Jagd-Kohlenwasserstoffe

(Kredit: Blue Ocean Überwachung)

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Unterwassersegler begeben sich auf die Ozeane, um immer größere Genauigkeit der anthropomorphen und chemischen Signaturen zu suchen.

Ocean Segelflugzeuge sind reif. Seit ihrer Entstehung in den 2000er Jahren haben sie neue Möglichkeiten für die Beobachtung und Überwachung des Ozeans eröffnet. Aber diese Möglichkeiten werden weiter ausgebaut, einschließlich Gasdurchflussmessungen, Lecksuche, Säugetierüberwachung und Überwachung von Ölverschmutzungen für die Offshore-Öl- und Gasindustrie.

Die Hauptattraktion von Segelflugzeugen ist ihre Fähigkeit, für Monate auf See zu bleiben und weite Gebiete in abgelegenen Gebieten bis zu signifikanten Tiefen zu überwachen. Dies liegt daran, dass die Art des Vortriebs energieeffizient ist. Anstatt einen Propeller zu benutzen, um sich durch das Wasser zu bewegen, nutzen Segelflugzeuge Änderungen des Auftriebs, die durch feste Flügel in horizontale Bewegung umgewandelt werden, wodurch eine "sägezahnförmige" Flugbahn durch das Wasser in Tiefen bis zu 6.000 m entsteht. Um die gesammelten Daten zu kommunizieren, tauchen sie normalerweise auf und nutzen Satelliten- oder Funkkommunikation, wodurch sie auch Missionen erhalten und ihre Positionen korrigieren können.

Mit Hilfe von Teledyne Webb Research hat Slocum Gliders, Blue Ocean Monitoring in Australien, seine Erfolgsgeschichte beim Einsatz von Unterwasserseglern erweitert, darunter die Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten dieser Fahrzeuge auf Aufgaben wie die Überwachung von Bohrwolken und produzierten Wasserabflüssen sowie Öl Reaktionen auf Offshore-Aktivitäten in Australien.

Ramsay Lind, General Manager - EMEA, bei Blue Ocean Monitoring, sagt, dass das Unternehmen der größte Besitzer von Slocum Gliders ist, die 50-60 kg wiegen, bis zu 120 Tage arbeiten, abhängig von der Nutzlast und leicht genug sind, um seitlich eingesetzt zu werden eines Schiffes. Der Slocum G2 Glider kann bis zu 1.000 m und für 4.000-6.000 km mit Alkalibatterien (600-1500 km mit Alkali) bis zu sechs Monaten (30 Tage mit Alkali) und bis zu 2 kt betrieben werden. Die Positionsgenauigkeit kann mit einem Doppler-Geschwindigkeitsprotokoll (DVL) und Magnetometern unterstützt werden.

In Zusammenarbeit mit dem in Kanada ansässigen Unternehmen JASCO Applied Sciences führte Blue Ocean Projekte zur passiven akustischen Überwachung (PAM) durch, um das Umwelt- und anthropogene Monitoring bei seismischen Untersuchungen zu unterstützen, und hofft bald auch auf die Überwachung von Offshore-Windkraftanlagen. Für den PAM-Betrieb werden Breitband-Hydrophone an den Segelflugzeugen montiert, um niederfrequente und hochfrequente Akustik aus dem Meer aufzunehmen.

Die erste PAM-Studie von Blue Ocean fand 2016 in Westaustralien während 3D-seismischer Akquisitionsoperationen statt. Das Segelflugzeug wurde im Untersuchungsgebiet eingesetzt und durchlief vier Tage, die je nach Strömung etwa 30 km / Tag bedeckten, bevor es gleichzeitig mit dem seismischen Schiff operierte. Der in etwa 200m Wassertiefe arbeitende Gleiter hatte zwei Nutzlasten: einen CTD-Sensor (Leitfähigkeit, Temperatur und Druck, dh Tiefe) und JASCO Hydrophone, die bei 10hz die Geräusche der Schüsse sowie die Geräusche von Delfinen aufnahmen. und Omura Wale.

Blue Ocean hat auch Fluorometer in die Sensor-Nutzlast für eine geochemische Untersuchung im Golf von Papua, Offshore Papua-Neuguinea im Südpazifik integriert. Das Davaria-Projekt war ein spekulatives Multi-Client-Daten-Shooting, bei dem mit Hilfe eines mit zwei Fluorometern (Wetlabs SeaOWL und Turner C3) ausgestatteten Segelflugzeugs Beweise für Kohlenwasserstoffversickerung gesammelt wurden.

Dann, im Jahr 2017, führte das Unternehmen die selbstfinanzierte Yampi Geochemical Glider Survey durch, ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Browse-Becken vor der australischen Nordwestküste, um Gaseinschlüsse zu erkennen. Diesmal wurde die Methan-Sensor-Technologie, die bisher bei AUVs, aber nicht bei Unterwasser-Segelflugzeugen eingesetzt wurde, in die Erhebung einbezogen, um die gefundenen Kohlenwasserstoffe detaillierter zu erfassen. Der Franatech-Laser-Methan-Sensor "high-grade" die gesammelten Informationen, sagt Lind. Ein Sauerstoffsensor wurde ebenfalls hinzugefügt.

Während des 14-tägigen Yampi-Projekts, wiederum in 200 m Wassertiefe, wurde der Gleiter über einen bekannten Sick nahe dem Öl- und Gasfeld Cornea geführt. Ein Fluorometer, das hauptsächlich FDOM-Werte (fluoreszierende gelöste organische Substanz) detektiert, wurde verwendet, um zu erkennen und zu analysieren, welche Art von Kohlenwasserstoffen neben einem Laser-Methan-Sensor vorhanden war.

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten eine gelöste Methankonzentration im Hintergrund von 3 bis 4 Volumina pro Million (vpm) sowie deutliche Schwaden von 30 bis 84 vpm. Die höchste Konzentration der Wolke wurde bei 160 vpm nachgewiesen, was die Daten von Geoscience Australia widerspiegelt.

Während dieses Projekts wurden auch Echtzeit-Kommunikationssysteme und ein adaptives Management des Gleitschirms getestet, wobei beim Auftauchen des Gleitschirms Satellitenkommunikation verwendet wurde, wodurch Piloten in Australien oder den USA (abhängig von der Tageszeit) den Gleitschirm zur Untersuchung von Anomalien führen konnten genauer und informieren Sie den Umfrageplan.

Nachdem Blue Ocean die Einsatzmöglichkeiten des Gleitschirms für die Sickerdetektion unter Beweis gestellt hat, hat er dieses Konzept in diesem Jahr einen Schritt weitergeführt, indem mehrere Segelflugzeuge für eine einzige Vermessung verwendet wurden. Bei einem Projekt im Mai im US-Golf von Mexiko wurden vier Segelflugzeuge zusammen verwendet, unterstützt durch USBL-Positionierung (für Positionsgenauigkeit) von einem bemannten Oberflächenschiff. Die Gleiter wurden mit PAM, CTD-Sensoren, FDOM-Fluorometer, Laser-Methan- und METS-Methan-Sensoren und einem Sonardyne USBL-System montiert.

Die USBL-Positionierung hilft, den Positionierungsfehler zu verringern, sagt Lind, und ermöglicht auch die bidirektionale Kommunikation. "In Zukunft wollen wir unbemannte Überwasserschiffe einsetzen, die mit mehr Gleiterplattformen in Verbindung stehen", sagt Lind. "Wir prüfen auch Optionen für die Integration von Massenspektrometern für den Kohlenwasserstoff-Fingerabdruck und mehrere Hydrophone, um eine Direktionalität neben Echtzeit-PAM-Verarbeitungsfunktionen zu erreichen."

Die Firma setzt bereits einzelne Gleiter ein, die mit mehreren Hydrophonen ausgestattet sind, um die Direktionalität der zu ermittelnden akustischen Signale zu verstehen. Der nächste Schritt besteht in der Verwendung mehrerer Gleiter, die mit Hydrophonen ausgestattet sind, die mit USBL-Systemen verfolgt werden, um eine breitere Flächendeckung mit größerer Genauigkeitsausrichtung bereitzustellen und um eine genauere Genauigkeit um die Geoposition der Geräuschquelle herum zu erreichen. Blue Ocean will dieses System 2019 testen.

Für den Bau von Offshore-Windkraftanlagen plant Blue Ocean die Teilnahme an einer Pilotstudie, um die Auffahrvorgänge von einer entfernten, dynamischen Plattform aus zu verstehen und die Aktivitäten der Meeressäuger vor und während dieser Ereignisse zu beobachten. Die Proof-of-Concept-Studie soll in Europa mit einem großen Offshore-Wind-Operator durchgeführt werden. "Die Kombination von PAM und geochemischer Sensorik in einzelnen Erhebungen wird ein weiterer Schritt zum Verständnis der Kostenvorteile sein, die mit dieser Art von Kraftverstärkern verbunden sind", sagt Lind.

Blue Ocean arbeitet auch an der Integration von JASCOs OceanObserver-System, das ein Minimum an Echtzeit-Datenverarbeitung an Bord des Flugzeugs ermöglichen würde. "Wie bereits erwähnt, kann die Verarbeitung von PAM-Daten an Bord einer Glider-Plattform rund 375.000 Samples pro Sekunde umfassen", sagt Lind, "was eine Menge Zahlenverarbeitung bedeutet. Mit dieser Software kann ein Teil der Verarbeitung an Bord des Gliders durchgeführt werden, was zum Beispiel die Echtzeitsuche von Meeressäugern ermöglicht. "

Die Firma hat auch eine Reihe von Studien, die bis Ende dieses Jahres in Europa und darüber hinaus stattfinden sollen, mit PAM- und Fluorometer-Messkampagnen.