Máy bay không người lái giảm rủi ro trong kiểm tra dự án dầu khí ngoài khơi

Máy bay không người lái (UAS) được sử dụng để kiểm tra các tài sản ngoài khơi khó tiếp cận, giảm rủi ro cho phi công.

Báo cáo mới “Drone in Power” của GlobalData đã chỉ ra thị trường máy bay không người lái toàn cầu đang chứng kiến ​​​​sự tăng trưởng nhanh chóng, đạt trị giá 15,2 tỷ USD (2020) và ước tính đạt 89,6 tỷ USD (2030) với lĩnh vực tăng trưởng mạnh nhất trên thị trường dự kiến ​​​​sẽ đến từ máy bay không người lái thương mại, dự báo sẽ đạt trị giá 57 tỷ USD vào cuối thập kỷ này.

Với lợi thế rẻ hơn và an toàn hơn so với các giải pháp thay thế khác, máy bay không người lái cung cấp khả năng truy cập từ xa đến các địa điểm khó tiếp cận và rất hữu ích cho việc giám sát và quản lý tài sản dầu khí ngoài khơi. Hiện trên thị trường dầu khí có một số loại máy bay không người lái ví dụ như máy bay không người lái có dây cáp được kết nối với trạm điều khiển thông qua dây cáp, máy bay không người lái theo phạm vi bay, bao gồm loại UAV có phạm vi bay trong tầm nhìn trực quan (VLOS) và hơn thế nữa là loại máy bay không người lái bay ngoài tầm nhìn trực quan (BVLOS) đã được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của những người chơi lớn trong lĩnh vực dầu khí. Trên thực tế, hầu hết các công ty dầu khí lớn trên thế giới hiện đều đã sử dụng máy bay không người lái ở một mức độ nào đó, bao gồm các hãng như Chevron, Equinor, CNOOC Repsol, Saudi Aramco, Shell và Total. Hiện công nghệ sử dụng máy bay không người lái đã đem lại vô số mục đích sử dụng, trong đó máy bay không người lái được sử dụng để vận chuyển trọng tải hàng hóa, phát hiện sự cố tràn dầu, kiểm tra tính toàn vẹn và giám sát các tháp khoan cũng như địa điểm làm việc trên cao.

Máy bay không người lái phục vụ hoạt động dầu khí ngoài khơi

Khi so sánh với việc sử dụng thợ lặn và máy bay trực thăng thì việc sử dụng máy bay không người lái giúp giảm thiểu đáng kể trong hai lĩnh vực là chi phí vận hành và rủi ro đối với tính mạng con người. Tùy thuộc vào nhu cầu của tài sản dầu khí, máy bay không người lái có thể được trang bị bộ cảm biến GPS, camera phạm vi tầm nhìn, camera hồng ngoại và thiết bị đo ánh sáng và phạm vi (Lidar) là công nghệ viễn thám chủ động dựa trên cảm biến laser đo khoảng cách tới mục tiêu bằng cách chiếu sáng mục tiêu đó bằng một tia laser xung quanh và đo các xung phản xạ bằng một cảm biến, nhằm đưa ra đánh giá tài sản dầu khí theo thời gian thực thông qua nguồn cấp dữ liệu trực tiếp.

Về việc này, chuyên gia phân tích Pinky Hiranandani (GlobalData) giải thích, máy bay không người lái có thể tích hợp các cảm biến và công nghệ hình ảnh khác nhau cho các nhiệm vụ như dò khuyết tật thông qua việc sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong hoặc ở bề mặt vật kiểm mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng, phát hiện rò rỉ khí thải, bảo trì dự kiến, khảo sát, lập bản đồ hành lang tập trung vào khảo sát và lập bản đồ các đặc điểm tuyến tính cũng như quản lý thảm họa. Máy bay có người điều khiển và các phương pháp kiểm tra khác như phương tiện tự hành dưới nước (AUV), phương tiện điều khiển từ xa và vệ tinh viễn thám đều rất sẵn có song chi phí lại rất tốn kém và cần có người vận hành chuyên biệt.

Phương tiện bay không người lái hay còn được gọi là máy bay không người lái (UAV) giúp hợp lý hóa các quy trình và đưa nhân viên ra khỏi môi trường có nguy cơ cao cũng như cung cấp những góc nhìn sâu sắc mới, cho phép giám sát chính xác và tái thiết lại tài sản dầu khí một cách trực quan, theo thời gian thực. Ví dụ như hãng Shell đã sử dụng máy bay không người lái để giám sát việc xây dựng tổ hợp hóa dầu Shell Polymers Monaca (được gọi là cơ sở hóa dầu Pennsylvania vào thời điểm đó) khi các UAV đã cung cấp hình ảnh trên không được sử dụng để tạo ra các mô hình 3D có kích thước chính xác trải rộng trên khu vực có diện tích rộng 1,62 km². Tháng 4/2024, hãng Chevron đã chia sẻ với sự hợp tác của công ty American Aerospace Technologies (AATI) khi mà bản hãng đã nhận được sự miễn trừ đầu tiên từ Cơ quan Hàng không liên bang Hoa Kỳ (FAA) cho phép họ điều khiển máy bay không người lái AiRanger để kiểm tra hệ thống đường ống dẫn dầu ở thung lũng San Joaquin (tiểu bang California) thông qua các chuyến bay thường sẽ được lên kế hoạch trước và tự động hóa song được con người điều khiển, giám sát từ xa.

Trong khi đó, hãng Repsol lại chủ yếu sử dụng máy bay không người lái trong các hoạt động tại các giàn khoan thăm dò khai thác và sản xuất dầu khí ngoài khơi để kiểm tra hệ thống đường ống dẫn khí lên flare boom (flare tip) được đặt tại đỉnh tháp đốt khí hàng năm và kiểm tra các công trình trên cao đối với tài sản dầu khí ở CH Na Uy và Vương quốc Anh. Về việc này, người phát ngôn của Repsol nói với Offshore Technology, việc sử dụng máy bay không người lái hứa hẹn đem lại những lợi ích đáng kể: Cắt giảm chi phí vận hành, nâng cao độ tin cậy của việc thu thập dữ liệu, giảm thiểu rủi ro tai nạn tại nơi làm việc cũng như giảm thiểu lượng khí thải CO₂ liên quan đến hoạt động dầu khí ngoài khơi.

Gần đây, hãng Repsol cũng đã vận hành dự án robot tự hành để xác định dự án chất lỏng nhũ hóa và được dùng lực làm vỡ các giọt dầu để chúng trộn với chất lỏng dạng nước tạo nhũ tương với mục đích sử dụng hệ thống nhiều máy bay không người lái trong việc phát hiện hydrocarbon tại các dự án dầu khí ngoài khơi xa. Theo đó, với sự thực hiện bởi công ty Repsol Sinopec Brazil hợp tác với công ty TideWise, dự án trên bao gồm một hệ thống tự động có khả năng xác định các vụ tràn dầu thông qua công nghệ kiểm tra trực quan và thu thập dữ liệu khí tượng-đại dương cho các mô hình phân tán dầu tràn trên đại dương. Hiện các thử nghiệm đầu tiên của hệ thống đã thành công và người phát ngôn của Repsol giải thích thêm, công ty TideWise đã thực hiện thành công các chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của nguyên mẫu UAV ban đầu trong quá trình vận hành tại một trang trại điện gió ngoài khơi ở Vương quốc Bỉ. Các khoản đầu tư liên tục được rót vào nghiên cứu và phát triển nhằm mục đích hoàn thiện khái niệm ban đầu để ứng dụng rộng rãi hơn trong các hoạt động ngưng trệ và năng lượng gió ngoài khơi.

Ngoài ra, máy bay không người lái còn đem lại tiềm năng trong việc kiểm tra và quản lý một lượng lớn tài sản dầu khí, trong đó bao gồm quạt tản nhiệt, đường dây điện, máy biến áp, giá đỡ ống chống, cầu cảng và khay cáp. Tuy nhiên, chuyên gia phân tích Anson Fernandez của GlobalData lại lưu ý vẫn có khoảng cách giữa nhu cầu của lĩnh vực dầu khí và các quy định hiện hành đối với máy bay không người lái khi giải thích một cách cụ thể việc các nhà cung cấp công nghệ máy bay không người lái có thể không nhất thiết phải thông thạo các yêu cầu cụ thể tại một địa điểm vận hành dầu khí cụ thể mà thay vào đó, điều quan trọng nhất là các công ty dầu khí phải cộng tác với các nhà cung cấp công nghệ máy bay không người lái để phát triển các tổ hợp máy bay không người lái tốt nhất với hệ thống cảm biến và thiết bị tiên tiến khác nhằm cung cấp những ứng dụng phù hợp hơn thế nữa trong lĩnh vực dầu khí. Sau khi việc lắp ráp máy bay không người lái phù hợp được triển khai và bay thử nghiệm thành công thì nó có thể được mở rộng quy mô một cách dễ dàng hơn nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường rộng lớn hơn (bao gồm cả những người chơi lĩnh vực công nghiệp dầu khí nhỏ hơn hoặc cả những người chơi dầu khí trong khu vực).

Lĩnh vực máy bay không người lái đang phát triển

Về tiềm năng phát triển lĩnh vực máy bay không người lái, ông Fernandez bổ sung thêm, khi đó, công nghệ máy bay không người lái sẽ là một lĩnh vực đang phát triển song với các trường hợp những nhà lãnh đạo lĩnh vực công nghiệp dầu khí đã sử dụng thành công máy bay không người lái trong các hoạt động dầu khí ngoài khơi thì khả năng áp dụng chúng một cách rộng rãi hơn có thể sẽ diễn ra sớm.

Trong trường hợp của hãng Repsol, người phát ngôn của Repsol bổ sung thêm với Offshore Technology rằng họ đang đánh giá hiệu quả của việc sử dụng máy bay không người lái trong việc kiểm tra bên ngoài các tàu biển và tàu chở dầu trong các hoạt động dầu khí ở CH Na Uy cũng như các ý định sử dụng công nghệ máy bay không người lái trong các chiến dịch kiểm tra tại các cơ sở dầu khí đang trong giai đoạn ngừng hoạt động vốn không cần có người lái. Hiện hãng Repsol Sinopec Brazil đang phát triển dự án SAMA nhằm mục đích phát triển một giàn khoan dầu khí hoạt động tự động một cách độc lập bằng năng lượng mặt trời với chỉ định sử dụng máy bay không người lái để giám sát tài sản dầu khí trên đất liền với trang bị nhiều hệ thống cảm biến hiện đại đo quang khi sử dụng quang học như ánh sáng, thấu kính và gương để tạo ra hình ảnh được đo cũng như khí đốt tự nhiên.

Một điều rõ ràng là, cùng với sự tiến bộ trong ngành công nghiệp robot rộng lớn hơn, những phát triển trong tương lai có vẻ sẽ tập trung vào việc sử dụng trí tuệ nhân tạo AI và học máy ML, điều này được ứng dụng để cho phép máy bay không người lái đưa ra các quyết định hiệu quả và hiệu quả theo thời gian thực. Chuyên gia phân tích Hiranandani còn giải thích thêm việc máy bay không người lái có tính năng sử dụng trí tuệ nhân tạo AI và học máy ML sẽ cho phép chúng bay tránh chướng ngại vật, điều hướng tự động và đưa ra quyết định. Đồng thời, máy bay không người lái còn được hỗ trợ bởi AI sử dụng thị giác máy tính để phát hiện vật thể và phân tích dữ liệu theo thời gian thực, điều này có thể giúp thực hiện các nhiệm vụ kiểm tra và giám sát phức tạp tài sản dầu khí một cách chính xác và hiệu quả hơn.

Ngoài ra, đối với việc xem xét các lĩnh vực phát triển cần tiếp tục theo dõi, chuyên gia phân tích Hiranandani cũng đã chỉ ra rằng công nghệ pin tiên tiến là trọng tâm của các nhà phát triển máy bay không người lái bởi vì pin có mật độ năng lượng cao hơn thì sẽ cho phép thời gian bay kéo dài hơn. Đồng thời cho biết thêm, công nghệ hybrid VTOL cũng đang nổi lên khi mà công nghệ tiên tiến này “kết hợp khả năng nâng thẳng đứng của máy bay không người lái đa cánh quạt với hiệu suất bay tầm xa của máy bay không người lái cánh cố định. Do vậy, những loại máy bay không người lái này có thể thực hiện cả việc kiểm tra chi tiết và khảo sát khu vực rộng lớn hơn”./.

Tuấn Hùng

Offshore