Статья

Название статьи ЗАДАЧИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ШАГАЮЩИХ ПЛАТФОРМ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОДВОДНЫХ (ПОДЛЕДНЫХ) МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Автор В. А. Серов, И. В. Ковшов, С. А. Устинов
Рубрика РАЗДЕЛ III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ И МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
Месяц, год 09, 2017
Индекс УДК 007.52:622.279.04:622.276.04
DOI 10.23683/2311-3103-2017-9-181-192
Аннотация Освоение подводных (подледных) месторождений полезных ископаемых является важнейшим направлением развития топливно-энергетического комплекса. Значительные шельфовые ресурсы позволяют организовать новые крупные нефтегазодобывающие центры, однако технологические системы обустройства и эксплуатации месторождений для акваторий со сложной ледовой обстановкой в настоящее время практически отсутствуют. Рассматриваются вопросы применения технологических роботизированных платформ с шагающими движителями при освоении подводных месторождений полезных ископаемых Арктического континентального шельфа. Предложена базовая конструкция подводной роботизированной платформы с энергетически-эффективными ортогональными шагающими движителями, которые характеризуются высокими показателями проходимости и способны работать на грунтах с низкой несущей способностью. Результаты исследований проведенных на прототипах платформ с шагающими движителями подтвердили высокую проходимость таких шагающих аппаратов на слабонесущих грунтах. При использовании подводных роботизированных шагающих платформ на подводном месторождении могут быть решены следующие задачи: разведка местности, проведение инженерных изысканий, бурение скважин различного назначения, мониторинг и обслуживание подводного оборудования, прокладка кабелей, трубопроводов и райзеров по месторождению (в том числе с выполнением траншеи), подключение и отключение соединителей электрических и гидравлических коммуникаций, взятие проб, мониторинг скважин, установка донного основания и устьевой обвязки скважины, борьба с выбросами и утечками газа, нефти и технологических жидкостей, транспортировка расходных материалов и комплектующих. Также практический интерес представляет использование групп шагающих платформ для транспортировки и позиционирования крупногабаритных грузов, а также возможность проведения пенетрационных измерений на маршруте патрулирования с использованием шагающих движителей платформы. На основании сформулированных задач предложены классификация подводных роботизированных шагающих платформ, основные технические требования к ним. Также предложена модель применения роботизированных шагающих платформ при освоении подводных месторождений нефти и природного газа на Арктическом шельфе, предусматривающая применение подводной буровой установки на базе двух шагающих платформ. Преимущества предлагаемой технологии заключаются в ускорении проектирования и обустройства подводных месторождений, снижение стоимости бурения скважин различного назначения, повышение мобильности оборудования на месторождении и в пределах шельфа.

Скачать в PDF

Ключевые слова Подводная роботизированная шагающая платформа, подводное месторождение; робототехнический комплекс; мобильный робот; подводно-технические работы; шагающий движитель; бурение.
Библиографический список 1. Шурыгин В.А., Серов В.А., Ковшов И.В. Концепция обустройства и обеспечения эксплуатации месторождений углеводородов на морском шельфе с использованием роботизированных шагающих платформ // Труды Международной конференции и выставки по судостроению и разработке высокотехнологичного оборудования для освоения континентального шельфа Offshore Marintec Russia – 2016 и 16-го Петербургского международного энергетического форума 4–7 октября 2016 г., Санкт Петербург. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2016. – С. 113-120.
2. Пронкин А.П., Хворостовский И.С., Хворостовский С.С. Морские буровые моноопорные основания. Теоретические основы проектирования и эксплуатации / под ред. С.С. Хворостовского. – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002. – 303 с.
3. Jin-Ho Kim, Tae-Kyeong Yeu, Suk-Min Yoon, Hyung-Woo Kim, Jong-Su Choi, Cheon-Hong Min and Sup Hong. Electric-Electronic System of Pilot Mining Robot, MineRo-II // Proceedings of the Tenth ISOPE Ocean Mining and Gas Hydrates Symposium Szczecin, Poland, September 22-26, 2013. – P. 269-273.
4. Verichev S., Laurens de Jonge, Wiebe B., Rodney N. Deep mining: from exploration to exploitation // Minerals of the Ocean – 7 & Deep-Sea Minerals and Mining – 4: abstracts of International Conference // VNIIOkeangeologia. – St. Petersburg, 2014. – P. 126-138.
5. Jin-Ho Kim, Tae-Kyeong Yeu, Suk-Min Yoon, Hyung-Woo Kim, Jong-Su Choi, Cheon-Hong Min and Sup Hong Electric-Electronic System of Pilot Mining Robot, MineRo-II // Proceedings of the Tenth ISOPE Ocean Mining and Gas Hydrates Symposium Szczecin, Poland, September 22-26, 2013. – P. 269-273.
6. Yoo, S.Y., Jun, B.H., Shim, H. Design of static gait algorithm for hexapod subsea walk-ing robot: Crabster, Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineersю – September 2014. – Vol. 38, Issue 9. – P. 989­997.
7. Чернышев В.В. Арыканцев В.В. МАК-1 – подводный шагающий робот // Робототехника и техническая кибернетика. – 2015. – № 2. – C. 45-50.
8. Чернышев В.В., Шурыгин В.А. Моделирование динамики взаимодействия движителя подводного шагающего аппарата с грунтом с низкой несущей способностью // Известия ВолгГТУ. – 2013. – №. 24 (127). – С. 82-86.
9. Чернышев В.В., Арыканцев В.В., Гаврилов Ан.Е., Калинин Я.В., Шаронов Н.Г. Design and underwater tests of subsea walking hexapod MAK-1 // Proceedings of the ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering OMAE2016 (Busan, South Korea, June 19-24, 2016) / Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OOAE) Division of The American Society of Mechanical Engineers (ASME), Pusan National University.
– Busan, 2016. – 9 p.
10. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Малолетов А.В., Шаронов Н.Г. Сравнительный анализ колесных, гусеничных и шагающих машин // Робототехника и техническая кибернетика. – 2013. – № 1 (1). – С. 6-14.
11. Briskin E.S., Shurygin V.A., Chernyshev V.V., Maloletov A.V., Sharonov N.G., Kalinin Ya.V., Leonard A.V., Serov V.A., Mironenko K.B., Ustinov S.A. Problems of increasing efficiency and experience of walking machines еlaborating // Advances on theory and practice of robots and manipulators: proceedings of ROMANSY 2014 XX CISM-IFToMM Symposium on Theory and Practice of Robots and Manipulators. – 2014. – P. 383-390.
12. Шурыгин В.А., Серов В.А., Шаронов Н.Г. Моделирование движения шагающей машины с ортогонально-поворотными движителями // Известия ВолгГТУ. – 2011. – № 11.
– С. 41-44.
13. Калинин Я.В., Устинов С.А., Шкутан Д.В. Задачи поиска энергетически эффективных алгоритмов движения шагающих машин // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы вычислительной техники и информатики в технических системах». Вып. 19: межвузовский сборник научных трудов. – 2013. – № 24 (127). – С. 36-38.
14. Калинин Я.В., Устинов С.А., Шкутан Д.В. Энергетически эффективные алгоритмы движения шагающих машин // XXVI международная инновационно-ориентированная конференция молодых учёных и студентов. МИКМУС-2014 (г. Москва, 17-19 дек. 2014 г.): Материалы конференции / Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН [и др.]. – М., 2014. – C. 71.
15. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Шаронов Н.Г., Серов В.А., Мироненко К.Б., Устинов С.А. Отработка методов удаленного управления движением шагающего робота «Ортоног» // Электротехнические системы и комплексы: (ежегодник / МГТУ им. Г.И. Носова).
– 2013. – № 21. – С. 153-160.
16. Брискин Е.С., Чернышев В.В., Шаронов Н.Г., Серов В.А., Мироненко К.Б., Устинов С.А. Отработка методов нечеткого управления шагающим роботом «Ортоног» в полевых условиях // Исследования наукограда. – 2013. – № 2. – С. 43-48.
17. Chernyshev V.V., Gavrilov A.E. Traction properties of walking machines on underwater soils with a low bearing ability // Minerals of the Ocean – 7 & Deep-Sea Minerals and Mining – 4: abstracts of Int. Conf. / VNIIOkeangeologia. – St. Petersburg, 2014. – P. 21-24.
18. Арыканцев В.В., Чернышев В.В. Подводные исследования тягово-сцепных свойств и проходимости шагающего аппарата МАК-1 // Известия ЮФУ. Технические науки.
– 2015. – № 10 (171). – С. 169-178.
19. Брискин Е.С., Калинин Я.В., Малолетов А.В., Серов В.А., Устинов С.А. Об управлении адаптацией ортогональных шагающих движителей к опорной поверхности // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. – 2017. – № 3. – С. 184-190.
20. Шурыгин В.А., Серов В.А., Ковшов И.В., Устинов С.А. Технология применения подводных шагающих роботизированных платформ при освоении подводных (подледных) месторождений углеводородов // Седьмая Всероссийская научно-техническая конференция «Технические проблемы освоения мирового океана» (г. Владивосток, 2-6 октября 2017 г.): Материалы конференции / Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН. – 2017. – С.43-47.
21. Ковшов И.В., Рябова Ю.С., Серов В.А., Устинов С.А. Алгоритм адаптации подводной роботизированной шагающей платформы на маршруте движения // XXXVII Всероссийская конференция по проблемам науки и технологий, посвящённая 70-летию Государственного ракетного центра им. академика В.П. Макеева (г. Миасс, Челябинская обл.,
13-15 июня 2017 г.) / РАН, Мин-во обороны РФ, Межрегиональный совет по науке и технологиям [и др.]. – М., 2017. – Т. 2. – C. 124-132.

Comments are closed.