海底滑翔机正在向海洋寻找更广泛的拟人化学和化学特征,以达到更高的准确性。
海洋滑翔机系统正在成熟。自2000年代兴起以来,它们为海洋观测和监测开辟了新的可能性。但是,这些可能性正在继续扩大,包括用于海上石油和天然气工业的天然气渗漏调查,泄漏检测,哺乳动物监测和溢油监测。
海洋滑翔机的主要吸引力在于它们能够在海上停留数月,监控远程地区的大范围深处。这是因为它们的推进模式是节能的。滑翔机不是使用螺旋桨在水中移动,而是利用浮力的变化,通过固定的机翼将其转换为水平运动,在水深达6,000米的水中形成“锯齿”形状的轨迹。为了传达他们收集的数据,他们通常会出现并使用卫星或无线电通信,这也使他们能够接收任务并纠正他们的位置。
使用Teledyne Webb Research Slocum Gliders,总部位于澳大利亚的Blue Ocean Monitoring公司一直在建立海底滑翔机使用记录,包括扩大这些车辆可能执行的任务范围,以及钻井羽流和产水排放监测和石油等任务。澳大利亚境外的溢油应急活动。
蓝海监测公司EMEA总经理Ramsay Lind说,该公司是Slocum Gliders的最大拥有者,重量为50-60公斤,运行长达120天,有效载荷依赖,并且足够轻便可以部署在侧面一艘船Slocum G2滑翔机可以运行低至1,000米和4,000-6,000公里,使用碱性电池(600-1,500公里带碱性电池),长达六个月(碱性30天),行驶速度可达2kt。使用多普勒速度记录(DVL)和磁力计可以支持位置精度。
Blue Ocean与位于加拿大的JASCO应用科学公司合作,一直在进行无源声学监测(PAM)项目,以帮助在地震勘测期间进行环境和人为监测,并且很快也希望围绕海上风电堆运行监测。对于PAM操作,广泛的水听器安装在滑翔机上,以记录海洋生物的低频和高频声学。
Blue Ocean的第一次PAM调查于2016年在澳大利亚西部近海进行,在三维地震采集作业期间进行。在与地震船同时进行作业之前,滑翔机部署在勘测区域内并经过四天,覆盖约30公里/天,具体取决于当前的情况。滑翔机在水深约200米处运行,有两个有效载荷:一个CTD(电导率,温度和压力,即深度)传感器和JASCO水听器,它们在10hz时拾取了炮弹的声音以及海豚的声音,和大村鲸鱼。
蓝海还将荧光计集成到传感器有效载荷中,用于在南太平洋巴布亚新几内亚海岸的巴布亚湾进行地球化学调查。 Davaria项目是一个多客户投机数据拍摄,用于收集有关碳氢化合物渗漏的证据,使用配备两个荧光计的滑翔机(Wetlabs SeaOWL和Turner C3)。
然后,在2017年,该公司进行了自筹资金的Yampi地球化学滑翔机调查,这是一项位于澳大利亚西北海岸的Browse盆地的研究和开发项目,用于探测气体渗漏。这次调查结合了甲烷传感器技术的使用,这种技术已用于AUV,但之前未用于水下滑翔机,以提供有关检测到的碳氢化合物的更多细节。 Lind表示,Franatech激光甲烷传感器可以“收集”所收集的信息。还添加了氧传感器。
在为期14天的Yampi项目中,再次在水深200米处,滑翔机被引导过着名的渗透,靠近角膜油气田。主要检测FDOM(荧光溶解有机物质)值的荧光计用于检测和帮助分析与激光甲烷传感器一起存在的哪种类型的碳氢化合物。
调查结果显示背景溶解甲烷浓度为3至4百万分之一(vpm),以及30至84 vpm的不同羽流。最高浓度羽流以160伏/分钟的速度检测,反映了现有的澳大利亚地球科学数据。
在这个项目期间,还测试了滑翔机附近的实时通信系统和自适应管理,当滑翔机浮出水面时使用卫星通信,使澳大利亚或美国的飞行员(取决于一天中的时间)引导滑翔机调查异常更详细地说明并通知调查计划。
在证明了使用滑翔机进行渗漏检测的能力之后,Blue Ocean通过在单次测量中使用多个滑翔机,使这一概念在今年更进了一步。在5月份的一个项目中,在美国墨西哥湾,四个滑翔机一起使用,由载人水面舰艇的USBL定位(位置准确性)支持。滑翔机安装有PAM,CTD传感器,FDOM荧光计,激光甲烷和METS甲烷传感器以及Sonardyne USBL系统。
LindL说,USBL定位有助于缓解定位错误,并支持双向通信。 “展望未来,我们希望部署无人水面舰艇,与更多的滑翔机平台进行通信,”林德说。 “我们还在寻找用于碳氢化合物指纹识别和多个水听器的质谱仪集成选项,以获得方向性以及实时PAM处理能力。”
该公司已经部署了配备多个水听器的单个滑翔机,以帮助理解要确定的声学信号的方向性。下一步是使用配备有USBL系统跟踪的水听器的多个滑翔机,以提供更广泛的区域覆盖,更准确的方向性,并且能够提供围绕噪声源地理位置的更高精度。 Blue Ocean希望在2019年试用该系统。
对于海上风电建设业务,Blue Ocean正在考虑参与一项试点研究,从远程动态平台了解打桩操作,并在这些事件发生期间和之后监测海洋哺乳动物活动。概念验证研究将在欧洲与大型海上风电运营商进行。 “将PAM和地球化学传感结合到单一调查中将是了解与此类力量倍增器相关的成本效益的又一步骤,”Lind说。
Blue Ocean还在努力整合JASCO的OceanObserver系统,该系统可以在滑翔机上进行一定数量的实时数据处理。 “就目前而言,在滑翔机平台上处理PAM数据每秒可能涉及约375,000个样本,”Lind说,“这是一个很多数字运算。有了这个软件,一些处理可以在Glider上进行,例如可以实时检测海洋哺乳动物。“
该公司还将在今年年底前在欧洲和更远的地方进行一系列研究,涉及PAM和荧光计测量活动。