Дата публикации 29 мая 2024 | |
Источник
Морское Информационное Агентство |
|
|
океанос PDF, 5.2мб |
Владислав Юрьевич Занин - советник генерального директора АО «НПП ПТ «Океанос» (https://oceanos.ru/)
Казалось, существующий технологический уклад прочно определил порядок применения морских робототехнических комплексов (МРТК) в жизненном цикле морских подводных трубопроводов (МПТ).
На этапе гидрографической съёмки потенциальной трассы трубопровода, детального обследования выявленных аномалий, вызывающих вопросы донных полигонов и отбора проб применяют суда со встроенными или буксируемыми гидролокаторами и магнитометрами и/или суда обеспечения подводно-технических работ с МРТК на борту. Для этих целей подходят типовые телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА), а также специализированные ТНПА, в т.ч. оптимизированного гидродинамического облика (рис. 1), способные развивать скорости в двое-трое превосходящие скорости обыкновенного ТНПА рабочего класса, имеющего форм-фактор классического «кирпича» (рис. 2).
Рис. 1 Специализированный ТНПА для обследования трасс МПТ с улучшенными ходовыми (скоростными) качествами
Частично здесь и далее на этапах контроля строительства и мониторинга при эксплуатации наступает фаза использования автономных необитаемых аппаратов (АНПА), которые уже не связаны с судном-носителем кабель-тросом для подачи электропитания и коммуникаций, но всё равно нуждаются в близком и постоянном наличии судна-носителя, а иногда из-за сложностей подводной навигации и связи, ещё и промежуточного звена в виде безэкипажного катера, служащего двухсредным шлюзом для оперативного обмена информацией по результатам исследований, навигации, телеметрии состояния бортовых систем АНПА.
По сравнению со спусками ТНПА рабочего класса, требования к судну-носителю АНПА ниже, в т. ч. за счет отсутствия требования по наличию на судне системы динамического позиционирования. Это сокращает операционные расходы из-за меньшей ставки фрахта, меньшего расхода топлива, меньшего экипажа операторов и техников АНПА. Плюс возникает дополнительный бонус в части меньшего углеродного следа морских операций. Это и служит движителями замещения (там, где целесообразно) классических и специальных телеуправляемых на автономные необитаемые подводные аппараты. Например, компания Ocean Infinity для повышения эффективности обследовательских работ применяет одновременно до 8 пар безэкипажных катеров и АНПА (рис. 3).
Рис. 2 Типичный представитель ТНПА форм-фактора «кирпич» для донных исследований, как видно, с ним «не разгонишься»
Рис. 3 Ангар с 8 АНПА в поисково-гидрографическом исполнении на судне обеспечения компании Ocean Infinity (безэкипажные катера располагаются на верхней палубе отдельно).
Тщательный анализ последних 20 лет успешного использования АНПА подвёл к следующему витку развития – введению в технологические цепочки жизненного цикла МПТ морских робототехнических комплексов, которые не зависят от судов-носителей и длительно размещаются на доковых станциях донной нефтегазовой инфраструктуры или в толще воды с возможностью коммуникационного и энергетического сопряжения либо со стационарными объектами инфраструктуры, либо с различного рода платформами альтернативной (течений, волновой, ветровой, солнечной) энергетики и связи (оптоволокно, 2G|3G|4G|5G, КВ – сетевая связь) (рис.4).
Такое решение позволяет круглогодично эксплуатировать МРТК на МПТ независимо от интенсивности судоходства, погодных и ледовых условий, сокращает время прибытия в район работ, исключая дорогостоящие периоды мобилизации / демобилизации судна обеспечения и МРТК в портах, минимизирует углеродный след и предоставляет комфортные и безопасные условия труда для экипажей резидентных МРТК (операторов, инспекторов).
Рис. 5 Инфографика по действующему МРТК резидентного базирования в толще воды на базе АНПА для обследования МПТ.
В течение десятилетия технологии резидентных МРТК перешли от состояния анимации к коммерческим контрактам на их многолетние использование в обслуживании донной инфраструктуры месторождений Северного моря, включая МПТ. Конечно, при данном переходе серьёзно изменился и облик МРТК. После первых апробаций ясно наметилась тенденция к «гибридизации» ТНПА и АНПА, так как кабель-трос резко ограничивал рабочую зону и манёвренность ТНПА, а отсутствие манипуляторных комплексов и сменного инструмента ограничило функционал первых резидентных АНПА.
Выводы сделаны и сегодня на рынке представлены гибридные МРТК донного резидентного базирования от ведущих производителей МРТК США, Великобритании и Италии, обеспечивающие режимы телеуправляемого, автономного, «квази-телеуправляемого» (с телеуправлением через беспроводную оптическую подводную связь) аппаратов с использованием как внешнего, так и внутреннего энергоисточника. Кроме донного базирования в коммерческую эксплуатацию вступил и комплекс МРТК резидентного базирования на доковую станцию в толще воды (Рис. 5)
Рис. 7. Отработка автоматических операций отечественного подводного манипуляторного комплекса с использованием искусственного интеллекта в СТЗ и САУ манипуляторного.
В России к настоящему времени в инициативном порядке АО «НПП ПТ «Океанос» и СПбГМТУ выполнен значительный объём по созданию компетенций и разработке МРТК резидентного базирования, включая создание различных гибридных платформ ТНПА /АНПА (в т.ч. глайдерного типа), автоматизированного манипулятора, средств гидроакустической и оптической подводной беспроводной связи и навигации (рис. 6).
Рис. 6 Эволюционный цикл разработки отечественных МРТК резидентного базирования на примере МРТК «Океанос» - СПбГМТУ.
В 2019 г. впервые в РФ демонстратор технологий гибридного (с возможностью глайдерного движения) лёгкого интервенционного автономного необитаемого подводного аппарата ЛИ АНПА выполнил автоматический пробоотбор грунта с использованием собственной оптической системы технического зрения и позиционирования в полигоне морской робототехники СПбГМТУ. Сейчас идёт совершенствование отечественного резидентного МРТК, включая широкое внедрение искусственного интеллекта в системы автоматического управления манипуляторного комплекса и АНПА в целом для обеспечения не только когнитивного ведения операций непосредственно у объекта работ (рис. 7), но и когнитивного планирования и выполнения всей миссии. Это даёт надежду увидеть в ближайшем будущем на трассах отечественных МПТ не просто классические МРТК, а с учётом Арктических вызовов, и резидентные МРТК российского производства.
