Archive for May 8, 2016

Vil kjøre 100 boreoperasjoner samtidig

– Dette er et verktøy for forskning og teknologiutvikling, men også for utdanning og trening, sier Jan Einar Gravdal i IRIS Energi.

Han leder utviklingen av Virtuell Arena, verdens første boresimulator på internett. Nyvinningen kommer fra forskningsinstituttet IRIS sine fagmiljøer i Bergen og Stavanger, hvor forskere i 30 år har jobbet med modeller for hva som skjer nede i en brønn under boring.

Den internettbaserte simulatoren gjør at mye av denne forskningen nå blir tilgjengelig for alle som ønsker å teste nye boremetoder og utstyr eller drive med undervisning i brønnteknologi.

– Det er altfor dyrt og vanskelig å teste nytt utstyr og programvare eller lære opp studenter under virkelige boreoperasjoner. Med den nye simulatoren får forskere og studenter tilgang til data som er mest mulig realistiske, og hvor de kan legge inn sine egne variabler, sier Gravdal.

Store forventninger

Både studenter, forskere og kommersielle aktører har store forventninger til den nye simulatoren, ifølge prosjektleder Fionn Iversen. Forskningsrådet har støttet prosjektet med nesten 50 millioner kroner, i tillegg til at flere oljeselskaper bidrar.

– Interessen er stor fra universiteter i Norge, USA, Tyskland, Storbritannia og Brasil, og på den kommersielle siden finnes det simulatorleverandører som ønsker mer avanserte modeller enn de har i dag. Med et web-grensesnitt kan de oppnå dette uten å måtte vedlikeholde simulatoren selv, sier Iversen.

Studenter i boreteknologi og modellering ved Universitetet i Stavanger (UiS) har allerede begynt å bruke en foreløpig versjon av Virtuell Arena i undervisningen.

– Tidligere brukte studentene hovedsakelig bøker i opplæringen. Virtuell Arena er den første online simulatoren til samme formål. Den tilbyr studentene praktisk erfaring gjennom visualisering og er et svært kraftig og anvendelig verktøy, sier førsteamanuensis Dan Sui ved Institutt for petroleumsteknologi ved UiS.

Løser et ømt punkt

Virtuell Arena er designet som tre store delprosjekter, hvor det første består av beregningsmodeller. Det andre er selve simuleringen av boreoperasjonen, mens det tredje består av koblingen mot Ullrigg bore- og brønnsenter i Stavanger. Dette er en av de mest avanserte fullskala testmulighetene i verden, med en offshore-type borerigg og tilgang til sju brønner.

Ifølge leder for Ullrigg bore- og brønnsenter Oddvar Skjæveland er den nye simulatoren en viktig brikke for å oppnå fullautomatisering av boreprosesser – et ømt punkt i den globale oljeteknologien.

– Mange miljøer utvikler i dag automatiserte og robotiserte løsninger på enkeltområder. Vår plan er å sette sammen fragmentene til en fullautomatisering av hele prosessen, med et åpent grensesnitt mot industrien. Med Virtuell Arena kan vi tilby simulerte operasjoner i forkant av prosjekter med hele riggen. Dermed senker vi terskelen for komplekse tester som næringen er avhengig av, sier Skjæveland.

Full lansering i 2018

Etter planen skal den internettbaserte boresimulatoren lanseres i fullversjon sommeren 2018.

Nylig ble den testet på universitetet i Rio de Janeiro i Brasil. Testen var vellykket, noe som gir en pekepinn på hvordan Virtuell Arena vil bli brukt.

Simuleringen foregår ved at man først legger inn data om den situasjonen som skal gjenskapes. Det kan for eksempel være data om berggrunnen, tetthet og strømningsegenskaper ved borevæsken.

Simulatoren vil deretter beregne konsekvensene av for eksempel å bore inn i en formasjon med høyere trykk enn forventet og påfølgende plutselig innstrømming av olje eller gass. Dette er det viktig å kontrollere under en operasjon.

– Med Virtuell Arena vil du kunne simulere på en veldig realistisk måte alle effekter som kan inntreffe, sier Gravdal.

Kapasiteten til Virtuell Arena er foreløpig 100 samtidige simuleringer, og hver kjøring vil kunne følges av mange personer. Verktøyet kan brukes enten i en virtuell boresituasjon av forskere, eller der en foreleser vil hente fram boreoperasjonen på en storskjerm foran studenter og visualisere forskjellige scenarier med realistisk feedback fra brønnen.

– Alle som har interesse, enten det er rene forskningsmiljøer eller utdanningsinstitusjoner, vil kunne logge seg inn og opprette brukere, sier Gravdal.

 

Forsvar ble angrepsvåpen for kjøttetende plante

Insekter kan være plantenes verste fiender. Gresshoppesvermene i Bibelen var den åttende landeplage. De åt opp alle urter i landet og all frukt på trærne, skal vi tro 2. Mosebok kapittel 10.

Nå har forskere fra Universität Würzburg vist hvordan plantene har tatt hevn over sine plageånder.

Analyser av arvestoffet forklarer hvordan evolusjonen har brukt en urgammel forsvarsmekanisme til å fyre opp angrepsvåpenet til venusfluefangeren.

Spis – ikke bli spist!

Når lille Petter edderkopp eller en feit flue sikler seg inn mellom de fristende omdannede bladene i insektfella, kjenner planten bevegelsene med følehår og klapper igjen. Insektet er fanget bak et gitter av pigger langs bladkantene.

Fluefangeren reagerer ikke bare på at insektet beveger seg. Et hornaktig stoff i det ytre skallet til insektet – kitin – pirrer den kjøttetende planten enda mer.

Fra varsel til matsignal

Hos vanlige planter er smaken av kitin et varselsignal. Det sier: Pass deg! Du blir spist.

I den kjøttetende planten sier kitinet: Det er servert. God appetitt!

– I venusfluefangeren er forsvarsmekanismene omprogrammert av evolusjonen, sier en av forskerne, Rainer Hedrich, i en nyhetsmelding fra universitetet.

– Artikkelen det refereres til ser ut til å være et svært viktig og interessant nybrottsarbeid for å forstå hvordan kjøttetende planter har utviklet seg fra ikke-kjøttetende forfedre, kommenterer professor Brita Stedje fra Naturhistorisk museum i Oslo i en e-post til forskning.no.

Arvestoff fra rota

Evolusjonen har gjort enda et snedig knep i fluefangeren, har de tyske forskerne funnet ut. Insektfellene henter opp arvestoff som andre planter bruker for å suge næring i røttene ­– med enzymer.

Enzymene i de omdannede bladene – insektfellene – løser opp larven så den kan suges opp og bli til næring for fluefangeren.

Insektfellene til den kjøttetende planten er med andre ord røtter og omdannede blader på en gang.

Cellelaget der næringsstoffene tas opp er sterkt foldet. Det ligner altså på innsiden av tarmer hos mennesker, ifølge Stedje.


Kjertlene inne i insektfellene – de omdannede bladene – lager enzymer som bryter ned insektet slik at det kan suges opp og fordøyes. Genene som styrer denne prosessen finnes normalt i røttene til vanlige planter. Insektfellene er altså på sett og vis både omdannede blader og røtter på en gang. (Foto: Dirk Becker / Sönke Scherzer)

Sparer på kreftene

Kjøttetende planter lever gjerne på karrige steder med lite næring, for eksempel myrer. Insektene er kosttilskudd, ikke hovednæringen.

Derfor har fluefangeren et sinnrikt system som for ikke å sløse med energi når insektet skal fordøyes. Følehårene inne i bladet merker hvor stor fangsten er.

Hormoner fyrer opp enzymer

Jo større fangst, desto flere følehår sender fra seg nervesignaler. De går til kjertler i bladet som skiller ut hormonet jasmonat.

Jasmonat starter opp mange forskjellige gener. De begynner å bygge proteiner til enzymer.

Disse enzymene bryter ned insektet til stoffer som planten kan suge opp

Kartla 20 000 gener

Forskerne analyserte hvilke gener som ble aktive når de kjøttetende plantene spiste insektene. Genene blir aktivisert ved hjelp av RNA-molekyler.

Slik fant de 20 000 RNA-molekyler. Disse RNA-molekylene kalles transkriptomet.

Forskerne har brukt over fem år og 2,5 millioner Euro i et EU-prosjekt for å kartlegge dette transkriptomet i et prosjekt kalt Carnivorom.

Det spesielle med dette arbeidet er hvordan ny genteknologi brukes både til å bekrefte tidligere antagelser og gi ny innsikt, ifølge Stedje.

Oppstått flere ganger

– Det er slett ikke uvanlig at enkelte gener eller hele organer hos planter eller dyr blir omprogrammert eller omdannet og får helt nye funksjoner, skriver hun.

– Kjøttetende planter har oppstått minst tre ganger i evolusjonshistorien og finnes innenfor forskjellige plantefamilier, fortsetter Stedje.

Små og nøysomme

Disse kjøttetende plantene er gjerne små, selv om unntak finnes – og forskning.no har tidligere fortalt om en plante på Filippinene som spiser mus og rotter – eller kanskje bare avføringen de slipper ned i planten.

Hvorfor er likevel de aller fleste ganske små? Noe av forklaringen ligger i hvor de vokser – på myrer, der det er mye lys og lite næring.

Her er det liten fordel i å være stor. Også små planter får nok sollys på den åpne myra..

– I næringsrik jord sammen med vanlige planter ville nok de kjøttetende bli konkurrert ut ganske fort, siden de er små og vokser sakte sammenlignet med andre, skriver Stedje.

Referanse:

Felix Bemm  m.fl: Venus flytrap carnivorous life style builds on herbivore defense strategies, Genome Research, DOI: 10.1101/gr.202200.115.