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Roboter Robuste Energieketten für Roboter auf Ölbohrplattformen

| Autor / Redakteur: Tim Schneebeck* / Jan Vollmuth

Das norwegische Start-up Robotic Drilling Systems hat ein Robotersystem für die Automatisierung der Bohrvorgänge auf der Plattform entwickelt. Energieketten von Igus sorgen dabei für die zuverlässige Energiezuführung unter Extrembedingungen.

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Ein Robotersystem für die Automatisierung von Bohrvorgängen auf Ölplattformen nutzt Energieketten von Igus für die zuverlässige Energiezuführung.
Ein Robotersystem für die Automatisierung von Bohrvorgängen auf Ölplattformen nutzt Energieketten von Igus für die zuverlässige Energiezuführung.
(Bild: Igus GmbH)

Meterhohe Wellen, Stürme mit hohen Windgeschwindigkeiten, dazu Öl, Schlamm, heftige Niederschläge: Leben und Arbeiten auf einer Ölplattform ist nicht nur ungemütlich – sondern auch gefährlich. Viel Handarbeit unter Zeitdruck, im Dreck und bei hohen Verletzungsrisiken.

Das alles könnte bald vorbei sein. Das norwegische Unternehmen RDS Robotic Drilling Systems mit Sitz in Stavanger – einem Zentrum der europäischen Ölindustrie – hat in langjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit ein Robotersystem für die Automatisierung der Bohrvorgänge auf Ölplattformen entwickelt.

Arbeiten unter schwierigen Bedingungen

Eine ambitionierte Arbeit: Die Robotik-Systeme arbeiten unter schwierigen Bedingungen und müssen unempfindlich sein gegenüber Salzwasser, Korrosion, mechanischer Beanspruchung und teilweise extremen Temperaturen; aufgrund der komplexen Arbeitsabläufe beim Handling der Bohrgestänge wollen bis zu 100 Achsen koordiniert werden. Und schließlich müssen Energie, Medien und Signale zuverlässig zu den Greifern der Roboter geführt werden.

RDS hat für diese Anforderungen eine ganze Roboterfamilie entwickelt: Der zentrale „Drillfloor“-Schwerlastroboter mit sechs Achsen und einer Tragfähigkeit von 1500 kg am ausgestreckten, drei Meter langen Roboterarm und einem neu entwickelten Greifer verbindet die Elemente der „Stands“ (das Bohrgestänge) und steuert den Bohrvorgang. Der ebenfalls voll automatisierte „Pipe Handler“ entnimmt die Segmente aus einem „Finger board“ (Bevorratungssystem) oder einer Fördereinheit an Deck und führt sie dem Roboter zu. Als weiteres RDS-Robotersystem unterstützen der „Electric Roughneck“ sowie ein Pipe-Handling-Roboter den zentralen Schwerlastroboter beim Handling und Verschrauben der Stands. Alle Systeme sorgen gemeinsam dafür, dass der komplette Bohrvorgang ohne menschliches Zutun abläuft. Nach Angaben des Herstellers arbeitet ein solches System bis zu 40 Prozent schneller und spart zwischen 10 und 20 Millionen US-Dollar pro Jahr ein.

Bewegliche Zuführungen erforderlich

Bei der siebten Achse des Drillfloor Robot handelt es sich um ein Schwerlast-Linearsystem, auf dem der Roboter samt Last verfährt. Daraus resultierte die Herausforderung, die Energie- und Signalzuführung entsprechend beweglich auszuführen – bei außerordentlich beengten Platzverhältnissen und hohen Anforderungen des Explosionsschutzes.

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Für die Linearbewegung der siebte Achse ließ sich die Energiezuführung verhältnismäßig einfach realisieren: Leichte Energieketten aus Kunststoff haben sich bei ähnlichen Einsätzen bewährt, Leitungen für Energie, Daten und Medien lassen sich gleichzeitig führen.

Kniffliger war die Aufgabenstellung, die Energie- und Signalzuführung an der Drehachse des Roboterfußes beweglich darzustellen. Diese Aufgabe wird mit einem Dreh-Modul von Igus gelöst. Dabei handelt es sich um eine Energiekette, die auf der Seite liegend eingesetzt wird und mit einem rückwärtigen Biegeradius (RBR) arbeitet. Hierbei werden die Kettenglieder in beide Richtungen bewegt, anders als bei üblichen linearen Verfahrwegen. Die Leitungen und Schläuche werden dabei mit Rast-Trennstegen sicher in der Kette geführt und die Kette in einer runden Führungsrinne eingesetzt.

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