海底管道路由預(yù)調(diào)查和鋪后調(diào)查

牛志獻(xiàn)

[摘要]介紹在南海油氣田開發(fā)工程中，通過測深儀和雙頻側(cè)掃聲吶對海底管道路由進(jìn)行預(yù)調(diào)查為油氣田海底管道路由基礎(chǔ)設(shè)計、安裝提供詳細(xì)的工程物探資料；通過測深儀、雙頻側(cè)掃聲吶和管線儀對已建海底管道進(jìn)行鋪后調(diào)查，對海底管道鋪設(shè)狀態(tài)進(jìn)行評價。

[關(guān)鍵詞]水深 地貌 中淺剖面

[中圖分類號]TE973 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-216-2

1引言

本文主要是為在南海某油氣田開發(fā)制定海底管道路由預(yù)調(diào)查和鋪后調(diào)查方案；提供海底管道預(yù)調(diào)查成果，規(guī)避海底管道鋪設(shè)可能遇到的危害，并提出建議；海底管道鋪設(shè)完畢后及時進(jìn)行鋪后調(diào)查，對海底管道鋪設(shè)狀態(tài)進(jìn)行評價。

2 調(diào)查方案設(shè)計

（1）海底管道路由預(yù)調(diào)查的目的就是為了確認(rèn)規(guī)劃海底管道路由的適合性和為海底管道鋪設(shè)時的拋錨作業(yè)和挖溝回填提供依據(jù)。所以海管道路由的預(yù)調(diào)查不應(yīng)早于鋪設(shè)前半年，以免預(yù)調(diào)查與實際鋪設(shè)時間間距太大，新產(chǎn)生的障礙物（沉船等金屬垃圾）沒有被發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致后續(xù)海底管道鋪設(shè)受阻。

具體實施過程中海底管道預(yù)調(diào)查著重調(diào)查海床地貌及障礙物情況。詳察海床的地貌起伏、變化，特別是突變以及可能存在于該區(qū)域內(nèi)的礁石、障礙物等。在規(guī)劃海底管道路由的海床上如發(fā)現(xiàn)不規(guī)則的地形如凹坑、廢石、水泥塊和其它障礙物等，進(jìn)行合理評估、繪制相應(yīng)地貌圖紙，并給出建議。

（2）海底管道的鋪后調(diào)查方案，應(yīng)確定海底管道最終鋪設(shè)在海床上的狀況，是否偏移設(shè)定鋪設(shè)路由；海底管道的掩埋狀況，是否懸空，并給出海底管道維護(hù)建議。

3鋪前調(diào)查

3.1海底管道路由預(yù)調(diào)查方法

（1）水深測量

使用多波束測深系統(tǒng)進(jìn)行全覆蓋測量，測線覆蓋區(qū)應(yīng)有20%的重疊，測量分辨率應(yīng)為水深的0.5%，精度為水深的2%；單波束測深儀的精度應(yīng)為量程的5‰±5cm。所有測深數(shù)據(jù)使用數(shù)字記錄。在多波束測量作業(yè)時，布設(shè)適當(dāng)數(shù)量的聲速剖面站（測量時空上均勻分布，并能控制聲速的區(qū)域變化），進(jìn)行聲速剖面測量和改正。

水深測量記錄是連續(xù)地對海區(qū)的水深變化及海底障礙物進(jìn)行探測，同時應(yīng)對區(qū)域內(nèi)水深變化情況及發(fā)現(xiàn)障礙物位置，大小加以描述。若發(fā)現(xiàn)水深變化異常，應(yīng)結(jié)合旁掃聲吶資料做出明確的解釋。

（2）地貌調(diào)查

使用旁掃聲吶系統(tǒng)進(jìn)行全覆蓋測量。旁掃聲吶的量程應(yīng)滿足最大分辨的要求。

地貌調(diào)查采用旁掃聲吶進(jìn)行連續(xù)測試記錄，接收機應(yīng)具備斜距校準(zhǔn)及盲區(qū)消除等功能，圖像應(yīng)分別在記錄紙和數(shù)字記錄。

根據(jù)不同水深和底質(zhì)條件，作業(yè)之前應(yīng)充分調(diào)試儀器，選擇最佳工作參數(shù)，以獲得清晰的聲學(xué)圖像，并詳細(xì)記錄調(diào)試過程，應(yīng)能即時記錄拖魚與定位天線之間的相對位置，校對測線誤差，做好班報記錄，記錄好儀器使用參數(shù)。

分析表面的災(zāi)害地質(zhì)類型和確定海底障礙物的位置，形狀大小及分布范圍，并盡可能判別其性質(zhì)。解釋海底地貌特征、形態(tài)，進(jìn)行海底地貌特征工程評價。

3.2海底管道路由預(yù)調(diào)查成果

海底管道路由調(diào)查范圍內(nèi)海底面較平緩，水深變化不大，該區(qū)域的平均坡度約為0.6‰。

根據(jù)地貌資料分析，海底管道路由調(diào)查區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)1處凹坑區(qū)，1處沙波區(qū)?，F(xiàn)描述如下：

凹坑區(qū)距離預(yù)定路由中心線位置最近約170m，凹坑區(qū)內(nèi)由大量直徑6m-10m、深度約0.3m的凹坑組成。見圖1。

沙波區(qū)穿過路由中心線。沙波紋波長約3.5m，波高約0.3m，走向近南北方向。見圖2。

海底管道路由預(yù)調(diào)查結(jié)論及建議：海底管道路由調(diào)查范圍內(nèi)海底面較平緩，水深變化不大；管道路由調(diào)查區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)1處凹坑區(qū)， 1處沙波區(qū)。建議在進(jìn)行海底管道鋪設(shè)作業(yè)時給予密切關(guān)注。除此之外，該調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其他的海底障礙性物體。

4鋪后調(diào)查

4.1海底管道鋪后調(diào)查方法

（1）水深測量

水深測量記錄應(yīng)是連續(xù)地對海底管道路由海區(qū)水深變化及海底障礙物進(jìn)行探測，若發(fā)現(xiàn)水深變化異常，應(yīng)結(jié)合旁掃聲吶資料和淺地層剖面記錄做出明確的解釋?；芈暅y深儀的精度應(yīng)為量程的5‰±0.5cm。在進(jìn)行水深測量作業(yè)時，每天進(jìn)行一次聲速訂正；每條測線的始末應(yīng)明確標(biāo)明儀器的有關(guān)記錄參數(shù)。

（2）地貌調(diào)查

地貌調(diào)查采用旁掃聲吶進(jìn)行連續(xù)測試記錄，接收機應(yīng)具備斜距校準(zhǔn)及盲區(qū)消除等功能，圖像應(yīng)分別在記錄紙和數(shù)字磁帶上進(jìn)行記錄。

根據(jù)不同水深和底質(zhì)條件，作業(yè)之前應(yīng)充分調(diào)試儀器，選擇最佳工作參數(shù)，以獲得清晰的聲學(xué)圖像，并詳細(xì)記錄調(diào)試過程，應(yīng)能即時記錄拖魚與定位天線之間的相對位置，校對測線誤差，做好班報記錄，記錄好儀器使用參數(shù)。

使用旁掃聲吶系統(tǒng)與地層剖面測量同步進(jìn)行全覆蓋測量。旁掃聲吶的量程應(yīng)滿足最大分辯的要求。

（3）海底管道調(diào)查

海底管道本次項目中主要使用管線儀獲得海底面以下10m深度范圍內(nèi)高分辨率的聲學(xué)剖面，分辨率達(dá)到0.1m，以顯示海底管線的空間位置和狀態(tài)。

調(diào)查作業(yè)前，首先對管線儀系統(tǒng)按照說明書要求和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行作業(yè)前調(diào)試，確保系統(tǒng)工作正常。將管線儀與導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機調(diào)試，使導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸?shù)焦芫€儀的定位信號和注釋信號正常。

作業(yè)期間，根據(jù)調(diào)查區(qū)的水深和底質(zhì)條件，充分調(diào)試儀器，選擇最佳工作參數(shù)。記錄換能器與定位天線之間的相對位置，校對測線誤差，做好班報記錄，記錄好儀器使用參數(shù)。

采取一切必要的措施，降低噪音和其它干擾因素，提高信噪比，保證記錄質(zhì)量。調(diào)節(jié)好記錄時間延遲，使同一測線的記錄量程一致。

在作業(yè)中盡可能的保持船只的低的直線勻速，這是最重要的，如果不能滿足，必須重做。

4.2管道鋪后調(diào)查成果

調(diào)查區(qū)域內(nèi)新挖的管溝在單波束、多波束和旁掃聲納資料上清晰可見。見圖3。

此段已建海底管道共檢測101個點，埋藏深度在1.8m至4.1m之間變化。海底管道埋深分布見圖4。

海底管道鋪后調(diào)查結(jié)論及建議：調(diào)查區(qū)域內(nèi)新挖的管溝清晰可見；此段已建海底管道共檢測101個點，埋藏深度在1.8m至4.1m之間變化，海底管道無出露及懸空情況。建議對已建海底管道每兩年進(jìn)行一次調(diào)查，調(diào)查安排在上半年臺風(fēng)期之前，一旦出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行及時修復(fù)。

5總結(jié)

綜合本次海底管道路由預(yù)調(diào)查水深和旁掃聲吶資料可以知道，海底管道路由調(diào)查范圍內(nèi)海底面較平緩，水深變化不大；海底管道路由調(diào)查區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)1處凹坑區(qū)，1處沙波區(qū)。建議在進(jìn)行海底管道鋪設(shè)作業(yè)時給予密切關(guān)注。除此之外，該調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它的海底障礙性物體。

綜合本次海底管道鋪后調(diào)查水深，旁掃聲吶和管線儀資料可以知道，海底管道鋪設(shè)完成后路由的水深地形情況和海底管道的掩埋狀態(tài)，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，合理制定今后的管道維護(hù)計劃。