روف في الإقامة

مرلين UCV في منشأة IKM في براين ، بالقرب من ستافنجر ، النرويج. (الصورة: IKM Subsea)

أصبحت المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROV) من الخبراء المعتمدين في الصناعة البحرية ، حيث توفر الدعم الحيوي للعمليات تحت الماء ، بدءًا من الحفر وحتى خدمة أحدث تقنيات المعالجة تحت سطح البحر. لكنهم يخضعون الآن لعملية تحول.

فوق السطح ، جعلت شبكات الاتصالات 4G ، التي انتشرت عبر المملكة المتحدة وشمال بحر الشمال النرويجي ، جهاز التحكم عن بُعد من الشاطئ حقيقة واقعة. تحت السطح ، تعمل تقنية GPS تحت البحر وتقنيات الاتصالات على تسهيل التنقل ، مما يسمح بدرجة أكبر من الاستقلالية عبر مسافات أطول ، وتمكين نقل البيانات التي تم حصادها عبر المياه دون أسلاك. هذه القدرات تحرر المركبات من الحاجة إلى أن تكون مصحوبة بسفينة دعم ، وتوفر مرونة تشغيلية أكبر ، وتعني أن طياراتها يمكن أن تبقى على الشاطئ ، مما يزيد من السلامة ونوعية الحياة. نظرًا لأن الأنظمة المقيمة ، التي يتم نشرها بشكل دائم أو شبه دائم تحت سطح البحر ، يمكن أن تكون المركبات جاهزة للعمل ، وتحت سطح البحر ، 24/7 ، مدعومة من الشاطئ - مما يقلل التكلفة ويزيد من السلامة والإنتاجية.

رحلة المقيمين عن بعد
IKM Subsea ، ومقرها في براين ، ليست بعيدة عن ستافنجر ، النرويج ، وقد اتخذت هذه التقنيات على متن وتطوير وتطوير السيارات المقيمة تحت سطح البحر. بدأت رحلة IKM نحو ROV المقيم في عام 2007 وشهدت الشركة إطلاق ROV فئة العمل ، و MERLIN WR200 ، مع نظام داخلي لإدارة الحبل (TMS) وأنظمة الإطلاق والاسترداد (LARS) ، في عام 2010.

إطار WR200 الكبير المفتوح يعني أنه يعمل بشكل جيد في التيارات القوية ويجعل الوصول إلى الصيانة سهلاً. ولكن نظرًا لأنها كبيرة ، فهي غير قادرة دائمًا على الوصول إلى بعض المناطق. لذلك ، في عام 2014 ، بدأت IKM Subsea العمل على مركبة ميرلين الكهربائية المدمجة للغاية (UCV) ROV. تم إطلاق Merlin UCV في عام 2015 ، وسرعان ما أصبح أساسًا لمفهوم ROV المقيم في IKM Subsea ، أو مفهوم R-ROV ، وفي أوائل عام 2018 ، تم وضع أول Merlin UCV ، مع قفص خاص به (أو مرآب) تحت سطح البحر و TMS ، على قاع البحر في منشأة المشغل النرويجي B Equinor's النرويجية ، قبالة السواحل النرويجية. لقد كانت موجودة منذ ذلك الحين ، وهي متاحة على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع ، وتم تجريبها من الداخل أو الخارج ، في عمليات نشر طويلة مدتها ثلاثة أشهر ، والتي تخضع فيها للصيانة.

يقول Ments Tore Møller ، مدير الهندسة في IKM Subsea: "بعض التحديات التي تواجه تحقيق ذلك هي تقنية ، مثل تمكين وظيفة التحكم عن بعد". هذا يعني نقل كل شيء إلى شبكة إيثرنت ، على سبيل المثال ، تقليل عدد الكابلات المطلوبة. وهذا يعني أيضًا تكييف الأجزاء الميكانيكية ، مثل المتلاعبين ، بحيث يحتاجون إلى صيانة أقل. تقليديا ، الصيانة أسبوعية. أردنا أن نذهب إلى كل ثلاثة أشهر ، عندما يتم طرح النظام على سطح السفينة.

"كان أحد المتطلبات الرئيسية أيضًا الحفاظ على المحطة ، للمساعدة في بعض المهام ، عندما تحتاج إلى أن تكون ROV ثابتة ، وكذلك وضع متابعة المسار ، عندما تتمكن ROV من التنقل بنفسها ، أيضًا كطريقة احتياطية للعملية ، إذا كان الاتصال يقول مولر ، ضاع ، على الرغم من أن هذا لا يحدث كثيرًا.

Merlin UCV R-ROV من IKM في مرآبها تحت سطح البحر ، متأخرة وجاهزة للتعبئة في الخارج. (الصورة: IKM Subsea)

مفتاح القدرة على الحفاظ على محطة Merlin UCV وقدرة الملاحة هو SPRINT-Nav ، أداة الملاحة الهجينة Sonardyne. تمكنت IKM من الوصول إلى الأداة من خلال شركة التكنولوجيا النرويجية تحت الماء ، Innova ، التي تعمل عن كثب مع Sonardyne ومقرها المملكة المتحدة لدعم عملائها في النرويج.

تم تصميم SPRINT-Nav حول مستشعرات الليزر الدورانية القوية للغاية ودقيقة لشبكة هانيويل (RLG) ، في وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) ، مقترنة بإحكام بسجل سرعة Sonardyne Syrinx Doppler (DVL) ، ومستشعر ضغط عالي الأداء مدمج . إن دمج بيانات المستشعرات الخام من هذه المستشعرات بإحكام بمستوى منخفض يعني تحقيق مستويات أعلى من الدقة والموثوقية: يمكن أن تحسب ROVs موقعها لفترة أطول مع انخفاض الانجراف.

SPRINT-Nav أيضًا سريع التهيئة ، دون الحاجة إلى مناورات المعايرة قبل بدء العمل أو أثناء العمل. هذا لأنه يدير خوارزميتين بحيث يمكن لنظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) التهيئة على الفور من الموضع ، عنوان النظام المرجعي (AHRS) في IMU. التهيئة السريعة أصبحت ممكنة أيضًا بفضل الخصائص الحتمية للغاية لـ RLG ، مقارنةً بالأنواع الأخرى من الجيروسكوبات. كل هذه الأشياء تجعلها أداة شائعة للغاية. كما أن أدائها وعامل شكلها الصغير يجعلها أيضًا مثالية لمقاعد ROV ، والمركبات المستقلة تحت الماء (AUVs) والمركبات الهجينة.

جزء أساسي من الأجهزة على UCV هو أداة الملاحة الهجينة SPRINT-Nav من Sonardyne. (الصورة: سوناردين)

وفورات كبيرة
يقول مولر إن امتلاك روف تحت سطح البحر تم نشره بشكل دائم هو ميزة كبيرة للمشغلين لأنه دائمًا ما يكون متاحًا ، بصرف النظر عن الظروف الجوية. "من أكتوبر إلى مارس ، يمكن إهدار العديد من أيام التشغيل بسبب الانتظار في الطقس. إن امتلاك مركبة منتشرة بشكل دائم يمكن أن ينقذ ملايين الملايين من Kroner. يمكن لـ IKM Subsea تشغيل هذه المركبات في ارتفاع موجة كبير يصل إلى 20 مترا ؛ لا يمكنك نشر ROV من سطح السفينة في أي مكان بالقرب من ذلك. ويضيف قائلاً: "إن القدرة على الإطلاق من البحر يحفظ أيضًا نصف ساعة في كل مرة". "تهيئة SPRINT-Nav بعد ذلك في دقائق معدودة. يمكن أيضًا تشغيل ROV من غرفة التحكم على اليابسة ، لذا ، يوجد 24/7 ".

يقول روليف جانجستاد من IKM Subsea من IKM Subsea ، الذي يدير مركز التحكم ROV البعيد عن بعد التابع لشركة IKM Subsea في براين ، هناك فوائد إضافية ، بما في ذلك توفير الوقت وعمليات نافذة الطقس الممتدة أثناء عمليات فصل الصواعق البحرية وإعادة الاتصال. "بالنسبة لعمليات الحفر ، في كل مرة تقوم فيها بفصل - وعادة ما يكون هناك حوالي خمس عمليات فصل - يمكنك توفير 1.35 مليون كرون من خلال وجودك بالفعل. يقول: "لبدء تشغيل الآبار بعد إيقاف التشغيل ، عادة ما يكون 12 ساعة إذا كان لديك روف بالفعل في الماء". إذا لم تفعل ذلك ، فقد يستغرق الأمر 48 ساعة. يمكن أن يصل هذا إلى 38 مليون كرونر في الإنتاج الضائع. "

بناء سجل حافل
تقوم IKM Subsea من مركز التحكم البري التابع لها بتشغيل ROVs في مرافق Snorre B و Visund التابعة لـ Equinor. في Visund ، هناك ROV لفئة مراقبة ROV وفئة عمل Merlin WR200 ROV.

في Snorre B ، توجد ROV من فئة العمل مزودة بقبعة TMS قياسية ، يتم خفضها من خلال بركة Snorre B على سطح القمر ، كما تم نشر Merlin UCV R-ROV بقاع البحر على ارتفاع 3000 متر مع SPRINT-Nav. يتم خفض Merlin UCV عبر رافعة المنصة إلى واحد من أربعة من مواقع هبوط قاع البحر التي تم إنشاؤها مسبقًا داخل "قفص E". يبقى القفص متصلاً بالمنصة ، من أجل الطاقة والاتصالات ، عبر حبل على نظام طفولة الموجة البطيئة. من القفص ، تنتشر R-ROV على TMS الخاصة بها ، والتي تتيح رحلات يصل طولها إلى 1000 متر. بعد ثلاثة أشهر ، يتم استرداد ROV إلى المنصة ، مع قفصها ، للصيانة.

يتم إنزال المرآب إلى قاع البحر حيث يضم R-ROV لعدة أشهر في كل مرة. (الصورة: IKM Subsea)

يمكن تشغيل كل من ROVs في Snorre B (وكذلك ROVs في Visund) من المنصة أو من الشاطئ عبر وصلة ألياف ضوئية. يوجد في مركز التحكم البري حاليًا محطتان ، واحدة لـ Visund والأخرى لـ Snorre B ، على الرغم من أنه يمكن تبادلها ويمكنهما العمل في حقل واحد في نفس الوقت. يعمل طياران من غرفة التحكم البرية 24/7. في الخارج ، يوجد أيضًا طياران في كل منشأة - حيث عادةً سيكون هناك ثلاثة من دون الدعم البري.

في Snorre B ، أثبتت SPRINT-Nav أنها تمثل استثمارًا مفيدًا للغاية. بالنسبة إلى Merlin UCV R-ROV ، لدى IKM Subsea نظام الملاحة الخاص بها ، والذي يأخذ سلسلة إحداثيات التنقل من SPRINT-Nav. يستخدم هذا إلى جانب خريطة للبنية التحتية تحت سطح البحر. عندما يكون نظام تحديد المواقع السابق (SPRINT-Nav) غير دقيق أو موثوق به ، مع أنظمة SPRINT-Nav ، يقول مولر إن الطيارين لديهم ثقة في أنهم يعرفون مكان ROV - وأن ROV تعرف مكانها. كما أن حفظ المحطة يعمل بشكل جيد للغاية وهذا بفضل SPRINT-Nav ، كما يقول ، لأنه لا ينجرف كثيرًا.

يقول مولر: "لكي تكون قادرًا على التحكم عن بعد مثل هذا ، نحتاج إلى حفظ المحطة". "إذا فقدنا التواصل ، فيجب أن نكون قادرين على وضعه في وضع حفظ المحطة ، لذلك يكون هناك فقط حتى يتمكن الطيار المحلي من تولي المسؤولية. على الرغم من أن هذا ليس شيئًا يحدث في كثير من الأحيان ، إلا أننا في المستقبل نستخدم المزيد من الوظائف التلقائية أو الآلية ، حيث تعمل ROV بنفسها ، إلا أننا سنحتاج إلى هذه الوظيفة. "

"آخرون INS 'فقط لم تنجح ،" يواصل. "إن الطيارين يعملون مع أنظمة أخرى وهم يعلمون أن هذا يعمل بشكل أفضل. يرون محطة حفظ أفضل. إنه مفيد أيضًا عندما نريد أن نفعل شيئًا باستخدام المعالج. في الوقت الحالي ، نستخدم ذراع التحكم الأيسر (Atlas) للعمل البسيط وذراع Schilling Rig Master للعمل الجيد. في وضع حفظ المحطة ، لدينا مرونة أكبر. "

إن غالبية الأعمال التي قامت بها Merlin UCV R-ROV هي حاليًا عمليات حفر وآبار ، أو فتح صمامات للإنتاج ، مما يعني أن معظم العمل يقع ضمن مساحة منشأة Snorre B. ترى أعمال التفتيش أن ROV تخرج إلى حوالي 300 متر لتفقد أماكن تثبيت الصخور البحرية في قاع البحر مع مثبتات الشفط. للتنقل إلى هؤلاء ، يتبع الطيارون الناهض حاليًا على طول قاع البحر. ولكن ، في ظل الرؤية السيئة ، تعد الثقة في نظام الملاحة لتحصل على المكان الذي تريد أن تكون فيه أمرًا بالغ الأهمية.

هذا التحول في عالم ROV بدأ للتو. هناك الكثير الذي يمكن القيام به. يتطلع البعض إلى إزالة الحبل ، لأن أعمال المسح اليوم محدودة بطول الحبل من نقطة ثابتة. "يمكنك إزالة الحبل ، ولكن بعد ذلك تكون محدودة بسبب حجم البطارية" ، يشير مولر. "لذلك ، قد نحتاج إلى مركبات مختلفة للقيام بأشياء مختلفة." قد يكون هذا الأمر أشبه بـ AUV للمسح ، مدعومًا من SPRINT-Nav للملاحة ، و ROVs المقيمين ، حيث هناك حاجة إلى مركبات ثقيلة مع مزيد من القدرات. "هناك العديد من الطرق المختلفة للقيام بذلك" ، يضيف مولر.

أثناء البعثات ، تسافر UCV من مرآبها تحت سطح البحر إلى موقع عملها قبل أن تعود. (الصورة: IKM Subsea)

يمكن أن تكون المركبات أكثر مرونة من خلال تمكينها من تغيير الأجزاء الموجودة تحت سطح البحر باستخدام المقرنات الحثية ، على سبيل المثال. بدون حبل ، يمكن للنظام الانتقال من العقدة إلى العقدة (حيث يمكن إعادة الشحن). مرسلات ، على سبيل المثال. يعني Sonardyne's Compatts ، على القفص تحت سطح البحر ، أن عودة ROV إلى وضع الاستعداد في القفص يمكن أن تكون آلية ، مدعومة بواسطة أنظمة مضادة للتصادم. كما يتيح المودم البصري في المساحة الخالية من BlueComm من Sonardyne إرسال فيديو مباشر عبر المياه ، مما يتيح التحكم عن بُعد للمركبات غير المربوطة.

خيار آخر هو قفص مع حزم البطارية التي يمكن نشرها من قارب إلى حيث هناك حاجة وتركت هناك للقيام بعملها ، مع الاتصالات والتحكم من الشاطئ عبر العوامة السطحية والشبكة الخلوية 4G. يقول مولر: "قد تحمل سفينة من أربعة إلى خمسة أنظمة ROV ، وستكون مجرد آلية للتسليم". هنا ، يعد الاحتفاظ بالمحطة أكثر أهمية ، لأنه في هذا السيناريو لا يوجد طيار بحري كنسخة احتياطية.

تتضمن المناطق الأخرى التي تبحث عنها IKM Subsea توأماً رقميًا لعالم البحار. هذا من شأنه أن يخلق الحل الأمثل للملاحة ، كما يقول مولر. توفر SPRINT-Nav الموقع إلى جانب السونار ثلاثي الأبعاد ، والذي يمكن أن يعيد إنشاء بيئة الغواصات. علاوة على ذلك ، إذا انقطعت الاتصالات أو السونار ، فيمكن أن تستمر SPRINT-Nav في حساب مكان ROV. من شأن التوأم الرقمي أيضًا أن يجعل إجراءات المحاكاة والتدريب أسهل وأكثر واقعية ويقلل الوقت على النظام الحقيقي.

الخطوات التالية تشمل المزيد من الأتمتة. ومع ذلك ، هذا هو جزء من التحدي الإنساني. يتم استخدام طياري ROV لتنفيذ هذه المهام بأنفسهم. إنهم معتادون على أن يكونوا قادرين على الرؤية والشعور بالمكان الذي يجب أن يكونوا فيه في الماء ويفضلون ذلك على الاعتماد على آلة. لكن التغيير يحدث ، كما يقول مولر ، وسيأتي المزيد حيث يمكن أتمتة المهام ، بما في ذلك استخدام تقنيات رؤية الماكينة ، على سبيل المثال. يمكنك فقط إرسال رسالة إلى السيارة وتقول: "اذهب إلى المحطة الغربية رقم 2 وتحقق من الوضع على هذا الصمام".

مرة أخرى في Bryne ، حيث تقوم IKM Subsea أيضًا ببناء الاختبارات وتحافظ على ROVs و R-ROVs ، يتم تصميم جهازي UCVs جديدين لـ AKOFS Offshore. وستكون هذه أنظمة نشر السفن ، وكلاهما مزودة SPRINT-Navs. كما يتم بناء محطات إضافية للتحكم عن بعد وتجهيزها.

تعمل IKM Subsea أيضًا على مناولة كهربائية من أجل R-ROV الكهربائي بالإضافة إلى طرق أخرى لجعل هذه الأنظمة أكثر كفاءة ، بحيث يمكن إطالة عمر البطارية. يتضمن ذلك TMS الكهربائية ، مراوح وبطاريات بديلة ، وأنظمة إدارة الطاقة.

مع زيادة الاهتمام بالنظم المنتشرة في قاع البحر ، ستظهر المزيد من هذه الأنظمة في السوق وسوف تتطور ، بدعم من تقنيات الملاحة والاتصالات.

المؤلفون
آلان ماكدونالد هو مدير المبيعات في Sonardyne. سفين إيفيند توركيلدسن هو مدير المبيعات في Innova.