Styringsgruppen var samlet på NTNU i midten av september under oppstarten av SUBPRO. Bak fra venstre Sigbjørn Sangesland, NTNU; Frank Børre Pedersen, DNV GL; Espen Gjørv, Lundin; Luca Piciaccia, Aker Solutions; Sigurd Skogestad, NTNU (senterleder) og Jon Lippe, NTNU. Foran fra venstre: Olav Slupphaug, ABB; Elvira Bergheim, Statoil; Richard Arntzen, Shell, Hanna Knuutila, NTNU; Bjørn-André Egerdahl, GDF SUEZ (ENGIE) og Mary Ann Lundteigen, NTNU. Foto: Atle Abelsen (Bilde: Atle Abelsen)
Aker Solutions visjon for subsea oljevirksomhet. (Bilde: Aker Solutions)

Samler kreftene for undervanns-produksjon

SUBPRO

SUBPRO skal løpe i åtte år fram til 2023, med et årlig budsjett på ca. 33 millioner kroner. Finansieringen mellom industrien/NTNU/Forskingsrådet fordeler seg med ca. 15/6/12 millioner kroner.

Per i dag er senteret delt opp i fem hovedområder: Feltarkitektur, RAMS, separasjon/fluidkarakteristikk, separasjonsprosesskonsepter og system/regulering.

Forskningspartnerne i prosjektet er de tre NTNU-instituttene kjemisk prosessteknologi; petroleumsteknologi og anvendt geofysikk; og produksjons- og kvalitetsteknikk. Fire oljeselskaper er med: Statoil, Shell, Lundin og Engie. Tre leverandørselskaper er med fra starten: Aker Solutions, ABB og DNV GL. Selskapsstrukturen i senteret kan endre seg i løpet av de neste årene.

Senterets styreformann er Audun Faanes, leder for undervannsseparasjon og teknologier på Statoils forskningssenter på Rotvoll. Senterets leder er professor Sigurd Skogestad ved NTNU, Institutt for kjemisk prosessteknologi.

Mer på nettet: www.ntnu.edu/subpro

Industrien og NTNU har nettopp etablert av et nytt Senter for Forskningsdrevet Innovasjon (SFI) – SUBPRO – for å bygge opp det akademiske miljøet på området undervannsprosessering og -separasjon, som støtte for utviklingen av nødvendige produkter og systemer i industrien.

– Norsk industri er allerede sterke på dette området, men vi trenger å styrke forskningsinnsatsen, sier professor og senterleder Sigurd Skogestad til Automatisering.

Viktig for Norge

Fire oljeselskaper og tre leverandører er med i SFI-en. Audun Faanes, styre­leder i SUBPRO og leder av undervannsseparasjonsteknologi på Statoils forskningssenter på Rotvoll, forteller at undervannsteknologi er svært viktig for Norge.

– SUBPRO er meget interessant og relevant for arbeidet med å utvikle framtidas undervannsteknologi for kosteffektiv realisering av offshore olje- og gassressurser. Partnerne har til hensikt å samarbeide tett mot NTNU.

Det siste eksempelet på anvendelse av ny undervannsteknologi er oppstart av verdens første undervannskompressorstasjon på Åsgardfeltet i Norskehavet.

– Vi mener at det fortsatt er et stort potensial i å utvikle teknologi for undervannsproduksjon og prosessering. Denne store akademiske satsingen i et felles, tverrfaglig program vil være viktig for slik videreutvikling og ikke minst for å redusere kostnadene.

Les også: Elkem oppgraderer produksjon av silisium

Akademisk produksjon

Senteret skal blant annet produsere 40 doktorgrader og et hundretall mastergrader, som skal være med på å utvikle kompetanse og teknologier i samarbeid med industrien. Til enhver tid vil rundt 20 av doktorgradsstipendiatene være engasjert i senterets programmer og delprosjekter, fram til sommeren 2016 vil det meste av arbeidet være å kartlegge status og prioriteringsområder.

– Totalt sett, vil minst halvparten av arbeidet i senteret være å utvikle modeller for det som skal skje på havbunnen, sier Skogestad. Han peker på at den største reguleringstekniske oppgaven blir å utvikle adaptiv regulering for praktiske anvendelser.

Aker Solutions visjon for subsea oljevirksomhet. Aker Solutions

Adaptiv regulering

– Adaptiv regulering har teoretiske røtter så langt tilbake som til 1980-tallet. Men det har ikke vært brukt i særlig utstrekning i industrien hittil. Men det kan bli en viktig komponent i de framtidige autonome systemene på havbunnen.

Skogestad viser til at flyindustrien har brukt adaptiv regulering i en viss utstrekning, men det er vanskelig å finne modeller utviklet for flyindustrien som grunnlag for utvinning og prosessering av olje og gass på havbunnen.

Les: Industrie 4.0 – studietur til München

Ulineære systemer

En annen reguleringsteknisk utfordring i prosjektet blir å estimere parametere i ulineære systemer.

– Vi snakker da om prosessparametere som man ikke kan måle, som regel fordi det er for vanskelig. Separasjon av olje og vann er svært komplisert, med mange forhold det er umulig å måle, sier Skogestad.

I stedet må de utvikle algoritmer som kan estimere enkelte parametere ut ifra de målerdataene de har fra andre instrumenter.

– Det finnes teoretisk modeller, men de er for detaljerte til at vi kan bruke dem. Vi trenger enklere modeller, som er hensiktsmessig for slik regulering. Det er også aktuelt å bruke modellbasert regulering – MPC. Her ligger det mye nybrottsarbeid foran oss.

Skalamodeller og piloter

Selv om det blir mye modelleringsarbeid med tungregnemaskiner, blir en betydelig del av arbeidet å utvikle skalamodeller og fullskala pilotforsøk.

– Vår ambisjon er å utvikle systemer som industrien skal kunne ta i bruk under senterets levetid. De er svært opptatt av å kvalifisere teknologien, og det er som regel lange løp, sier Skogestad.

Les: Automatiserer bardisken