק מודעות מצב טובה יותר במים ממורקים.

פיקוח סביבתי ושיקום

ROVs עתידיים יש נושאים סוויטות חיישן עשירות יותר עבור ניטור סביבתי (חמצן בלתי פתור, pH, זעזוע, רעש) כמו כריית ים עמוק לכיוון ייצור מסחרי, הרגולטורים ידרוש ניטור קבוע של זרמי זרע ואפקטים benthic. ROVs יהיה הכלי העיקרי עבור בדיקות תאימות.

עמוק יותר, ארוך יותר ויותר גמיש

בעוד התעשייה מכוונת למעמקים של יותר מ-4,000 מטרים עבור פחמימנים (למשל, משחק טרום אלזל מחוצה לברזיל) ומינרלים (למשל, אזור קלפרנטון קלפרנטון), ROVs חייב להיות מדורג עבור 6,000 מטרים. התפלגות כוח צוללות ופעולות ללא טטותרחת באמצעות תחנות חרס ים מפותחות.

מסקנה

כלי רכב מרוחקים הפכו למרכיב חיוני של מינרלים תת-ימיים ומיצוי נפט.הם הפכו את הנדסת תת-ימי מפעילות בסיכון גבוה, מוגבלת לפעילות תעשייתית שגרתית המסוגלת להגיע למעמקי האוקיינוס הגדולים ביותר.מתמוך בפלטפורמות הנפט הגדולות בעולם כדי לאפשר את השלבים הראשונים בכריית ים עמוקה, ROVs לספק יעילות, בטיחות, איכות נתונים שאף טכנולוגיה אחרת לא יכולה להתאים.

האתגרים של עלות, מורכבות ומחסור במיומנות נשארים, אך ההתקדמות המהירה באוטונומיה, מערכות אנרגיה וטכנולוגיה חיישן מבטיח להפוך את ROVs אפילו יותר מסוגל וזמין. כמו הביקוש העולמי לאנרגיה ומינרלים קריטיים ממשיך לגדול, התפקיד של ROVs רק להעמיק - באופן חלקי והשאלהי.המכונות שפעם רק נראו לתוך התהום באופן פעיל עכשיו הצורה של המשאב מתחת לאוקיינוסים שלנו.