油气信息化

利用近海技术在火星上寻找生命
离岸工业从世界上一些最具挑战性和荒凉的环境中工作中学到了一些独特的经验教训。美国国家航空航天局(NASA)开展的一项计划旨在利用这些课程在火星上寻找生命,使用电子公司Zaptec为海上工业开发的等离子钻。Umar Ali与Mars Institute的联合创始人兼主席Pascal Lee进行了交谈,以了解更多信息。

近海石油和天然气工业和太空探索有着截然不同的目标,但所面临的条件是相似的。

就像在荒凉的太空中运营一样,海上石油和天然气涉及在温度和压差下运行,这对勘探提出了独特的挑战。火星表面温度为-63°C,表面压力为610帕斯卡,小于地球表面压力的1%。

火星研究所联合创始人兼主席Pascal Lee描述了火星表面所面临的挑战:“表面是一个非常苛刻的地方,来自太空的高辐射,来自太阳的强烈紫外线和表面化学反应非常氧化所以它是对地球上大多数生命形式都非常敌视。因此,表面上没有任何生命迹象也许并不令人惊讶!“

凭借这些共同的挑战和经验,玛氏研究所正与电子公司Zaptec合作开发太空探索钻探,寻找生命而不是碳氢化合物。

等离子钻
火星研究所在寻找生命的钻井方面的投资源于能源部门的经验教训。

“我们认为可能完全不同的故事是在地下,因为如果你在火星上进入地下,就会发生一些好事,”李说。“你受到保护,免受有害的太空辐射,温度上升,就像它们在矿井中一样 - 你进入矿井越深,它就会变得越热,火星也会发生同样的事情。

“这意味着温度可能会从表面寒冷的地方升温,平均温度在-63°C左右,到达几公里以下的冰点。因此,如果它存在,水将是液体。这是一个非常好的消息,因为至少在地球上,生活需要液态水,而且每个地方都有清洁的液态水。

然而,火星表面带来了传统钻探无法解决的挑战。“主要的问题是你需要从地球上拿走的东西越多,它就越贵。每公斤花费约100万美元 - 火星每公斤1000万美元!因此,您希望对火星采取的措施非常有效,如果您需要进入地下深处,您需要提出尽可能高效且便宜的钻井策略。“

用于海上石油和天然气勘探的钻井技术的另一个问题是需要冲洗钻屑。“这通常意味着你将水注入钻孔,以排出你刚刚钻过的泥土和污垢,”Lee解释说。“在火星上,你不能用水冲洗它,它太冷了,如果你试过水只会冻结。”

火星表面的特征和太空旅行的物流意味着钻井作业需要一个没有重型设备或需要水的系统。等离子钻试图通过将钻油机减少到最小的部件 - 钻头来解决这一难题。

“等离子钻孔涉及发送钻头,通过蒸发而不是破碎岩石来破碎岩石,”Lee说。“它在钻头尖端产生巨大的电压,通过雷击打破了岩石。而不是使用水冲洗岩石,而是使用火星上最容易获得的二氧化碳,它被注入地表。“

金融边疆
虽然这项技术主要用于寻找火星上的生命,但等离子钻也显示出在地球上钻探的好处。

“实际上,这件事必须在地球上以极高的成本被送到火星上之前证明 - 即使我们减少了质量,这对火星来说也是一个非常昂贵的项目,”李说。

通过将钻头减少到钻头,等离子钻头有可能为海上能源公司节省运输和使用重型设备的大量资金和资源。等离子钻是节能的,仅需要可以相对容易地从表面供应的电力。使用电压来使岩石汽化也比传统钻头更快更有效,传统钻头消耗大量能量来破碎岩石并留下更多的钻屑。

Lee对等离子钻的发展持乐观态度,但也担心该项目可能会因资金和利益相关者的兴趣而陷入困境。Zaptec是一家提供钻头技术的公司,主要从事小型电力变压器的工作,并且对太空旅行没有重大的既得利益。

“在商业领域,事情通常都是短期的 - 除非你的产品能够在未来五年或十年内改变你在市场中的地位,否则它通常不会被推动,”他说。

“许多公司在他们的业务中使用大致相同的技术,因为如果你用自己拥有的东西赚钱,为什么要冒一些新的和不同的风险呢?

“在我看来,这项技术需要推动,”Lee总结道。“开拓任何事物,对某事有任何愿景,意味着你是在面对疑惑和缺乏其他人的即时性时这样做的。但这就是愿景,它不是物质的 - 每个人都认为他们是有远见的,但事实上,他们对待事物和做事的方式相对保守。“
来源 | offshore     时间 | 2019-09-03
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