Подводный (технология) - Subsea (technology)

Подводный полностью погруженное в воду океаническое оборудование, операции или приложения, особенно на некотором расстоянии от берега, в глубоких океанских водах или на морском дне. Этот термин часто используется в связи с океанография, морская или океанотехника, исследование океана, дистанционно управляемый автомобиль (ТПА) автономные подводные аппараты (АПА), подводные коммуникации или электрические кабели, добыча полезных ископаемых на морском дне, нефть и газ, и оффшорная ветроэнергетика.

Нефть и газ

Нефтяные и газовые месторождения расположены под многими внутренними водами и шельфовыми районами по всему миру, и в нефтегазовой отрасли термин подводный относится к разведке, бурению и разработке нефтяных и газовых месторождений в этих подводных локациях.[1] Подводные нефтяные месторождения и сооружения обычно называются подводный префикс, например подводный колодец, подводное месторождение, подводный проект, и подводные разработки.

Разработка подводных нефтяных месторождений обычно делится на Мелководье и Глубокая вода категории, чтобы различать различные средства и подходы, которые необходимы. Период, термин мелководье или полка используется для очень малых глубин, где донные сооружения, такие как самоподъемные буровые установки и фиксированные морские сооружения можно использовать, и где насыщение дайвинг возможно. Глубокая вода это термин, который часто используется для обозначения морских проектов, расположенных на глубине более 600 футов (180 м),[2] где плавучие буровые суда и плавучие нефтяные платформы используются, и дистанционно управляемые подводные аппараты требуются, поскольку пилотируемое погружение нецелесообразно.

Подводное завершение можно проследить до 1943 года, когда было завершено строительство озера Эри на глубине 35 футов (11 м). В колодце была рождественская елка наземного типа, которая требовала вмешательства водолаза для установки, обслуживания и подсоединения выкидной линии.[3] Оболочка завершил свою первую подводную скважину в Мексиканский залив в 1961 г.[4]

Системы

Системы подводной добычи нефти может варьироваться по сложности от одной спутниковой скважины с выкидной линией, связанной с фиксированная платформа, FPSO или береговая установка, в несколько скважин на шаблоне или сгруппированных вокруг манифольда, и перенос на стационарный или плавучий объект или непосредственно на береговую установку.[5]

Системы подводной добычи могут использоваться для разработки резервуаров или частей резервуаров, которые требуют бурения скважин из более чем одного места. Глубоководные условия или даже сверхглубокие водные условия также могут по своей сути определять разработку месторождения с помощью системы подводной добычи, поскольку традиционные наземные сооружения, такие как стальная оболочка, могут быть технически невыполнимы или неэкономичны из-за наличия воды. глубина.[5]

Для разработки подводных нефтегазовых месторождений требуется специализированное оборудование. Оборудование должно быть достаточно надежным, чтобы защищать окружающую среду и делать разработку подводных углеводородов экономически целесообразной. Для развертывания такого оборудования требуются специализированные и дорогие суда, которые необходимо оборудовать водолазным оборудованием для работы с оборудованием на относительно небольшой глубине (т.е. максимальная глубина воды в несколько сотен футов) и роботизированным оборудованием для более глубоких глубин. Таким образом, любое требование по ремонту или вмешательству с установленным подводным оборудованием обычно очень дорого. Такие расходы могут привести к экономическому провалу подводной разработки.

Подводные технологии в морской добыче нефти и газа - это узкоспециализированная область применения с особыми требованиями к проектированию и моделированию. Большинство новых нефтяных месторождений расположены на глубокой воде и обычно называются глубоководными системами. Разработка этих областей предъявляет строгие требования к проверке функций различных систем и их соответствия текущим требованиям и спецификациям. Это связано с высокими затратами и временем, необходимыми для изменения существующей системы из-за наличия специализированных судов с современным бортовым оборудованием. Натурный тест (Тест системной интеграции - SIT) не обеспечивает удовлетворительной проверки глубоководных систем, потому что испытание по практическим причинам не может быть выполнено в условиях, идентичных тем, в которых система будет работать позже. Поэтому нефтяная промышленность приняла современные технологии обработки данных в качестве инструмента для виртуального тестирования глубоководных систем, который позволяет обнаруживать дорогостоящие неисправности на ранней стадии проекта. Используя современные инструменты моделирования, можно создавать модели глубоководных систем и использовать их для проверки функций и динамических свойств системы на соответствие различным требованиям. Это включает в себя разработку на основе моделей инновационных высокотехнологичных заводов и системных решений для эксплуатации и производства энергоресурсов экологически безопасным способом, а также анализ и оценку динамического поведения компонентов и систем, используемых для производства и распределения. нефти и газа. Другая часть - это виртуальное тестирование в реальном времени систем для подводной добычи, подводного бурения, снабжения над уровнем моря, сейсмографии, оборудования для подводного строительства и оборудования для измерения и контроля подводных процессов.[нужна цитата ]

Оффшорная ветроэнергетика

В передача энергии инфраструктура для морской ветроэнергетики использует различные подводные технологии для установки и обслуживания подводные силовые кабели и другое электроэнергетическое оборудование.[6] В дополнение монопольные фонды ветрогенераторов с фиксированным днищем и якорь и кабельные конструкции из плавающие ветряные турбины регулярно проверяются с помощью различных судовых подводных технологий.

Подводная добыча

Последние технологические достижения привели к использованию дистанционно управляемые автомобили (ТПА) собрать минеральная образцы из перспективных моя места. Используя сверла и другие режущие инструменты, ROV берут образцы для анализа на желаемые минералы. После того, как участок был обнаружен, устанавливается горное судно или станция для добычи полезных ископаемых.[7]

Разработка полезных ископаемых на морском дне массивные сульфидные месторождения на морском дне (названные так в честь молекул сульфидов, а не размера месторождения) - это развивающаяся отрасль подводной добычи полезных ископаемых. Nautilus Minerals Inc. создает новую отрасль, коммерчески исследуя и в будущем добывая медь, золото, серебро и цинк в рамках своего проекта Solwara 1. Проект начинает свою деятельность в 1 миле (1,6 км) под поверхностью океана в Бисмарково море около Папуа - Новая Гвинея. Когда эта операция будет полностью запущена, это будет первый в мире коммерческий проект глубоководной добычи полезных ископаемых, первая добыча которого, как ожидается, начнется в 2017 году.[8]

Дистанционно управляемые автомобили

Основная статья: Дистанционно управляемый подводный аппарат

Дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) - это роботизированные части оборудования, управляемые издалека для выполнения задач на морском дне. Доступны ТПА с широким спектром функциональных возможностей и сложности, от простых устройств с «глазным яблоком» до машин с несколькими отростками, которые требуют, чтобы несколько операторов управляли или «управляли» оборудованием.

Другое профессиональное оборудование, используемое при установке подводного телекоммуникационного кабеля, - это специально разработанные суда, модульные баржи, водяной насос, а также оборудование для дайвинга и другие аксессуары для беспрепятственного проведения монтажных операций в глубоководных и прибрежных районах, реках и озерах. В мире мало профессиональных компаний, которые владеют таким оборудованием, эксплуатируют его и осуществляют операции по всему миру под ключ.

Сбор и производство энергии

Подводные энергетические технологии являются предметом исследования с использованием ряда технических стратегий, ни одна из которых еще не была коммерциализирована, чтобы стать жизнеспособными продуктами или новыми отраслями энергетики. Источники энергии, которые исследуются, включают производство электроэнергии в масштабах коммунального предприятия за счет океанских течений, таких как быстрые течения, обнаруживаемые в водах между Флоридским проливом и мысом Хаттерас. Развиваются исследования и проекты по сбору энергии из гидротермальных источников для обеспечения электропитания подводных инструментов исследования океана, разработки технологий подзарядки автономных транспортных средств, систем датчиков морского дна и приложений для исследования окружающей среды. Другие исследования включают сбор энергии за счет разницы температур, возникающих при различной глубине океана, и микробные топливные элементы, которые производят энергию из организмов в донных отложениях океана. .

Существующие методы обеспечения электроэнергией на морском дне ограничиваются использованием батарей, энергии, вырабатываемой генераторами на судах или платформах с генераторами на ископаемом топливе, или для более низких требований к мощности, буев для сбора энергии ветра, солнца или волн. .

Организации

Ряд профессиональных обществ и торговых организаций вовлечены в подводную отрасль по всему миру. К таким группам относятся

Правительственные органы регулируют свои территориальные воды по всему миру. Примерами таких государственных агентств являются Служба управления полезными ископаемыми (MMS, США), Норвежский нефтяной директорат (NPD, Норвегия) и исполнительный орган по охране труда (HSE, Великобритания). MMS управляет минеральными ресурсами в США (используя Свод федеральных правил (CFR)) и обеспечивает управление всеми подводными полезными ископаемыми США и Возобновляемая энергия Ресурсы.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Подводная промышленность». Справочник подводной нефти и газа для профессионалов подводной отрасли. Получено 27 сентября 2016.
  2. ^ Глоссарий нефтяного месторождения - Deepwater Play: http://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=deep%2Dwater%20play
  3. ^ (2010) Международная нефтяная энциклопедия. Получено 9 ноября 2010 г., из http://www.pennenergy.com/index/petroleum/international-petroleum-encyclopedia/display/114882/ipes/online-research-center/volume-1999/issue-1/encyclopedia/special-features/new-features- улучшить-гибкость-подводной-скважины-заканчивания.html
  4. ^ 60 лет в Мексиканском заливе, Приложение по разведке и добыче, Hart Publishing, ноябрь 2007 г.
  5. ^ Global Marine Systems о будущем морских ветроэнергетических систем В архиве 2010-05-05 на Wayback Machine, Обновление ветроэнергетики, 2009-09-10, дата обращения 30.07.2011.
  6. ^ Сокровище на дне океана, Экономист 381, вып. 8506: 10, EBSCOhost (по состоянию на 19 января 2010 г.).
  7. ^ Джамасми, Сесилия (7 апреля 2015 г.). «Nautilus Minerals возобновляет подводные горные работы». Получено 22 сентября 2016.