狩猟用炭化水素

Elaine Maslin著11 2月 2019
Teledyne Webb ResearchのBlue Ocean Monitoringが所有するSlocumグライダーが、海洋監視用に配備されています。 (出典:ブルーオーシャンモニタリング)
Teledyne Webb ResearchのBlue Ocean Monitoringが所有するSlocumグライダーが、海洋監視用に配備されています。 (出典:ブルーオーシャンモニタリング)

新しい道具が炭化水素狩猟のための箱に加えられています - そして世界の海と海の中の他の人形と化学のサインのいかだ。 オフショア技術者が、しみ、音、および漏れを検出するための無人広域リモートオーシャンセンシングシステムの開発について報告しています。

2000年代に登場して以来、海洋グライダーシステムは海洋観測と監視のための新しい可能性を切り開いてきました。これらの能力は、石油・ガス探査および生産の分野を含め、地震時の炭化水素浸透調査や受動的音響モニタリング(PAM)調査から漏洩検知および油流出モニタリングまで、拡大し続けています。オーシャングライダーの最大の魅力は何か月も海にとどまることができることです。これは、推進モードがエネルギー効率に優れているためです。グライダーには2つの主な種類があります。サーフェイスグライダーは波動からエネルギーを得て、水面下のフロート上のブレードやフィンを使用してヒーブを前進運動に変換し、浮力の変化を通して垂直運動を水平運動に変換します。水柱を通る「のこぎり歯」の形の軌道を作ります。収集されたデータを通信するために、衛星または無線通信が通常使用され、それはグライダーがデータを送信し、任務の更新を受信し、そしてグライダーの軌道を修正することを可能にする。

Slocumsを使ったセンシング
オーストラリアを拠点とするBlue Ocean Monitoringは、Teledyne Webb ResearchのSlocum Glidersを含む海中グライダーの使用で実績を重ねています。同社は、これらの車両で可能な任務の範囲を、ドリルプルームや地層水モニタリング、油流出対応活動などのタスクに拡大し、これらの取り組み方法に関する運用上の洞察を提供してきました。同社の最新の目標は、無人水上艦(USV)からのナビゲーションと制御を使用して、一度に複数のグライダーを配置することです。しかし、それについては後で詳しく説明します。

Slocum Glidersは50〜60kgの重さで、最大12ヶ月間動作し、積載量に依存し、そして一人か二人で船の側面に展開するのに十分な軽さです。 Slocum G3グライダーは、使用するバッテリーにもよりますが、最大1,000mまで走行可能で、最長1,000mまで走行でき、最高13000kmまで走行できます。水没時の位置精度は、ドップラー速度ログ(DVL)、圧力センサー、高度計、および磁力計を使用してサポートできます。

2016年に、カナダを拠点とするJASCO Applied Sciencesと共同で、PAMの運用にSlocum Gliderを導入し、北西オーストラリアの3D地震調査中の環境および人為的モニタリングを支援しました。 JASCOの広帯域ハイドロフォンを装備したグライダーを使用して、調査地域の海洋生物からの低周波と高周波の音響信号を記録しました。グライダーは、現在の状況にもよりますが、事前に指定されたPAMエリアで、さらに9日間、現在の状況に応じて約30km /日を走行しながら4日間走行しました。ブルーオーシャンExmouth沖の水深約200mで運転しているグライダーはCTD(伝導度、温度と圧力、すなわち深さ)センサーとハイドロホンを搭載していました。この特定のアプリケーションで使用されているグライダープラットフォームの有効性。グライダーがイルカと大村クジラを検出したことで、地元の海洋生物も興味深いものとなりました。

Blue Ocean MonitoringのSlocum Glidersの1つにハイドロフォンが付いています。 (出典:ブルーオーシャンモニタリング)

炭化水素狩猟
同年、ブルーオーシャンは、マルチクライアントの投機的地球化学調査も実施しました。これには、パプアニューギニア沖の海底炭化水素のしみの証拠収集が含まれます。このプロジェクトのために、Blue Oceanは2つの蛍光光度計(Wetlabs SeaOWLとTurner C3)を装備したグライダーを配備しました。

それから、2017年に、Blue Oceanは別の地球化学調査を実施しました。今回はより包括的なセンサーのセットと、通信と制御機能の拡大に焦点を当てています。オーストラリア北西部沖のBrowse Basinにおける自己資金による研究開発プロジェクトであるYampi Geochemical Glider Surveyも、ガスのしみを検出するように設計されていましたが、この調査ではこれまで使用されてきたメタン検知技術を使用しました。水中グライダーには使用できません。 Lind氏は、Franatechレーザーメタンセンサーを組み込むことで、検出された炭化水素についてより詳細な情報を提供することができた、と述べています。蛍光光度計からの溶存有機物(FDOM)値」

プロジェクトはまた、ほぼリアルタイムの通信システムとグライダーの適応管理を導入しました。グライダーを設定された間隔で浮上するようにプログラムしてから、衛星通信を使用してグライダーと通信することです。これは、オーストラリアや米国では(時間帯によっては)陸上のグライダーパイロットが、グライダーから受け取ったデータで発見された異常を調査するようにグライダーを導くことができることを意味していました。このデータは調査計画を知らせるために使用されます。

このプロジェクトは、角膜油田とガス田の近くで、水深200mの有名な湧水に焦点を合わせて14日間走りました。結果は陽性であり、30〜84vpmと測定された明確なプルームと同様に、3〜4容量/百万(vpm)のバックグラウンド溶解メタン濃度を示した。最高濃度のプルームは160vpmで検出され、これは既存のGeoscience Australiaのデータと一致した。これはCSIROによってピアレビューされました。

「この結果に非常に満足しています。この領域は、グライダーがGeoscience Australiaの現在の理解とよく一致していることを示すグライダーのための優れた試験場となりました。地質学的なしみの検出に関心のある高品位のエリアの場合、付加価値があります。」

「また、リアルタイムのPAM処理機能と同時に指向性を得るために、複数のハイドロフォンを使用することも検討しています」と彼は付け加えました。言い換えれば、複数のシステムを使用することによって、それらは水中の信号を検出するだけでなく、それらが由来する場所をより高い精度で言うこともできる。

Blue Oceanはすでに単一のグライダーに複数のハイドロフォンを配置しているため、サウンド信号の方向性を判断することができます。ウルトラショートベースライン(USBL)通信システムで追跡された、ハイドロフォンを装備した複数のグライダーを使用することは、より広いエリアカバレッジと、音がどこから来ているかを計算するためのより高い精度を提供すると考えられる。ブルーオーシャンは今年、この概念を試す予定です。

PAM対応のグライダープラットフォームは、小型水上艦艇から配備されました。 (出典:ブルーオーシャンモニタリング)

オンボード処理の紹介
Blue Oceanは、JASCOのOceanObserverシステムをグライダーに統合することにも取り組んでいます。これにより、グライダーに搭載されたリアルタイムデータ処理が可能になります。 「現状では、PAM調査中に1秒間に375,000サンプルがグライダーに記録される可能性があります。」とLind氏は言います。このソフトウェアを使用すると、グライダー上で処理の一部を実行でき、たとえば海洋哺乳類のリアルタイム検出が可能になります。」

ブルーオーシャンはまた、洋上風力発電業界のどこでその機能を提供できるのか、特に建設作業を中心に検討しています。遠隔動的プラットフォームを使用して、杭打ち作業が海洋生物に与える影響を調査するためのパイロットプロジェクトに参加することを検討しています。 「海は広大で大部分が過小評価されているスペースですが、これらの技術を使えば、従来の調査手法に関連した大きなオーバーヘッドなしに、もっと多くのことを学ぶことができます」とLind氏は言います。

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