MTR100：五个“值得关注”

Saipem的Hydrone R - 在肉体中为现实世界测试做好准备。图片来自Saipem。

BOLT Lifesaver安装@ WETS。图片来源 - 太平洋海洋能源中心。

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对于Marine Technology Reporter（MTR）第14届年度“MTR100” - 了解海底领域的100位创新者和技术 - MTR 编辑Elaine Maslin报道了在2019年剩余时间内值得关注的五家公司和技术超越。有关完整版，请参阅 https://magazines.marinelink.com/nwm/MarineTechnology/201907/

蓝色逻辑：进入一个新时代
完全新的操作模式正在进入石油和天然气作业的水下领域，正在使用的工具也可用于整个海洋空间。

它被称为海底太空竞赛 - 它有点像火星任务，有类似的通信挑战和电源问题。各种各样的球员都在努力实现这一目标。我们的想法是拥有海底驻留车辆，消除了对载人水面舰艇的需求以及恶劣天气对发射和恢复的限制。 Elaine Maslin介绍了在这个领域运营的五家公司。
一个是Blue Logic，位于挪威斯塔万格附近。虽然它不是唯一生产感应式海底连接器的公司（WiSub，卑尔根附近也在做类似），但Blue Logic已经积极参与构建基础设施的关键部分，这将使所谓的驻留海底车辆长时间保持在海底。检查和干预行动。这是Equinor的水下干预无人机概念（UiD - Equinor的商标名称）的海底对接站（SDS）。到目前为止已经建成了两个，其中一个现在安装在挪威科技大学（NTNU）开放的测试实验室，位于特隆赫姆近海365米水深处，另一个将安装在挪威近海的Aasgard油田，绕道瑞典，在那里它被Saab Seaeye Sabertooth AUV拖曳。 Equinor不仅外包了这些SDS的创建，而且还使设计免费提供 - 因为它希望所有车辆供应商都使用它（开放式创新）。

Blue Logic的创始人在经过12年的工作后，于2006年开始生产他们的第一个用于电源和高速通信的电感连接器。 2010年，他们创立了Blue Logic，从那时起，该公司一直在改进其电感连接器，电源和通信传输，以及50W至2.3kW的新电源，其所有器件的以太网和串行通信速率分别高达80 Mbps和230kbps。 。它还致力于下一代9.2kW连接器，以及其他类型的无人机机械和液压连接器。
Blue Logic还为AUV和ROV开发了一种新的扭矩工具。 Blue Logic的业务经理Helge Sverre Eide表示，其先前的扭矩工具在水中重23千克，对于像Eelume蛇机器人这样的车辆来说太重了。因此，工程师Lars Gunnar Hodnefjell使用了更轻的版本 - 实际上是7.5千克（通过减少50％的重量来改善世界纪录） - 使用钛和塑料 - 产生3000Nm的扭矩。它已经被Eelume使用了，它将在Asgard的SDS上通过系绳试验进行操作。

但是，“为了这个（海底居民车辆）经济，你需要增加无人机的工作范围，”艾德说。 “因此，您需要新工具，您需要调整或更改水下生产系统。你需要改变等式的两边。新工具必须轻巧，因此无人机可以飞行它们。系统的海底维护需要改为较小的部分，以便通过使用无人机来更换传感器和其他部件。“

目前的SDS设计有两个2kW，两个50W Blue Logic连接器和一个250W WiSub连接器，标记--AruCo和ChaRuCo - 无人机相机可以看到和从中可以决定它们相对于它们的位置，以及来自特隆赫姆水的声学定位链接。艾德说，将来，Blue Logic的电感连接器的磁场也可以用来引导无人机进入SDS。
Blue Logic隶属于海底无线集团（SWiG），该集团正在努力实现海底无线通信的标准化。

Saab Seaeye：真实地做到这一点
在与Equinor的海底对接站进行的演示中，Saab Seaeye的Sabertooth。图片：Saab Seaeye。瑞典的萨博海洋（Saab Seaeye）已成为推动车辆方面发展方向的公司之一 - 至少10年。

该公司拥有全球约50％的电动遥控车（ROV）市场，并已交付1000多辆电动自主水下航行器（AUV）和ROV以及混合动力汽车。今年早些时候，在其eRobotics春季运动期间，Saab Seaeye展示了其Sabertooth AUV能够以安全和受控的方式停靠在远程子驻留对接站，在那里它可以访问工具包，进行充电和传输数据，包括新任务计划，使用Blue Logic电感连接器。它可以自动完成，无需人为控制。

6月，该公司在瑞典Lake Vattern的Equinor SDS上进行了对接，收费和通信。 Saab Seaeye的首席工程师JanSiesjö表示，虽然在这次演习中对接的最后部分是通过半自动控制，但通过一些编程，车辆将能够自动停靠。

该公司十多年来一直致力于这一概念，开发了3000m级Sabertooth现在的先进能力和控制系统。这个想法得到了ENI等人的支持，而感应式水下充电和数据传输技术，水下视频通信的并行开发以及标准化扩展坞的开发，帮助市场开始迎头赶上。

“它是唯一可以在AUV和ROV模式下运行并在水平和垂直平面上处理连接的悬浮自动系统，”Saab Seaeye销售总监Peter Erkers说。 “它是目前市场上唯一能够在难以进入的地点进行长期居住的车辆。”

Saab Seaeye还致力于其他系统，例如其轻型世界级Leopard ROV的远程可操作性。它一直在与波音公司合作，通过美国的卫星链路进行试验，控制ROV进行机械手工作，配对连接器，飞行任务和航路点控制。 Siesjö表示，即使延迟时间推迟到3秒，数据速率“与之相混淆”，系统仍然可以执行。
与此同时，Saab Seaeye也在开发一个完整的工作级电动机械手。测试工作正在进行中，计划明年向市场揭示更多内容。该公司还开发和追踪基于萨博不久前开发的立体声相机系统的3D同步定位和制图技术。

Saipem：从概念走向现实
另一家车辆运营商一直在测试其新系统; Saipem及其Hydrone。六月，Hydrone R在意大利东北部的里雅斯特附近的Saipem水下“游乐园”开始了为期六个月的试验。在今年晚些时候或明年年初，它的FlatFish设计也有望在2021年进行深水试验之前进入水中.Bullfish获得壳牌公司的许可（后者收购了BG集团，后者又开发了FlatFish巴西和德国机构的概念）。

Hydrone实际上是一系列电动海底车辆的一部分 - 从系留驻地工作车辆到具有车站保持功能的混合AUV，从高带宽实时控制和通信到低带宽声学和自主操作 - 而不是比拥有一辆可以做任何事情的车辆。设计包括海底驻留系统以及地面部署系统，例如来自船舶或浮式生产系统。

Hydrone R（适用于居民）是第一个开箱即用的。它被描述为具有AUV能力的混合型ROV，例如它将具有操纵器，用于干预工作，并且可以在系绳（最大半径为300米）上工作，但也可以在海底油田之间行进距离，不受限制，如AUV，以及Saipem的海底机器人技术经理Stefano Meggio在今年早些时候在奥斯陆举行的能源：联系（又称Subsea Valley）会议上表示，无论是从海底车库还是在任务基础上的地面部署系统，还能够为海底充气。额定为3,000米，它可以在没有系绳的情况下运行8-10个小时，当它返回到同一个基地时可以运行10公里，如果它正在转移到另一个基地，则可以运行20公里。

Saipem还在开发一系列HyTool滑轨，适用于所有车辆，因此可以在海底进行更换。它也在开发HyBases;扩展坞将被部署以通过海底生产系统提供通信接口或通过直接链路或通过水面船舶在岸上提供，并在需要时访问那些可互换的有效载荷。此外，HyLars是一种从地面主机（可能是无人驾驶）部署的飞行车库，将提供一个悬浮在海底的车库或部署在海床上进行充电或恢复。然后，HyBuoy使用浮标和可再生发电，海底基础设施不可用，可以为海底的Hybase提供电力和通信。

还有HyVessel概念，一种自主水面船，可以使海底系统了解情况并为陆上控制中心提供监督能力。

Meggio表示，充电和水下通信的商业解决方案 - “声学，光学或市场将带来的任何东西” - 现在都在市场上。 “这只是整合它们的问题。”然后，这只是整合它们的一个案例。

OPT：为自治提供动力
PowerBuoy准备进行海上部署，注定将为Premier Oil工作。来自OPT的图片。在某些情况下，居民水下车辆可能无法接通电力，因此可能需要替代电源。
总部位于美国新泽西州的Ocean Power Technologies（OPT）与意大利石油公司ENI合作，一直是该领域的领先公司。
OPTPB3PowerBuoy®在2018年11月使用三点系泊系统安装，位于亚得里亚海的ENI Amelia B平台附近，为海底系统的模型提供能量。附近安装了一个波浪浮标，以帮助监控性能。

今年早些时候，OPT表示该系统已经展示了AUV充电能力，在整个测试期间成功地将电力和通信发送到海底有效载荷。 OPT表示，该系统正在作为独立的充电站和通信平台进行测试。
OPT还有其他想法。事实上，另一台PB3 PowerBouy最近被运往北海前运往英国石油公司，为亨廷顿油田悬浮井周围的安全区提供监控，并为岸上提供通信。其潜力未来的使用，发电操作海底资产，也正在评估中。

该公司还在设计混合动力PowerBuoy，它使用液体燃料发电和锂离子电池，以确保持续的峰值功率和通信。该设计旨在提供超过1 MWhr的能量（可扩展），运行时间长达10年，维护量极少。

意大利的试验是ENI MaREnergy项目的一部分，该项目旨在利用波浪能转换器为海底监测和控制系统提供动力，并支持AUV充电。

使用类似PowerBuoy的东西，一种点吸收器技术，捕获波浪在系泊的翼梁上下浮动时产生的能量，用于发电的运动可以提供电力和通信链路。
OPT的PB3设备适用于较低的功率要求，并且在其他方面提供电力很复杂，例如偏远地区，为工程和开发运营提供环境监测以及监测和控制低功率海底和上部设备，Andrea Alessi， ENI的近海可再生能源项目经理今年早些时候在意大利的海上地中海会议（OMC）上发表讲话。

这甚至可以扩展到为电动执行器和AUV供电，包括形成ENI清洁海概念的那些，以及在退役或其他活动期间在海上平台周围创建安全警戒线以避免使用载人船。

弗雷德。奥尔森：蓝色的BOLT
适应性强的监控包。图片来源：Sea Engineering，Inc 。但总有办法以不同的方式做事，弗雷德。奥尔森一直致力于波浪能设计，称为BOLT。它基于通过系泊设备连接到海床的浮动平台，系泊设备又连接到专门的绞盘生产线上，随着海浪的涌动，绞盘生产线进出绞盘（一到三个，取决于电源要求）。绕组运动产生能量 - 高达10kW的平均可输出功率，标准装置处于高海状态 - 通过定制设计的免维护齿轮箱和标准西门子发电机组转换为设备上的电力.Even Hjetland，工程BOLT Sea Power的经理表示，这项设计已经开展了超过12年的工作，但现在已经在挪威，英国和太平洋（在夏威夷附近的美国海军工厂）运营。其下一个工作之一是为北海的临时4G基站提供平台，与通信公司Tampnet合作，支持现场施工作业。

Hjetland说，用于驱动绞车的线路是紫外线（阳光）和海洋生物抗性，系统仍然在相对平静的海况下发电。带有一个绞盘的系统直径仅为5米，重量为10吨，机载能量高达500千瓦。
试验包括与美国海军设施工程司令部合作，为海军陆战队近海的海军波浪能测试场地（WETS）的30米测试泊位提供外部海洋海底传感器（包括摄像机和声纳系统）。基地夏威夷，靠近卡内奥赫，在瓦胡岛。

该系统还包括一个水下数据记录和非接触式电力传输解决方案，适用于由西雅图创业公司WiBotic开发的AUV充电。该项目的一部分还测试了通过绞车/系泊设备本身传输动力的能力，这将消除对脐带式海底用户的需求。

“我们明年将与Tampnet合作，提供浮动的独立4G桅杆，通过从现有的海底光缆网络中拉出光纤电缆，然后在现场施工阶段提供通信服务，此时无法通信，” Hjetland。浮动结构还将容纳太阳能电池板。具体的施工现场尚未确定 - 可能是石油和天然气或可再生能源。

“它还可以成为飞行无人机用于风电场叶片检测的平台，”他补充说，“或者在沿海养鱼场。对于石油和天然气，独立电源和通信可以提供充电电源和控制电源。可以在任何地方安装UiD扩展坞，而不是可以安装电源和通信的地方。“