وضع حلول تكنولوجيا التسرب النفطي الجديدة على المحك

يتم تركيب نظام وضع العلامات مجهز بوحدة توصيف الموجة إلى مقشدة لتتبع موقع الكاشطة وظروف الموجة أثناء عمليات الاستجابة للانسكابات. الصورة: مجاملة أومسيت

تم اختبار مقشدة في ظروف خاضعة للرقابة لتقييم تأثير المشتتات الممزوجة بالنفط الخام على أداء الكاشطة. الصورة: مجاملة أومسيت

الصورة: مجاملة أومسيت

تم التقاط rotocraft مجهز بجهاز استشعار حراري بالأشعة تحت الحمراء صورًا لزيت مستحلب للتحقق من قدرات المستشعر أثناء اختبار الاستشعار عن بعد الممول من قبل NOAA و BSEE. الصورة: مجاملة أومسيت

Previous Next

لا توجد عمليتان لاستجابة تسرب النفط هي نفسها. يمكن لكل منها أن يقدم تحديات جديدة وحتى أكثر صرامة بالنسبة للمستجيبين عن تسرب الهواء أثناء اكتشافهم واحتواءهم واستردادهم للنفط المسكوب. ويمكن للجوانب المتنوعة التي تؤثر في عمليات الاستجابة للانسكاب النفطي أن تكون البيئة المادية ، ورصد الانسكابات ، واستخدام المشتتات الكيميائية ، وتوافر التكنولوجيا المناسبة للحالة.

وقد تم تحقيق بعض التحديات من خلال تطوير البحوث والتكنولوجيا لتقنيات التعامل مع الانسكابات. ومع ذلك ، يمكن أن يشكل تطوير التكنولوجيا الجديدة تحديًا بحد ذاته ، حيث تحظر العديد من الدول اختبار معدات المياه المفتوحة أو التدريب على الاستجابة باستخدام النفط. على خلاف المرافق الأصغر حجماً التي تعتمد على نماذج الحجم والوكلاء النفطيين ، تقوم شركة أوميت - وهي منشأة اختبار استجابة الطاقة المتجددة ومعالج الطاقة المتجددة الوطنية بإجراء الاختبارات والتدريب والبحث باستخدام معدات كاملة الحجم باستخدام زيت حقيقي في ظروف بحرية متكررة محاكاة.
وتلتزم شركة Ohmsett التي يديرها مكتب السلامة والإنفاذ البيئي (BSEE) بالمساعدة على تحسين الأساليب والتقنيات المتاحة للكشف عن الانسكابات النفطية واحتواؤها وإزالتها. وهو يزود المكتب وغيره من مستخدمي المرفق من جميع أنحاء العالم ببيئة اختبار وتدريب استجابة نفطية تسرب فريدة تحاكي ظروف العالم الحقيقي في بيئة آمنة ومراقبة. يقول جون ديليا ، مدير مرفق أوميت: "على الرغم من أن أوممت هو منشأة تديرها الحكومة ، إلا أنها ليست حصرية للاستخدام من قبل الوكالات الحكومية الأمريكية". "تستخدم الشركات الخاصة والوكالات الحكومية الأجنبية والجامعات المنشأة لاختبار المعدات وتقييم خيارات الاستحواذ وللتحقق من صحة نتائج الأبحاث".
وتتمثل الميزة الأبرز في أوممت في خزان اختبار الخرسانة فوق الأرض الذي يبلغ طوله 667 قدمًا × 65 قدمًا بعمق 8 أقدام ممتلئًا ب 2.6 مليون غالون من المياه المالحة الصافية. وقد تم تجهيز المرفق بمولد موجة ، وثلاث جسور متحركة بسرعات تصل إلى 6 عقدة ، ومختبر كيميائي لزيت / ماء ، وبرج تحكم محوسب بالكامل لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار وكاميرات الفيديو المختلفة للتوليف والتحليل.
نظرًا لأن صناعة الاستجابة تتطلب تقنيات أكثر تطوراً وابتكارًا في مجال التسرب النفطي ، فقد دعمت BSEE تطوير التكنولوجيا الناشئة من خلال تمويل مشروعات متعددة في أوممت. وفي الآونة الأخيرة ، اشتمل البحث على نظام لتحديد العلامات الجغرافية لتحديد الهوية مزود بنموذج لتوصيف الموجة ، واختبارات سمك سمك البقعة المتناقصة ، والشفاء الميكانيكي للزيوت المعالجة ولكن غير المفهرسة ، واستشعار البقع النفطية عن بعد.

نظام تحديد العلامات الجغرافية
يمكن للقدرة على تتبع ظروف الأمواج عن بعد أثناء عمليات القشط أن تعطي المستجيبين فهمًا أفضل للبيئة في الوقت الفعلي وتحسين العمليات أثناء حادث التسرب. وفي محاولة لتطوير هذه الأدوات ، قامت BSEE بتمويل AECOM ، من Gaithersburg ، بولاية ماريلاند ، لتطوير نظام تحديد العلامات الجغرافية (GRID) الذي تم تجهيزه بوحدة تعريف الموجة (WCM). عند تركيبه على مقشدة ، يميز نظام التمييز حركة موجات المحيطات ، ويتتبع موقع الكاشطة ، وينقل المعلومات إلى المشغلين وإلى الموظفين الآخرين في المواقع النائية.
"هذا المشروع سيعزز الجيل الأحدث من تكنولوجيا GRID ويسمح للمستجيبين للتسرب النفطي المحلي بقياس خصائص الموجة لإضفاء البراعة على عمليات القشط" ، قالت كارين ستون ، مهندس الاستجابة لتسرب النفط BSEE. "كما أنه سينقل البيانات إلى قادة الحوادث أثناء عمليات التسرب من أجل السماح بالتوعية التشغيلية في الوقت الفعلي".
قام فريق AECOM ، بقيادة بن شريب ، بتقييم نظام GRID الذي تم تركيبه على مقشدة في ظروف الأمواج في حوض اختبار Ohmsett. كما طورت AECOM ومقاوليها من الباطن ، Midstream و Envigia ، طوافة WCM عائمة حرة لحساب ظروف الأمواج.
وأثناء التقييم ، تم تركيب أنظمة الوسم WCM و GRID على مقشدة متوفرة تجاريا وخضعت لظروف موجية متفاوتة ، في حين حددت عمودين من WCM طول الموجة وطول الموجة والفترة الزمنية. من أجل جمع بيانات الموجة المقارنة ، تم تشغيل العادمين WCM على حدة في نفس المنطقة مثل الكاشطة.
من خلال شبكة متشابكة عبر شبكة WiFi ، تمكنت AECOM من توصيل موقع المقشِّمة ومعلومات الموجة إلى جهاز لوحي مع تطبيق واجهة مستخدم مخصص وعبر القمر الصناعي إلى منصة واجهة GIS على الويب.
"أردنا تحديد ما إذا كانت الخوارزميات في وحدات GRID تقوم بقياس ظروف الموجة بدقة. وقال ستون إن أوممت تمتلك إحساسًا جيدًا بارتفاع الموجة والطول والفترة ، لذا يمكننا مقارنة وحدات GRID بالواقع. "سيسمح هذا لمهندسي AECOM بدمج" عامل تصحيح "خلال ظروف موجية معينة لقياس ظروف المحيط بدقة أكبر".

تناقص سمك البقعة
أثناء العمليات الفعلية لاستجابة التسرب النفطي ، لا يمكن افتراض أن القاشطة سوف تستعيد الزيت بسماكة ثابتة. في كثير من الحالات ، من المحتمل أن تعمل القاشطة في بقعة تتناقص في السمك. في محاولة للحصول على بيانات بحثية أساسية عن أداء الكاشطة ، أجرت BSEE تناقصًا في اختبارات سمك البقعة على الوعر واثنين من الكاشطات الأوليوفيلية. كان الهدف هو تقييم أداء الكاشطات لمعدلات استخراج النفط وكفاءة استرجاع الزيت مع استعادة النفط من البقع الأكثر نحافةً.
تقول كريستي ماكيني ، مهندسة BSEE: "من المهم أن نفهم كيف يتأثر أداء الكاشطة عند العمل كسماكة من البقع".
في سلسلة الاختبار هذه ، استخدم موظفو Ohmsett طريقة اختبار ASTM F2709 القياسية لتحديد معدل استرداد اللوحة المعدني من أنظمة مقشدة الزيت الثابتة ، وهو المعيار لاختبار أداء الكاشطات الثابتة في ظروف المياه الهادئة. تنخفض النداءات القياسية للاختبار مثل سماكة البقعة من 3 إلى 2 بوصة من الزيت من أجل توفير الظروف المثالية اللازمة لقياس الأداء الأقصى للنظام القشط ؛ ومع ذلك فقد أدرجوا العديد من سُمك بقع الزيت الأخرى التي تتراوح من 2 بوصة إلى 1/8 بوصة. ووفقًا لماكيناي ، فإن سلسلة التجارب هذه هي الأولى من نوعها وتمثل استمرارًا لبيانات البحث الأساسية المرتبطة بقياس أداء الكاشطة بمعلمات اختبار متفاوتة.

الاسترجاع الميكانيكي للزيت المعالج ولكن غير المعهود
مع استخدام المشتتات خلال عمليات الاستجابة ، هناك ادعاءات بأن النفط المعالج الذي لم ينتشر يمكن أن يجعل الاحتواء التقليدي والانتعاش أكثر تحديا من النفط غير المعالج. رداً على هذه التعليقات ، أجرت BSEE بحثًا في Ohmsett لتحديد ما إذا كان الزيت الخام غير المعالج المعالج بكميات مختلفة من المشتتات يؤثر على عمليات الاحتواء والاستعادة الميكانيكية.
خلال المرحلة الأولى من المشروع ، تم اختبار اثنين من الكاشط الأوليوفيلي ، واحد مع أسطوانة ناعمة والآخر مع أقراص الألومنيوم ، بشكل مستقل في ظروف خاضعة للرقابة. باستخدام ASTM F2709 كمبدأ توجيهي ، تم إجراء اختبار مقارن للزيت الخام الذي لم يتم معالجته ، والزيت الخام المعالج ، لتحديد معدل استرداد النفط وكفاءة التعافي. "النتائج الأولية تشير إلى أن أداء كل من أنواع الكاشطة تأثر بوجود المواد المشتتة في الزيت" ، قال McKinney.
المرحلة الثانية مقارنة قدرة الطفرة لاحتواء النفط الخام والنفط الخام الممزوج بالمشتت. باستخدام دليل ASTM F2084 القياسي لجمع بيانات أداء ازدحام الاحتواء في بيئة خاضعة للرقابة ، كدليل ، تم تزويد ذراع الستارة الذي يبلغ طوله 50 قدمًا بالجسر الرئيسي لمحاكاة السحب في البحر. تم تحميل النفط مسبقًا في قمة الطفرة التي يمكن مراقبتها في الوقت الحقيقي باستخدام كاميرتين تحت الماء عاليتي الوضوح. تم سحب ذراع الرافع بسرعات متزايدة لتحديد وقت حدوث الخسارة الأولى. وقال ماكيني: "تم إجراء عمليات التشغيل أيضا بسرعات مختلفة مع الخام الخام المعالج والمشتت لتحديد كمية ومقدار النفط المفقود بسبب الاحتواء". "تقوم BSEE حاليًا بتحليل البيانات التي تم الحصول عليها من هذه الاختبارات ، وقد تجري اختبارات إضافية للمقشطة و / أو ذراع الرافعة لجمع بيانات إضافية".

الاستشعار عن بعد من البقع النفطية
لقد غير الاستشعار عن بعد الطريقة التي اتخذتها صناعة الاستجابة للانسكاب على تحدي اكتشاف ومراقبة وقياس البقع النفطية. شاركت BSEE مؤخراً مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) لتقييم منصات الاستشعار عن بعد المختلفة المستخدمة لتقييم الانسكابات النفطية. تضمن ذلك مراقبة وقياس سمك البقع النفطية السطحية بدقة.
أجرى NOAA و BSEE دراسة لاكتساب فهم أفضل للقدرات والقيود المفروضة على العديد من الأنظمة في Ohmsett. كان تركيز المشروع على تحديد المستحلبات الزيتية من المنصات الهوائية والساتلية مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ، وفي نفس الوقت جمع القياسات الفيزيائية للسمك الفيزيائي والكيميائي في بيئة الاختبار الخاضعة للرقابة.
بالنسبة للدراسة ، ابتكر موظفو أومسيت بقعة نفط مستحلبة واسعة النطاق تحت ظروف طبيعية ولكن خاضعة للرقابة وحافظت عليها طوال فترة التقييم. وقد شوهد الزيت المستحلب في الخزان من زوايا وارتفاعات متعددة مزودة بأنظمة استشعار عن بعد مثبتة على الجسر الرئيسي ، ومركبة جوية بدون طيار ، وطائرة ثابتة الجناحين ، وطائرة هليكوبتر. وبالإضافة إلى ذلك ، تم تكليف ثلاثة أقمار صناعية مجهزة بمجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار بالتحليق فوق خزان اختبار أوممت لالتقاط بيانات الاستشعار عن بعد عالية الدقة مع أخذ العينات الفيزيائية في تقييم البقعة النفطية المستحلبة.
سمحت الدراسة لفريق BSEE و NOAA باكتساب فهم أفضل لمستشعر الحساسية وتأثير ارتفاع المستشعر أثناء توصيف مستحلبات الزيت السطحية. كما قدمت معلومات مفيدة للحكم على أكثر تقنيات ومنصات الاستشعار عن بعد كفاءة للاستجابة الحقيقية وإتاحة الفرصة لتعزيز هذه التقنيات من أجل مواجهة الانسكابات المستقبلية وتقييمات الأضرار ذات الصلة.
يمكن العثور على قائمة رئيسية من المشاريع البحثية لاستجابة تسرب النفط التي أجرتها BSEE في Ohmsett على https://www.bsee.gov/what-we-do/oil-spill-preparedness/oil-spill-response-research/master- قائمة لللنفط تسرب البحوث.

عن المؤلف

جين إلين دلغادو هي أخصائية الاتصالات التسويقية الكبرى في مرفق أوميست. وقد عملت مع أوممت منذ عام 2004 في إدارة التسويق والإعلان والدعاية والعلامة التجارية للمنشأة. حصلت السيدة دلغادو على درجة الماجستير في التسويق من جامعة سيتي في سياتل ، ودرجة البكالوريوس في الصحافة من جامعة ولاية نيويورك في بروكبورت. على موقع الويب: www.ohmsett.com