MTR100: Cinco "para assistir"

Saipem's Hydrone R - em carne e osso, pronto para testes no mundo real. Imagem de Saipem.

BOLT Lifesaver instalado @ WETS. Crédito de imagem - Pacific Marine Energy Center.

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Para o 14º Anuário "MTR100" da Marine Technology Reporter (MTR) - uma olhada em 100 inovadores e tecnologias no espaço submarino - Elaine Maslin, editora de MTR, reporta cinco empresas e tecnologias que valem a pena o resto de 2019 e além. Para a edição completa, consulte https://magazines.marinelink.com/nwm/MarineTechnology/201907/

Lógica Azul: Entrando em uma nova era
Modos de operação completamente novos estão entrando no domínio subaquático para operações de petróleo e gás e as ferramentas que estão sendo usadas também podem ser usadas em todo o espaço oceânico.

Ele tem sido chamado de uma corrida espacial submarina - e é um pouco como uma missão a Marte, com desafios semelhantes de comunicação e perguntas sobre fontes de alimentação. Vários jogadores estão trabalhando para que isso aconteça. A ideia é ter veículos residentes submarinos, eliminando a necessidade de embarcações de superfície tripuladas e as limitações de lançamento e recuperação impostas pelo mau tempo. Elaine Maslin analisa cinco empresas que operam neste espaço.
Uma é a Blue Logic, baseada perto de Stavanger na Noruega. Embora não seja a única empresa a produzir conectores submarinos indutivos (a WiSub, perto de Bergen está fazendo semelhante), a Blue Logic tem estado fortemente envolvida na construção de uma peça fundamental da infraestrutura que permitirá que os chamados veículos submarinos residentes permaneçam submersos por longos períodos. operações de inspeção e intervenção. É a estação de ancoragem submarina (SDS) para o conceito de drone de intervenção submarina da Equinor (UiD - um nome registrado pela Equinor). Até agora foram construídos dois, sendo que um deles agora está instalado em 365m de profundidade em Trondheim, em um laboratório de testes aberto da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU) e outro a ser instalado no campo de Aasgard, na costa da Noruega. um desvio para a Suécia, onde foi seguido por um Saab Seaeye Sabertooth AUV. A Equinor não apenas terceirizou a criação desses SDSs, mas também está disponibilizando o projeto gratuitamente - porque deseja que todos os fornecedores de veículos o utilizem (inovação aberta).

Os fundadores da Blue Logic produziram seu primeiro conector indutivo para alimentação e comunicação de alta velocidade em 2006, após 12 anos de trabalho. Em 2010, eles fundaram a Blue Logic e desde então a empresa vem aprimorando seus conectores indutivos, para transferência de energia e comunicações, e novas alternativas de energia de 50W a 2,3kW, todas com comunicação serial e ethernet de até 80Mbps e 230kbps respectivamente . Ele também está trabalhando em um conector de próxima geração de 9.2kW, bem como outros tipos de conectores mecânicos e hidráulicos para drones.
A Blue Logic também desenvolveu uma nova ferramenta de torque para AUVs e ROVs. Sua ferramenta de torque anterior pesava 23 kg em água, o que seria pesado demais para um veículo como o robô cobra Eelume, diz Helge Sverre Eide, gerente de negócios da Blue Logic. Então o engenheiro Lars Gunnar Hodnefjell trabalhou em uma versão mais leve - 7,5 kg de fato (melhorando o recorde mundial em 50% de redução de peso) - usando titânio e plástico - produzindo 3000Nm de torque. Desde que foi usado pelo Eelume, que deve operar na SDS em Asgard em um teste com fio.

Mas, “Para isso (veículos residentes submersos) ser econômico, você precisa aumentar o escopo de trabalho para os drones”, diz Eide. “Então, você precisa de novas ferramentas e precisa ajustar ou alterar o sistema de produção submarina. Você precisa mudar os dois lados da equação. Novas ferramentas devem ser leves para que um drone possa voar. A manutenção submarina de sistemas precisa mudar para porções menores para trocar os sensores e outros componentes pelo uso de drones ”.

O design atual do SDS tem dois conectores Blue Logic de 2kW e dois de 50W e um conector WiSub de 250W, marcações - AruCo e ChaRuCo - que as câmeras podem ver e de onde podem decidir sua posição em relação a elas, e posicionamento acústico de Water com base em Trondheim. Vinculado No futuro, o campo magnético do conector indutivo da Blue Logic também poderia ser usado para guiar o drone para o SDS, diz Eide.
A Blue Logic está no Subsea Wireless Group (SWiG), que também está trabalhando para padronizar comunicações sem fio submarinas.

Saab Seaeye: Fazendo isso de verdade
Sabertooth da Saab Seaeye durante uma demonstração com a estação de ancoragem submarina da Equinor. Imagens: Saab Seaeye. O Saab Seaeye, da Suécia, é um dos que dirige o lado do veículo da equação - há pelo menos 10 anos.

A empresa tem cerca de 50% do mercado mundial de veículos elétricos operados remotamente (ROVs) e já entregou mais de 1.000 veículos subaquáticos autônomos elétricos (AUV) e ROV e veículos híbridos. No início deste ano, durante a Campanha eRobotics Spring, a Saab Seaeye demonstrou a capacidade do Sabertooth AUV de atracar de maneira segura e controlada em uma estação de ancoragem remota, onde podia acessar pacotes de ferramentas, recarregar e transferir dados, incluindo nova missão. planos, usando conectores indutivos Blue Logic. Ele poderia fazer isso automaticamente, sem a necessidade de controle humano.

Em junho, a empresa realizou o acoplamento, carregamento e comunicações na SDS da Equinor, no Lago Vattern, na Suécia. Enquanto a parte final do acoplamento durante este exercício foi via controles semi-automatizados, com um pouco de programação, o veículo seria capaz de atracar autonomamente, diz Jan Siesjö, engenheiro-chefe da Saab Seaeye.

A empresa trabalha neste conceito há mais de 10 anos, desenvolvendo agora os avançados sistemas de capacidade e controle da Sabertooth. Desde então, a ideia tem sido apoiada por empresas como a ENI, enquanto desenvolvimentos paralelos na tecnologia indutiva de carregamento e transmissão de dados submarinos e comunicações subaquáticas com capacidade de vídeo e o desenvolvimento de estações de ancoragem padronizadas ajudaram a ver o mercado a recuperar.

“É o único sistema autônomo flutuante que pode operar nos modos AUV e ROV e lidar com conexões no plano horizontal e vertical”, diz Peter Erkers, diretor de vendas da Saab Seaeye. “E é o único veículo atualmente no mercado capaz de realizar residência de longo prazo em locais de difícil acesso.”

A Saab Seaeye também tem trabalhado em outros sistemas, como a operabilidade remota de seu ROV de classe mundial leve, o Leopard. Tem trabalhado com a Boeing fazendo testes através de um link de satélite em todos os EUA, controlando o ROV para fazer trabalho de manipulador, conectores de acoplamento, missões voadoras e controle de ponto de caminho. Mesmo quando a latência foi aumentada para até três segundos e as taxas de dados “mexeram”, o sistema ainda é executado, diz Siesjö.
Enquanto isso, Saab Seaeye também está trabalhando em um manipulador elétrico de classe de trabalho completo. O trabalho de teste está em andamento com planos para revelar mais para o mercado no próximo ano. A empresa também vem desenvolvendo e rastreando tecnologias 3D de localização e mapeamento simultâneos, com base em um sistema de câmeras in-stereo desenvolvido na Saab há algum tempo.

Saipem: Passando do conceito para a realidade
Outro operador de veículo testou seu novo sistema; Saipem com seu Hydrone. Em junho, o Hydrone R iniciou um teste de seis meses no "parque de diversões" subaquático da Saipem, perto de Trieste, nordeste da Itália. No final do ano, ou no início do próximo ano, o projeto FlatFish também deve entrar na água, antes dos testes em águas profundas em 2021. O Flatfish é licenciado pela Shell (que comprou o BG Group, que por sua vez vinha desenvolvendo o FlatFish). conceito com instituições brasileiras e alemãs).

A Hydrone é de fato parte de uma família de veículos elétricos submarinos - de veículos de trabalho residente com cabo até AUVs híbridos com recursos de manutenção de estações, variando de controle em tempo real de alta largura de banda e comunicações até acústica de baixa largura de banda e operações autônomas. do que ter um veículo que pode fazer tudo. Os projetos abrangem sistemas residentes no leito marinho, bem como sistemas implantados na superfície, por exemplo, de um navio ou sistema de produção flutuante.

Hydrone R (para residentes) é o primeiro fora da caixa. É descrito como um ROV híbrido com capacidades de AUV, por exemplo, ele terá manipuladores, para trabalho de intervenção, e pode trabalhar em uma corda (até um raio de 300m), mas também viajar distâncias entre campos submarinos, sem amarração, como um AUV, e tanto de uma garagem no leito marinho quanto de um sistema de superfície implantado em missão, mas também capaz de recarregar submarinos, Stefano Meggio, Gerente Técnico de Robótica Submarina da Saipem, contou a conferência de energia: conectada em Oslo no início deste ano. Com capacidade de 3.000 m, pode operar por 8 a 10 horas sem amarras, e chegar a 10 km, quando estiver retornando à mesma base, ou 20 km, se estiver em trânsito para outra base.

A Saipem também está desenvolvendo uma gama de skids HyTool, adequados para todos os seus veículos, para que possam trocá-los por submarinos. Também está desenvolvendo HyBases; estações de acoplamento que seriam implantadas para fornecer uma interface de comunicação por meio de um sistema de produção submarina ou onshore com um link direto ou por meio de uma embarcação de superfície, e acesso a essas cargas úteis intercambiáveis, quando necessário. Além disso, um HyLars, uma garagem voadora instalada a partir de um host de superfície (possivelmente não tripulado), forneceria uma garagem suspensa submarina ou implantada no leito marinho para recarga ou recuperação. Então, HyBuoy, usando a bóia, com geração de energia renovável, onde a infraestrutura submarina não está disponível, poderia fornecer energia e comunicações para um Hybase no fundo do mar.

Há também o conceito HyVessel, uma embarcação de superfície autônoma que poderia tornar o sistema submarino ciente da situação e fornecer capacidade de supervisão a um centro de controle em terra.

Meggio diz que as soluções comerciais para recarga e comunicações submarinas - "acústicas, ópticas ou o que o mercado trará" - estão agora no mercado. "É apenas uma questão de integrá-los." Então, é apenas um caso de integrá-los.

OPT: Alimentando autonomia
Pronto para implantação offshore, o PowerBuoy destinou-se a trabalhar para a Premier Oil. Imagem do OPT. Em alguns casos, os veículos subaquáticos residentes podem não ter acesso à energia, portanto fontes de energia alternativas podem ser necessárias.
A Ocean Power Technologies (OPT), sediada em New Jersey, EUA, tem sido uma empresa líder nesta área, trabalhando com a empresa petrolífera italiana ENI.
Um OPB PB3 PowerBuoy® foi instalado, usando um sistema de ancoragem de três pontos, em novembro de 2018, perto da plataforma Amelia B da ENI no Mar Adriático, onde está fornecendo energia para uma maquete de um sistema submarino. Uma bóia de onda foi instalada perto dela, para ajudar a monitorar o desempenho.

No início deste ano, a OPT disse que o sistema havia demonstrado capacidade de carregamento de AUV, enviando com sucesso energia e comunicações para uma carga submarina durante o período de teste. OPT disse que o sistema estava sendo testado como uma estação de carregamento independente e plataforma de comunicações.
O OPT também tem outras ideias. Na verdade, outro PB3 PowerBouy foi recentemente enviado ao Reino Unido antes de ser enviado ao Mar do Norte para trabalhar para a Premier Oil, fornecendo energia para monitorar uma zona de segurança em torno de poços suspensos no campo de Huntington, além de fornecer comunicações para terra. Seu potencial para uso futuro, gerando energia para operar ativos submarinos, também está sendo avaliado.

A empresa também está projetando um PowerBuoy híbrido, que usa combustível líquido para geração de energia e baterias de íons de lítio, para garantir energia e comunicações de pico contínuas. Isso está sendo projetado para fornecer mais de 1 MW de energia (escalável) e operar por até 10 anos com manutenção mínima.

O teste na Itália faz parte do projeto MaREnergy da ENI, que tem como alvo o uso de conversores de energia das ondas para energizar sistemas de monitoramento e controle submarinos e para suportar o carregamento de AUVs.

Usando algo como um PowerBuoy, uma tecnologia de absorção pontual que capta a energia criada quando as ondas enviam um flutuador para cima e para baixo em uma longarina atracada, movimento que é usado para gerar energia, poderia fornecer aquele link de energia e comunicação.
O dispositivo PB3 da OPT seria adequado para requisitos de energia mais baixos e onde seria complicado fornecer energia de outras maneiras, como áreas remotas, fornecendo monitoramento ambiental para operações de engenharia e desenvolvimento e monitoramento e controle de equipamentos submarinos e de superfície de baixa potência, Andrea Alessi, O gerente do Programa de Energia Renovável Offshore, ENI, disse à Conferência Offshore Mediterranean (OMC) na Itália no início deste ano.

Isso pode se estender até mesmo para alimentar atuadores elétricos e AUVs, incluindo aqueles que formam o conceito Clean Sea da ENI, bem como criar cordões de segurança em torno de plataformas marítimas durante o descomissionamento ou outras atividades para evitar o uso de uma embarcação tripulada.

Fred. Olsen: um parafuso do azul
Pacote de monitoramento adaptável. Crédito da imagem: Sea Engineering, Inc. Há sempre maneiras de fazer as coisas de maneira diferente, no entanto, Fred. Olsen tem trabalhado em um projeto de energia das ondas chamado BOLT. Ele é baseado em uma plataforma flutuante presa ao leito do mar por meio de amarrações que, por sua vez, são ligadas a um produto de linha de guincho especializado, que entra e sai dos guinchos (de um a três, dependendo dos requisitos de energia) à medida que o mar avança. O movimento sinuoso cria energia - até 10kW de energia média exportável com uma unidade padrão em um estado de alto mar - convertido em eletricidade a bordo da instalação por meio de uma caixa de engrenagens livre de manutenção personalizada e um grupo gerador padrão da Siemens.Even Hjetland, engenharia O gerente da BOLT Sea Power, diz que é um projeto que tem sido trabalhado por mais de 12 anos, mas que agora tem experiência operando na costa da Noruega, no Reino Unido e no Pacífico (em um site da Marinha dos EUA ao largo do Havaí). Um dos seus próximos trabalhos é fornecer uma plataforma para uma estação base temporária de 4G no Mar do Norte, trabalhando com a empresa de comunicações Tampnet, para apoiar as operações de construção de campo.

As linhas usadas para conduzir os guinchos são resistentes ao UV (luz solar) e ao crescimento marinho, e o sistema ainda gera energia em estados do mar relativamente calmos, diz Hjetland. Um sistema com um guincho teria apenas 5m de diâmetro e peso de 10 toneladas, com até 500kW de armazenamento de energia a bordo.
Os testes incluíram operações com o Comando de Engenharia de Instalações Navais dos EUA, alimentando sensores submarinos oceanográficos externos - incluindo câmeras e sistemas de sonar - que eram cabeados anteriormente, a partir de um berço de teste de 30m do WETS, localizado na costa do Corpo de Fuzileiros Navais. Base do Havaí, perto de Kaneohe, em Oahu.

O sistema também incluiu uma solução de transferência de dados sem registro de dados e sem contato, adequada para carregar AUVs, desenvolvida pela startup WiBotic, sediada em Seattle. Parte deste projeto também testou a capacidade de transferir energia através da própria linha de guincho / atracação, o que eliminaria a necessidade de um umbilical para usuários submarinos.

"Estamos trabalhando com a Tampnet no ano que vem para fornecer um mastro 4G autônomo flutuante puxando um cabo de fibra de sua rede existente de cabos de fibra submarina e transferindo o serviço de comunicação durante a fase de construção em campo quando a comunicação não está disponível", diz Hjetland. A estrutura flutuante também abrigará painéis solares. O canteiro de obras específico ainda não foi decidido - poderia ser petróleo e gás ou renováveis.

“Também poderia ser uma plataforma para a pilotagem de drones de inspeção de pás eólicas,” ele acrescenta, “ou em fazendas de peixes costeiras. Para petróleo e gás, energia e comunicações autônomas podem oferecer energia de carga e energia de controle. Uma estação de acoplamento UiD pode ser instalada onde você quiser, em vez de onde a energia e a comunicação estão disponíveis. ”