特殊區(qū)域進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)的技術(shù)運(yùn)用及管理方法

【摘要】介紹在特殊區(qū)域使用小船進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)，多種調(diào)查系統(tǒng)在小船上進(jìn)行安裝和實(shí)施作業(yè)過程中的注意事項(xiàng)，總結(jié)小船作業(yè)的管理方法。

【關(guān)鍵詞】小船；工程物探勘察；各調(diào)查系統(tǒng)安裝；管理方法

1、概況

工程物探勘察是海洋油氣開發(fā)中的重要一環(huán)，隨著平臺(tái)及管線的逐年增加，我們所進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)的區(qū)域也變的多種多樣起來。本文所提的特殊區(qū)域是指大型船舶受其體積及吃水影響不能進(jìn)入，或出于安全方面的考慮大型船舶不得進(jìn)入的區(qū)域。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)查找到確實(shí)的理論根據(jù)，根據(jù)理論結(jié)果來指導(dǎo)我們現(xiàn)實(shí)的工作。

在這些區(qū)域我們作了很多工程物探勘察作業(yè)，其中不乏受總公司關(guān)注的重大項(xiàng)目，作為整個(gè)項(xiàng)目的有機(jī)組成部分，其特殊區(qū)域往往租用小船進(jìn)行作業(yè)。由于每年都有這類工程，例如，平湖管線檢測，潿洲11-1N油田開發(fā)項(xiàng)目，春曉油氣田開發(fā)項(xiàng)目等。本文對這些特殊區(qū)域所進(jìn)行的工程物探勘察作業(yè)進(jìn)行總結(jié)，得出租借外雇船舶的技術(shù)要求，各調(diào)查系統(tǒng)安裝的注意事項(xiàng)，各系統(tǒng)相互配合進(jìn)行作業(yè)時(shí)的注意事項(xiàng)，現(xiàn)場對船舶及人員進(jìn)行安全管理的經(jīng)驗(yàn)。

2、海上工程物探勘察作業(yè)對船舶選擇的特殊要求

（1）作業(yè)船舶要具有適合本海域的相應(yīng)船舶證書，經(jīng)健康、安全、環(huán)保部門相關(guān)負(fù)責(zé)人員審核并書面許可后方可進(jìn)行作業(yè)，并召開健康、安全、環(huán)保交底會(huì)議，告知船舶人員工作目的、流程和健康、安全、環(huán)保注意事項(xiàng)，并在交底單上簽字。在開工前提交健康、安全、環(huán)保措施，并進(jìn)行備案。

（2）作業(yè)船舶舵效要高，因勘察作業(yè)測線較多且其長度較短（如平湖管線檢測中，測線長度為300米，總數(shù)有上千條），作業(yè)船舶轉(zhuǎn)向頻繁，如果舵效差，操舵人員的體力很難保證，從而影響作業(yè)質(zhì)量和進(jìn)度。

（3）作業(yè)船舶要能夠低速運(yùn)行，在進(jìn)行管線檢測中，尤其是利用管線儀進(jìn)行直徑較小管線檢測時(shí)，較低的船速會(huì)增加管線儀的分辨率，而有些小船由于其主機(jī)性能的影響，其速度只能在5節(jié)或5節(jié)以上，如果強(qiáng)行降低其船速則會(huì)失控，這樣的船舶是不適合進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)的。

（4）所選船舶要考慮設(shè)備安裝的方便、可行。船舶甲板應(yīng)有開闊的空間以方便工程人員裝卸儀器，船舷應(yīng)適合各種儀器的安裝、固定。船上要有密閉性較好的空間充當(dāng)儀器操作間，以避免雨天對儀器操作的影響，尤其在南部海區(qū)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由于降雨頻繁且有時(shí)雨勢較大，如果操作間進(jìn)水，有時(shí)會(huì)燒壞儀器從而影響作業(yè)進(jìn)度。

（5）作業(yè)船舶的操舵人員要有熟練的操舵技能和較強(qiáng)的責(zé)任心，由于跑測線不同于航行，進(jìn)行勘察作業(yè)時(shí)要求船舶跑直線，偏移量通常為左右5米，所以對操舵人員的操舵水平要求較高。

3、主要測試系統(tǒng)的安裝及使用注意事項(xiàng)

安裝儀器要注意與駕駛臺(tái)的相互配合，由于外雇船舶作業(yè)，每次使用的船舶不同，作業(yè)人員不同，工期一般又較緊張，此時(shí)需要工程項(xiàng)目經(jīng)理跟操船和作業(yè)人員進(jìn)行有效溝通，當(dāng)安裝不同儀器時(shí)，操船人員如何操縱船舶給予配合，這些需要在開工前溝通清楚。

（1）定位系統(tǒng)：工作前要進(jìn)行平面坐標(biāo)測量參數(shù)的測量，并統(tǒng)計(jì)測量中誤差；電羅經(jīng)、姿態(tài)系統(tǒng)要測量安裝誤差，并校準(zhǔn)電羅經(jīng)的坐標(biāo)方位角；精確測量各儀器相對于GPS天線的精確位置。

（2）測深系統(tǒng)：（以多波束測深為例）多波束測量系統(tǒng)：首先，在進(jìn)入調(diào)查區(qū)域后，在船體完全停穩(wěn)后，要對調(diào)查區(qū)域的海水聲速進(jìn)行采集，最終得到一個(gè)準(zhǔn)確的平均聲速值。

然后安裝要選擇船上牢固及不活動(dòng)的部位；安裝位置遠(yuǎn)離噪音源；安裝桿要在盡量靠近水線的地方設(shè)置固定點(diǎn)；聲納頭要超出船底；要做必要的試驗(yàn)以檢查回收和放下聲納頭后聲納頭校準(zhǔn)是否有改變；要仔細(xì)選擇聲納頭安裝位置，遠(yuǎn)離船主機(jī)、副機(jī)和泵；聲納頭安裝不要太靠后，否則會(huì)受到螺旋槳的影響；三維姿態(tài)傳感器和光纖羅經(jīng)的安裝原則：要盡可能地裝在船的重心位置，中線方向要盡量與船中軸線方向一致，并進(jìn)行檢查和校正安裝誤差。多波束要進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的校準(zhǔn)，包括橫搖、縱搖、定位延遲、船舶吃水等參數(shù)。在測區(qū)附近要進(jìn)行船舶對磁力的影響試驗(yàn)等。

（3）地層剖面系統(tǒng)：安裝位置要遠(yuǎn)離噪音源，遠(yuǎn)離船主機(jī)、副機(jī)、泵和螺旋槳。根據(jù)各區(qū)的地質(zhì)狀況選擇適當(dāng)頻率、增益和適當(dāng)?shù)拇偌半娎|長度，使記錄達(dá)到最佳狀態(tài)，并把有關(guān)參數(shù)標(biāo)注在記錄的開始。每天作業(yè)前，做好儀器的調(diào)試，保證信號(hào)清晰準(zhǔn)確，校對儀器中各測量參數(shù)的正確性，并做好記錄。

（4）地貌系統(tǒng)：安裝位置要遠(yuǎn)離噪音源，遠(yuǎn)離船主機(jī)、副機(jī)和泵；連接拖體和電纜，計(jì)算并確認(rèn)拖放長度，拖放長度根據(jù)調(diào)查區(qū)域水深、海況及使用船只的噪聲水平綜合確定。同時(shí)應(yīng)根據(jù)資料情況在作業(yè)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以達(dá)到最佳的資料接收狀態(tài)；拖魚與拖魚電纜在甲板連接后，另一人必須進(jìn)行檢查，查看連接是否牢固，以免發(fā)生拖魚丟失事故；拖魚入水前必須開機(jī)在甲板檢查拖魚兩側(cè)換能器是否正常工作；拖魚入水時(shí)應(yīng)與船舶駕駛?cè)藛T聯(lián)系，保持船舶航向及航速，使拖魚安全平穩(wěn)入水，達(dá)到預(yù)定的工作深度。

（5）磁力儀：計(jì)算并確認(rèn)拖放長度，作為一般原則，電纜釋放長度應(yīng)至少為船長的三倍；磁力儀探頭與電纜在甲板連接后，查看連接是否牢固，以免發(fā)生探頭丟失事故，同時(shí)應(yīng)檢查浮球繩索是否系牢；磁力儀探頭入水前必須開機(jī)在甲板檢查探頭否正常工作；磁力儀探頭入水時(shí)應(yīng)與船舶駕駛?cè)藛T聯(lián)系，保持船舶航向及航速，使探頭安全平穩(wěn)入水，達(dá)到預(yù)定的工作深度；在磁力儀下水前應(yīng)根據(jù)工區(qū)水深和合同（或甲方代表）的要求調(diào)整拴在磁力儀探頭尾部用來調(diào)整磁力儀探頭平衡和深度的浮球的繩子的長度，使磁力儀探頭在達(dá)到預(yù)定的深度的同時(shí)又和海底保持一定的距離，避免探頭觸碰海底；根據(jù)磁偏角調(diào)整銫光泵的方向，入水觀察電壓電流值、信號(hào)強(qiáng)度、磁場值、深度及高度計(jì)值是否正常。

（6）發(fā)電機(jī)：根據(jù)所使用儀器的種類合理選擇不同功率的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)放置地方要離儀器操作間遠(yuǎn)些以防止廢氣對人的危害，同時(shí)要防止發(fā)電機(jī)爆曬和雨淋。

4、小船進(jìn)行工程勘察作業(yè)的工作計(jì)劃

4.1工作計(jì)劃的確定

制定詳細(xì)的調(diào)查計(jì)劃，首先要考慮到調(diào)查船航行的時(shí)間和調(diào)查主要內(nèi)容、調(diào)查船及主要設(shè)備的技術(shù)要求。調(diào)查成果提交的最終成果形式、完成時(shí)間和對成果的鑒定方式。合作的伙伴、資料傳輸、經(jīng)費(fèi)預(yù)算等。隨著安全生產(chǎn)的形勢日益嚴(yán)峻，為保障人員、設(shè)備安全和保護(hù)環(huán)境，制定符合實(shí)際情況和《海洋石油作業(yè)健康安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)》要求的應(yīng)急計(jì)劃也是非常重要的作業(yè)計(jì)劃。

4.2測線布設(shè)

由于工程物探調(diào)查經(jīng)常多種儀器同時(shí)作業(yè)，所以要根據(jù)設(shè)備的測量范圍，合理布設(shè)計(jì)劃測線。

1、多波束測量要求全覆蓋測量，測線之間一般要求有10%的條幅重復(fù)率。

2、旁掃聲納測量也要求有一定的條幅重復(fù)率。

3、單波束測深，淺地層，管線儀和磁力測量不要求全區(qū)覆蓋。因此，根據(jù)測區(qū)的重要性和要求，合理布設(shè)測線。對比較重要和特殊區(qū)域要加密測量。在長度上考慮拖體的電纜長度，以及密切關(guān)注實(shí)際的航跡，在遺漏的區(qū)域要及時(shí)安排補(bǔ)測。

5、進(jìn)行工程作業(yè)時(shí)各個(gè)系統(tǒng)注意事項(xiàng)

（1）導(dǎo)航定位系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，在工作中要確定各個(gè)托體在船舶坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)，并在導(dǎo)航記錄中分別記錄各個(gè)拖體的坐標(biāo)，在工作中除了要記錄船舶的航跡之外，還要根據(jù)實(shí)際情況確定定位的間距，記錄拖體的航跡。每天需要提供船舶、拖體的航跡圖、航跡坐標(biāo)。為第二天的工作安排提供數(shù)據(jù)。

（2）聲速測量測量時(shí)要充分了解測量區(qū)域的水文變化狀況，確定聲速測量的計(jì)劃，在淺水區(qū)作業(yè)一般至少應(yīng)在早、中、晚進(jìn)行3次聲速剖面測量。在聲速變化比較劇烈的地方，還應(yīng)加密聲速測量剖面點(diǎn)的數(shù)量。測量聲速剖面時(shí)還要注意記錄測量時(shí)間，注意儀器投放的速度要均勻，要注意設(shè)備不能觸底。測量完成過程中要注意海流的大小，小心聲速剖面儀的安全。測量結(jié)束后，要及時(shí)提取數(shù)據(jù)，并確定測量數(shù)據(jù)有效無誤后可以進(jìn)行下一步的工作。

（3）多波束測量測量前要對多波束測深儀及各種外圍設(shè)備進(jìn)行檢查、測試和校準(zhǔn)。測量前對多波束測量系統(tǒng)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)包括：穩(wěn)定性試驗(yàn)：選擇水深大于20m的平坦海區(qū)，對水深進(jìn)行重復(fù)測量，要求水深比對限差小于1%，觀察主機(jī)及其他外圍設(shè)備是否工作正常；根據(jù)測區(qū)的地形地貌特征和不同設(shè)計(jì)航速，進(jìn)行不同深度和不同航速條件下的航行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)要選擇有代表性的海底地形起伏變化的海區(qū)，測定系統(tǒng)在不同深度和不同航速下的工作狀態(tài)，要求每個(gè)發(fā)射脈沖接收到的波束大于總波束數(shù)的80%；在每個(gè)航次正式測量前，要選擇適宜海區(qū)設(shè)測多條往返重復(fù)測線進(jìn)行橫搖、縱搖、導(dǎo)航延遲、光纖羅經(jīng)偏差等系統(tǒng)參數(shù)校正。此外，在試驗(yàn)過程中還要檢查、測試DGPS、聲速剖面儀、三維姿態(tài)傳感器和光纖羅經(jīng)是否工作正常。

完成測前試驗(yàn)后，即要進(jìn)行多波束系統(tǒng)實(shí)測前的準(zhǔn)備。檢查系統(tǒng)各電纜線連接是否良好正確，用萬用表或示波器檢查供電電源、主電源UPS及主電源變壓器的輸入、輸出端電壓是否正確。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，先打開外圍設(shè)備如GPS、姿態(tài)傳感器和光纖羅經(jīng)，光纖羅經(jīng)要輸入測區(qū)所在緯度并預(yù)先穩(wěn)定半個(gè)小時(shí)。啟動(dòng)主機(jī)和實(shí)時(shí)采集計(jì)算機(jī)，檢查導(dǎo)航系統(tǒng)和系統(tǒng)各項(xiàng)校正參數(shù)如橫搖、縱搖、導(dǎo)航延遲和電羅經(jīng)偏差校正值，一般不作改動(dòng)，只有在獲得新的校正值后才需要改變。裝入聲納參數(shù)，包括頻率、縱橫搖范圍、輸出功率、脈沖寬度、ping增益和船的吃水等。裝入聲速剖面文件，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。根據(jù)工作計(jì)劃輸入導(dǎo)航測線，并根據(jù)已有資料估算測量起始點(diǎn)的水深值，啟動(dòng)多波束系統(tǒng)處于發(fā)射狀態(tài)。

（4）淺地層剖面儀在海上測量前要對剖面儀及各種外圍設(shè)備進(jìn)行檢查和測試。檢查儀器工作是否正常，層理是否清晰。注意發(fā)射頻率不能長時(shí)間太高，否則會(huì)燒毀設(shè)備。

（5）磁力儀拖魚入水后，觀察電壓電流值、信號(hào)強(qiáng)度、磁場值、深度及高度計(jì)值一段時(shí)間。各信號(hào)正常后，繼續(xù)投放拖魚至技術(shù)要求深度，在此過程中，要始終檢測各信號(hào)并保持慢航速至確認(rèn)系統(tǒng)工作正常，逐步升高航速至正常航速，開始上線測量。

（6）調(diào)查船要嚴(yán)格按照預(yù)定測線進(jìn)行航行，導(dǎo)航員將嚴(yán)格按照有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)船舶航行。調(diào)查作業(yè)中非緊急情況嚴(yán)禁倒車及急速轉(zhuǎn)向。在進(jìn)入測線的延長線前將船舶的航向及航速調(diào)整到要求情況以使各儀器進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在調(diào)查工作中，船只航速必須保持穩(wěn)定且最大航不得高于5節(jié)。調(diào)查中當(dāng)船體吃水發(fā)生變化時(shí)必須校正各換能器吃水參數(shù)。調(diào)查中當(dāng)測線偏離設(shè)定測線的距離超過規(guī)定測線間隔的20%時(shí)必須重做。注意觀察各個(gè)拖體之間的影響，關(guān)注拖體的之間的物理位置是否發(fā)生變化，電纜是否交叉；尤其注意電信號(hào)之間是否影響等。

6、小船進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)管理方法

由于小船作業(yè)船舶，導(dǎo)航定位和儀器操作人員一般為外雇人員，合同簽署形式不同，大家經(jīng)濟(jì)利益不同，從而造成現(xiàn)場管理中的一些難度。

1）每天堅(jiān)持收聽氣象，并做好記錄。不同海區(qū)受風(fēng)向影響的大小不同，項(xiàng)目經(jīng)理在作業(yè)中要及時(shí)總結(jié)各海區(qū)不同季節(jié)天氣特點(diǎn)，潮汐變化，選擇合適的時(shí)機(jī)出海作業(yè)，從而縮短工期。

2）注意遵守公司的規(guī)章制度，維護(hù)企業(yè)形象。

3）根據(jù)不同的作業(yè)區(qū)域，進(jìn)行相應(yīng)的安全防范。

漁業(yè)作業(yè)區(qū)：在漁業(yè)作業(yè)區(qū)域要加強(qiáng)瞭望，注意漁網(wǎng)走向，注意船舶和儀器安全，避免拖體被漁網(wǎng)掛住而受損。必要時(shí)要先進(jìn)行清網(wǎng)再開始進(jìn)行作業(yè)。

淺水區(qū)域：淺水區(qū)域水深較淺，要注意潮汐變化引起的水深變化，防止船舶擱淺。

深水區(qū)域：離岸較遠(yuǎn)，注意收聽氣象，如果天氣處于臺(tái)風(fēng)季節(jié)，安全應(yīng)急計(jì)劃必須得到保證。

航道穿越區(qū)域的檢測：在航道內(nèi)進(jìn)行管線檢測時(shí)，由于航道內(nèi)有工程施工保護(hù)管線的石頭，有時(shí)層厚達(dá)到1米，會(huì)給管線調(diào)查帶來技術(shù)上的困難?？刹扇〖哟蟀l(fā)射次數(shù)，降低船舶速度，改變計(jì)劃測線方向，與管線方向斜交。在利用淺地層剖面沒有發(fā)現(xiàn)管線的部分，利用磁力儀進(jìn)行探測，結(jié)合多波束測量成果和淺地層剖面特征確定管線埋深。由于航道是船舶運(yùn)輸通道，船舶航行密度大，在航道工作需要辦理相關(guān)證件外，還要加強(qiáng)觀察，注意避讓。

4）由于小船抗風(fēng)能力差，工期一般較緊張。抓住好天氣進(jìn)行高效作業(yè)就很重要?，F(xiàn)場作業(yè)儀器安裝完成后，要進(jìn)行儀器測試。測試儀器時(shí)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，保證儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如遭遇惡劣天氣，避風(fēng)時(shí)間較長時(shí)，避風(fēng)期間更應(yīng)注意對儀器進(jìn)行測試，做到有問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，排除。以保證天氣轉(zhuǎn)好時(shí)，立即進(jìn)入高效作業(yè)狀態(tài)。

5）作業(yè)日報(bào)詳細(xì)記錄，尤其是天氣惡劣或儀器發(fā)生故障從而影響工期時(shí)，及時(shí)與公司和甲方進(jìn)行溝通，以促進(jìn)工程的順利進(jìn)行。

7、總結(jié)

特殊區(qū)域進(jìn)行工程物探勘察作業(yè)就是要注意：船的選擇，儀器的操作，人員的互相配合，安全第一，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，高效作業(yè)。