-Руки у тебя золотые!
-Нет, только контакты платиновые!
Из х/ф “Приключения Электроника”
Как уже было сказано в предыдущей статье, автоматизированная наземная буровая установка PaceR801 является значительным прогрессом на пути к полностью автоматизированному бурению, но до полной победы по эффективности над обычной буровой бригадой еще далеко. Однако, компании Nabors удалось сделать очень важный шаг - полностью вынести работу персонала из наиболее опасных зон буровой установки.
Сегодня рассмотрим как обстоят дела с роботизацией и автоматизацией на морских буровых и добычных установках. А причины, замедляющих внедрение автоматизированных робототехнических систем в нефтегазовой отрасли, рассмотрим в следующей статье.
Четвероногие роботизированные помощники
Всем известный робот Spot, четвероногая роботизированная “собака” из Boston Dynamics, участвовал по меньшей мере в двух морских проектах. Один из них был в Норвежском море, на плавучей установке для добычи нефти и газа Skarv компании AKER BP.
Во время своей работы Spot выполнял автономный визуальный контроль состояния оборудования, собирал изображения и показания датчиков и автоматически формировал отчеты для команды судна. Робот позволил инженерам работать на судне в режиме телеприсутствия, позволяя им осуществлять планирование и контроль операций в режиме реального времени из офиса, расположенного на берегу и осуществлять визуальный и измерительный контроль критически важных операций.
“Мы стремимся изучить, как робототехнические системы могут сделать морские операции более безопасными, эффективными и устойчивыми”, - сказал Карл Джонни Херсвик, генеральный директор Aker BP. “Это один маленький шаг к реализации видения Aker BP по цифровизации всех наших операций для повышения производительности, качества и безопасности наших сотрудников”.
Также недавно робот Spot участвовал в проекте BP Mad Dog в глубоководном Мексиканском заливе. Оператор приобрел Spot для исключения сотрудников из потенциально опасных зон и физически сложных условий на морских объектах. Spot был нанят BP для считывания показаний датчиков, выполнения визуального, измерительного и акустического контроля оборудования, поиска утечек метана и выявления потенциальных утечек в труднодоступных местах.
Использование Spot для решения вопросов мониторинга позволяет опытным специалистам тратить свое время на более сложные и высокоэффективные виды деятельности. Робот был настроен на проведение ежедневных инспекций на добычной платформе, чтобы искать и предупреждать об утечках, в дополнение к проверкам электрических систем в местах, куда человек не может безопасно войти. А оснащение Spot датчиками позволяет роботу выходить за рамки человеческих возможностей контроля оборудования. Робот оснащен датчиками для сбора ИК-, ультрафиолетовых и гиперспектральных данных. Использование Spot для последовательного сбора данных с помощью комплекса датчиков позволяет выявлять неисправности оборудования до того, как произойдет авария. Spot умеет считывать показания датчиков температуры и давления, определять положения “открыто/закрыто” оборудования, наличие коррозии и насколько она серьезна. Робот также используется для сбора больших наборов данных о производительности оборудования, включая лазерное сканирование, акустические данные, общие визуальные и тепловые данные.
Другой четвероногий робот - ANYmal от ANYbotics, который некоторые называют “первым в мире автономным морским роботом”. Это первый робот, который начал работу на морской платформе в 2018 году.
ANYmal оснащен визуальными и тепловизионными камерами, микрофонами и датчиками обнаружения газа. Роботом также можно дистанционно управлять с наземного пункта управления, чтобы предоставлять операторам данные в режиме реального времени.
Впервые робот ANYmal был применен на платформе в Северном море в сентябре 2018 года, выполнив 16 задач, включая считывание показаний оборудования и обнаружение утечек.
Совсем недавно компания Petronas провела многонедельное испытание робота ANYmal на своей морской платформе Dulang B.
“Морские испытания подтвердили работоспособность ANYmal в неблагоприятных условиях, включая скользкую местность, сильный ветер и работу днем и ночью. Морские платформы имеют большие открытые пространства по направлению к океану, которые являются сложными для автономной навигации. Однако локализация ANYmal на основе лидара доказала свою надежность даже в этих случаях, и мы смогли успешно протестировать все функциональные возможности, включая автономную зарядку на док-станции” - сказал Искандар А. Махмуд, менеджер по робототехнике в Petronas
ANYbotics и Petronas говорят, что сейчас они работают над разработкой специализированной версии ANYmal для использования во взрывоопасных средах. Ожидается, что он будет введен в эксплуатацию в 2022 году.
Гусеничные роботизированные обитатели морских буровых установок
В отличие от четвероногих роботов, другие разработчики выбрали гусеничного робота, который движется вперед на гусеницах . Наиболее продвинутым представителем этого класса роботов является робот Argonaut, разработанный австрийской компанией Taurob Inspection и Техническим университетом Дармштадта в Германии.
Aurgonaut был разработан для проведения инспекции оборудования. Его успешная разработка продемонстрировала, что роботы, применение которых разрешено в среде со взрывоопасной атмосферой, могут работать автономно, обнаруживая аномалии и предупреждая операторов. Робот был использован в полевых условиях в апреле 2018 года, сначала он работал на Шетландском газовом заводе Total Energies на суше, а затем был переведен на морскую платформу Alwyn.
Центр нефтегазовых технологий в Абердине разрабатывает нового автономного робота, который был бы предназначен не только для инспекции оборудования, но и для выполнениях механических операций. На сегодняшний день результатом этих усилий стал робот Taurob.
Он может собирать данные, снимать фотографии и видео сверхвысокой четкости, записывать звук и обнаруживать утечки газа. Долгосрочная цель состоит в том, чтобы робот стал первым в мире роботом оффшорного рабочего класса, способным выполнять активные манипуляции и механические задачи. Как и Argonaut, Taurob также прошел испытания на Шетландском газовом заводе и Total Energies планирует использовать данного робота на своих морских объектах.
Подводные роботы
В то время как некоторые роботы были созданы для выполнения задач на борту морских платформ, другие разрабатываются для подводных операций и обслуживания подводных добычных комплексов. Возможно, наиболее заметным и необычным среди них является робот Eelume, который был разработан дочерним предприятием Норвежского университета науки и технологий в сотрудничестве с Kongsberg Marine и Equinor.
Робот Eelume предназначен для постоянной работы под водой и выполнения задач подводного осмотра, ремонта и технического обслуживания подводных добычных объектов. Для зарядки робота на морском дне установлены док-станции, что увеличивает эффективность его использования по сравнению с обычными дистанционно управляемыми роботами, которых нужно обслуживать с борта судна.
Змееподобное тело Eelume обеспечивает роботу большую маневренность под водой, позволяя ему проникать в ограниченные места. Робот также имеет модульную конструкцию с рядом инструментов, которые могут быть прикреплены к нему, чтобы оснастить его для выполнения различных работ.
Еще один интересный представитель подводных роботов - робот Aquanaut.
Созданный командой, в которую входят несколько бывших инженеров НАСА, робот представляет собой нечто среднее между автономными подводными аппаратами, которые обычно используются для сбора данных, и более громоздкими дистанционно управляемыми аппаратами, которые, выполняют механические операции при установке и обслуживании элементов подводного добычного комплекса. Конструкция Aquanaut позволяет ему трансформироваться из чего-то похожего на изящную и компактную подводную лодку в отдаленно напоминающую гуманоидную форму, оснащенную двумя длинными руками, что позволяет ему выполнять различные задачи под водой. Дальность плавания Aquanaut составляет 200 километров.
Автоматизированные буровые установки
А вот что касается автоматизации процесса бурения, то тут свои решения предлагает компания Nabors из предыдущей статьи со своей роботизированной системой.
Напомню, что система состоит из нескольких роботов, которые выполняют операции по скрутке и спуску в скважину труб, тем самым исключает нахождение людей в опасной зоне роторного стола, одновременно повышая скорость, точность и надежность проведения операций. Потенциально решение Nabors позволяет операторам нефтегазовой отрасли сократить время бурения на скважину, сократить количество инцидентов, связанных с охраной труда, и снизить эксплуатационные расходы за счет последовательной эксплуатации.
На данный момент промышленная эксплуатация робототехнической системы Nabors не проводится и в мире не существует ни одной хотя бы частично автоматизированной морской буровой установки в части автоматизации процесса бурения скважины.
Также для решения этой проблемы свои усилия объединили две большие компании ABB и Equinor. Они планируют в рамках освоения месторождения Krafla разработать и выполнить бурение с помощью полностью автоматизированной буровой платформы, управляемой с берега. Проект обещает разработать много радикальных и инновационных решений и применить их на практике.
Также о своих плана создать полностью автоматизированную буровую установку заявляли компании Subsea 7 и Aker. Но в открытых источниках нет никакой информации об их проектах.
Еще один амбициозный проект с полностью роботизированной буровой подводной установкой анонсировали инженеры Норвежского научно-исследовательского института морских технологий в Тронхейме в далеком 2012 году. В рамках проекта планировалось создать подводное судно, способное строить подводные скважины на арктическом шельфе. Подводное бурение позволило бы начать осваивать морские месторождения, которые круглогодично скованны ледяным покровом. Но кроме планов, обнародованных на конференции Arctic Frontiers, о проекте тоже больше ничего не известно.
Как мы видим, автоматизация и роботизация проникла в область морского бурения в еще меньшей степени, чем в наземное. Полноценное применение получили в основном робототехнические системы, проводящие визуальный контроль текущего состояния оборудования. Промышленное применение автоматизированных робототехнических систем непосредственно для строительства скважины отсутствует. Но область морского бурения нуждается в автоматизации и роботизации в еще большей степени, чем наземное бурение. В море существуют арктические месторождения, бурение которых без применения автоматизированных систем невозможно.
О причинах столь ограниченного внедрения автоматизации и роботизации в нефтегазовую отрасль я расскажу в следующей статье.
Автор: Борис Лонкин
