Erschienen am: 10.07.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 7 2017

Unterwasserantriebssystem richtet Empfängerantennen aus

Versteckte Ressourcen aufspüren

Unter der Meereswasseroberfläche verbergen sich viele Geheimnisse: unentdeckte Untiefen, groteske Lebensformen, aber auch wertvolle Rohstoffressourcen. Um diese aufzuspüren, bedarf es eines Empfängers für elektromagnetische Signale. Ein unterwassertaugliches Antriebssystem richtet die Antennen auf dem unebenen Meeresboden lotgerecht aus.


Die Tripod-Empfänger von PetroMarker, ausgestattet mit Unterwassermotoren von Maxon Motor, machen die Erdschichten des Meeresbodens sichtbar und decken Rohstoffreservoirs auf.
Bild: PetroMarker AS

In eintausend Meter Tiefe ist es eiskalt und dunkel - kein natürliches Licht dringt bis hierher vor, nur künstliches. Im Scheinwerferlicht des Unterwasserroboters sind anfangs nur Umrisse zu erkennen. Dann tauchen dreifüßige Gebilde am Meeresboden auf. Es sind Empfängerstationen für elektromagnetische Wellen, die in den Boden gesendet werden. Sie sollen die Erdschichten des Meeresbodens sichtbar machen und Rohstoffreservoirs aufdecken. Um herauszufinden, ob sich der Rohstoffabbau in der Tiefe lohnt, greifen Erdölunternehmen auf Controlled Source Electro Magnetic (CSEM) zurück. Das Verfahren nutzt den unterschiedlichen elektrischen Widerstand von Erdschichten und lässt so Rückschlüsse auf Lage und Größe von Ölvorkommen zu. Bei CSEM kommen eine starke Stromquelle zur Erzeugung des elektromagnetischen Feldes und mehrere Empfänger für die Aufzeichnung der Felder zum Einsatz. Die Tripod-Empfänger stehen auf dem sandigen Meeresgrund und empfangen elektromagnetische Signale.

Vertikaler Sender und Empfänger

25 Tripods hat PetroMarker 2016 in der Nordsee versenkt. Im Gegensatz zu anderen Messmethoden nutzt das Unternehmen hierbei zum Aufspüren von unterirdischen Rohstoffressourcen einen vertikalen Sender und Empfänger. So ist eine detailreiche Auflösung und die Erhebung von Messdaten bis zu 5000m unter dem Meeresboden möglich. Die etwa 4m hohen Tripods sind aus einer Kombination aus Fiberglas und Spezialschäumen gebaut. Wegen der empfindlichen Elektronik können keine Metallteile verwendet werden, denn so tief unter der Wasseroberfläche ist der Druck hoch und das Salzwasser aggressiv.

Unterwasserantriebe zur Antennenausrichtung

Voraussetzung für die exakte Erfassung der elektromagnetischen Daten ist, dass die Empfängerantennen möglichst vertikal auf dem Meeresboden stehen. Denn nicht immer ist der Meeresboden eben. Dazu hat das Unternehmen Empfänger entwickelt, die es erlauben, die Antennen in der Mitte der Tripods mit hoher Genauigkeit vertikal auszurichten. Unterwasserantriebe von Maxon Motor, eingebaut am unteren Ende der Antenne des Empfängers, richten die Antennen nach Bedarf lotgerecht aus. Die Antriebslösung zeichnet sich durch kompakte Bauweise und geringes Gewicht aus. Herzstück des ölgefüllten Unterwasserantriebssystems ist eine Motor-Getriebe-Kombination, bestehend aus einem bürstenlosen DC-Motor sowie einem Planetengetriebe. Zudem gehören eine Controllereinheit und ein Kompensator zum System. Um die Einheiten vor Korrosion zu schützen, sind sie mit einem Kunststoffgehäuse umhüllt. Der verwendete EC-i 40 Motor und das Planetengetriebe GP 42 wurden speziell auf die Anwendung angepasst, genau wie der angeschlossene Kompensator. Eine Doppeldichtung sorgt dafür, dass das System dem Wasserdruck standhält. Die Steuerungselektronik des Unterwasserantriebs ist für diese extreme Anwendung in einer druckneutralen Glaskugel untergebracht und hält bis zu 600 bar aus.