Tilbake til søkeresultatene

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offshore operasjoner 2

Real Time Digital Twin for Boosting Performance of Seismic Operations

Alternativ tittel: Real Time Digital Twin for Boosting Performance of Seismic Operations

Tildelt: kr 6,6 mill.

Seismiske undersøkelser til sjøs for å lokalisere olje- og gassforekomster flere kilometer under havbunnen er en komplisert og høyteknologisk operasjon som involverer store verdier i form av fartøy og utstyr. Marin tauet seismikk utføres ved generering av trykksluftbølger fra luftkanoner som slepes etter fartøyet. Trykkbølgene vandrer gjennom vannsøylen og ned i havbunnen. Ekkoene som fanges opp av en rekke lyttekabler som også slepes etter fartøyet, gir detaljerte kart over havbunnens geologi. Dagens seismikkfartøy inneholder flere avanserte systemer for overvåkning og/eller styring av operasjonen, men disse opererer imidlertid hovedsakelig uavhengig av hverandre med liten grad av automatisering. Operasjonen avhenger i stor grad av operatørenes erfaring og kontinuerlige vurdering for å maksimere produktiv tid og utstyrets levetid, og for å unngå kostbare og tidskrevende feil. Næringen er hardt presset i forhold til lønnsomhet, og er på konstant søken etter nye og bedre måter å effektivisere driften. Dette prosjektets målsetting er å øke seismikkfartøyenes operasjonelle effektivitet ved utvikling av en sanntids digital tvilling som vil gi brukerne og systemene om bord en direkte digital representasjon av utstyrets tilstand under operasjon. Innovasjonen i prosjektet vil muliggjøre et stort sprang med hensyn til optimalisering, kontroll og automatisering av marine tauede seismiske operasjoner, med enormt potensiale for videreutvikling på en rekke områder, både om bord og i sjøen. Utviklingen av en slik digital tvilling er et utfordrende og vesentlig steg. Det omfatter systemer av en mye større skala og kompleksitet enn tidligere og samtidige digitale tvilling-systemer, og vil være revolusjonerende for hele seismikkindustrien når det realiseres. Overvåkning, diagnostisering, prognostisering av systemene vil bli muliggjort på et helt annet nivå enn tidligere, og det vil åpnes nye muligheter for videre automatisering, hele veien opp til kontroll av fartøyet. Frem til sommeren 2019 gikk prosjektets fremdrift stort sett i henhold til plan. Partner CGG besluttet da å trekke seg fra prosjektet, med virkning fra slutten på 2019. Dette, sammen med strategiske beslutninger og dårlig markedsutsikter, resulterte i at prosjekteier våren 2020 besluttet å avslutte gjenstående del av prosjekt. Dette ble enstemmig besluttet av de gjenstående partnerne i april 2020. Som en konsekvens ble siste del av prosjektet re-prioritert. Oppsummert ble fokus å ferdigstille en fullt ut funksjonell demonstrator i eksisterende seismikksimulator på KM AS sine fasiliteter i Ålesund. Å koble Seismic RTDT til seismikk håndteringssystemet (kontrollsystemet) i simulatoren var viktig for å kunne demonstrere fordelene med systemet. Arbeidet som var relatert til maskinlæring og datadrevne metoder ble, på grunn av manglende data, spesielt vanskelig å avslutte. Spesielt datadrevne metoder ble påvirket av manglende data og muligheter for verifisering. Etter en innledende studie gjort basert på et begrenset datasett fra CGG, ble det besluttet å avslutte videre arbeid med dette. Prosjektet ble formelt avsluttet i juni 2020.

Forbedret operasjonell effektivitet gjennom forbedret plattform for opplæring av mannskap og operatører. Forbedret kontroll gjennom økt og bedre monitorerings- og rådgivningsfunksjonalitet. Muligheter for økt automatisering av hele operasjonen fra manipulering av håndteringssystem til ideell seilingsrute og hastighet på skip. Summen er økt effektivitet, reduserte kostnader og utslipp, samt redusert belastning og slitasje på utstyr. Også forbedret kvalitet på innsamlet seismisk data og mer effektive surveyoperasjoner, noe som bedret resultatet til lavere kost for sluttkunder i olje og gassindustrien. Resultatet vil også ha overføringsverdi til andre marine industrier, for eksempel fiskeri og fortøyning. For eksempel er likheten mellom seismikkoperasjoer og tråling åpenbar. Kabelmodeller, maskinlæring og kontrollalgoritmer, grafisk brukergrensesnitt og simulering kan utvikles videre og anvendes i videre digitalisering av marine systemer og operasjoner.

The concept outlined in this proposal will increase the overall operational efficiency of seismic vessels through digitisation and automation. The cornerstone of the proposal is the development of a real-time digital twin (RTDT): an advanced hydrodynamic model and state estimator of all the in-sea seismic equipment, augmented with real-time data from the actual equipment, providing users and systems on-board the vessel with a live digital representation of the state of the equipment during operations. Main R&D challenges: -Identification, cleaning, and combination of available data sources for use in state estimator and machine learning models. -Designing a robust state estimator for large-scale stiff systems. -Combine various data streams with state estimation model outputs and suitable algorithms for equipment health monitoring and forecasting. -Robust transition from an advanced mathematical model and a set of methods and algorithms to practical systems operating on a vessel performing complex operations using high value assets. -Accurate and reliable monitoring of cable tension over a wide load range and dynamic response of large masses in relation to sensitive cables. -Condition monitoring of the complex system of interconnected cables and ropes comprising the in-sea equipment. Anticipated potential: 1.Real-time visualisation of the state of the seismic system on-board and at remote operation centres. 2.Alarms, fault indications and notifications to the user. 3.Decision support systems providing advice on operation of winches and cable control devices. 4.Decision support systems providing advice on vessel speed and heading. 5.Equipment health monitoring systems 6.Improved crew training in on-shore simulator facilities. 7.Automatic control of winches in manoeuvring operations. 8.Automated sequences in launch and recovery operations. 9.Remote expert-in-the-loop during emergency operations. 10.Predictions of future state. 11.Data collection for offline use.

Budsjettformål:

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offshore operasjoner 2