特殊区域进行工程物探勘察作业的技术运用及管理方法

总结小船作业的管理方法。

【关键词】小船；工程物探勘察；各调查系统安装；管理方法

1、概况

工程物探勘察是海洋油气开发中的重要一环，随着平台及管线的逐年增加，我们所进行工程物探勘察作业的区域也变的多种多样起来。本文所提的特殊区域是指大型船舶受其体积及吃水影响不能进入，或出于安全方面的考虑大型船舶不得进入的区域。

根据经验查找到确实的理论根据，根据理论结果来指导我们现实的工作。

在这些区域我们作了很多工程物探勘察作业，其中不乏受总公司关注的重大项目，作为整个项目的有机组成部分，其特殊区域往往租用小船进行作业。由于每年都有这类工程，例如，平湖管线检测，涠洲11-1N油田开发项目，春晓油气田开发项目等。本文对这些特殊区域所进行的工程物探勘察作业进行总结，得出租借外雇船舶的技术要求，各调查系统安装的注意事项，各系统相互配合进行作业时的注意事项，现场对船舶及人员进行安全管理的经验。

2、海上工程物探勘察作业对船舶选择的特殊要求

（1）作业船舶要具有适合本海域的相应船舶证书，经健康、安全、环保部门相关负责人员审核并书面许可后方可进行作业，并召开健康、安全、环保交底会议，告知船舶人员工作目的、流程和健康、安全、环保注意事项，并在交底单上签字。在开工前提交健康、安全、环保措施，并进行备案。

（2）作业船舶舵效要高，因勘察作业测线较多且其长度较短（如平湖管线检测中，测线长度为300米，总数有上千条），作业船舶转向频繁，如果舵效差，操舵人员的体力很难保证，从而影响作业质量和进度。

（3）作业船舶要能够低速运行，在进行管线检测中，尤其是利用管线仪进行直径较小管线检测时，较低的船速会增加管线仪的分辨率，而有些小船由于其主机性能的影响，其速度只能在5节或5节以上，如果强行降低其船速则会失控，这样的船舶是不适合进行工程物探勘察作业的。

（4）所选船舶要考虑设备安装的方便、可行。船舶甲板应有开阔的空间以方便工程人员装卸仪器，船舷应适合各种仪器的安装、固定。船上要有密闭性较好的空间充当仪器操作间，以避免雨天对仪器操作的影响，尤其在南部海区进行作业时，由于降雨频繁且有时雨势较大，如果操作间进水，有时会烧坏仪器从而影响作业进度。

（5）作业船舶的操舵人员要有熟练的操舵技能和较强的责任心，由于跑测线不同于航行，进行勘察作业时要求船舶跑直线，偏移量通常为左右5米，所以对操舵人员的操舵水平要求较高。

3、主要测试系统的安装及使用注意事项

安装仪器要注意与驾驶台的相互配合，由于外雇船舶作业，每次使用的船舶不同，作业人员不同，工期一般又较紧张，此时需要工程项目经理跟操船和作业人员进行有效沟通，当安装不同仪器时，操船人员如何操纵船舶给予配合，这些需要在开工前沟通清楚。

（1）定位系统：工作前要进行平面坐标测量参数的测量，并统计测量中误差；电罗经、姿态系统要测量安装误差，并校准电罗经的坐标方位角；精确测量各仪器相对于GPS天线的精确位置。

（2）测深系统：（以多波束测深为例）多波束测量系统：首先，在进入调查区域后，在船体完全停稳后，要对调查区域的海水声速进行采集，最终得到一个准确的平均声速值。

然后安装要选择船上牢固及不活动的部位；安装位置远离噪音源；安装杆要在尽量靠近水线的地方设置固定点；声纳头要超出船底；要做必要的试验以检查回收和放下声纳头后声纳头校准是否有改变；要仔细选择声纳头安装位置，远离船主机、副机和泵；声纳头安装不要太靠后，否则会受到螺旋桨的影响；三维姿态传感器和光纤罗经的安装原则：要尽可能地装在船的重心位置，中线方向要尽量与船中轴线方向一致，并进行检查和校正安装误差。多波束要进行系统参数的校准，包括横摇、纵摇、定位延迟、船舶吃水等参数。在测区附近要进行船舶对磁力的影响试验等。

（3）地层剖面系统：安装位置要远离噪音源，远离船主机、副机、泵和螺旋桨。根据各区的地质状况选择适当频率、增益和适当的船速及电缆长度，使记录达到最佳状态，并把有关参数标注在记录的开始。每天作业前，做好仪器的调试，保证信号清晰准确，校对仪器中各测量参数的正确性，并做好记录。

（4）地貌系统：安装位置要远离噪音源，远离船主机、副机和泵；连接拖体和电缆，计算并确认拖放长度，拖放长度根据调查区域水深、海况及使用船只的噪声水平综合确定。同时应根据资料情况在作业中进行适当的调整，以达到最佳的资料接收状态；拖鱼与拖鱼电缆在甲板连接后，另一人必须进行检查，查看连接是否牢固，以免发生拖鱼丢失事故；拖鱼入水前必须开机在甲板检查拖鱼两侧换能器是否正常工作；拖鱼入水时应与船舶驾驶人员联系，保持船舶航向及航速，使拖鱼安全平稳入水，达到预定的工作深度。

（5）磁力仪：计算并确认拖放长度，作为一般原则，电缆释放长度应至少为船长的三倍；磁力仪探头与电缆在甲板连接后，查看连接是否牢固，以免发生探头丢失事故，同时应检查浮球绳索是否系牢；磁力仪探头入水前必须开机在甲板检查探头否正常工作；磁力仪探头入水时应与船舶驾驶人员联系，保持船舶航向及航速，使探头安全平稳入水，达到预定的工作深度；在磁力仪下水前应根据工区水深和合同（或甲方代表）的要求调整拴在磁力仪探头尾部用来调整磁力仪探头平衡和深度的浮球的绳子的长度，使磁力仪探头在达到预定的深度的同时又和海底保持一定的距离，避免探头触碰海底；根据磁偏角调整铯光泵的方向，入水观察电压电流值、信号强度、磁场值、深度及高度计值是否正常。

（6）发电机：根据所使用仪器的种类合理选择不同功率的发电机。发电机放置地方要离仪器操作间远些以防止废气对人的危害，同时要防止发电机爆晒和雨淋。

4、小船进行工程勘察作业的工作计划

4.1工作计划的确定

制定详细的调查计划，首先要考虑到调查船航行的时间和调查主要内容、调查船及主要设备的技术要求。调查成果提交的最终成果形式、完成时间和对成果的鉴定方式。合作的伙伴、资料传输、经费预算等。随着安全生产的形势日益严峻，为保障人员、设备安全和保护环境，制定符合实际情况和《海洋石油作业健康安全环保标准》要求的应急计划也是非常重要的作业计划。

4.2测线布设

由于工程物探调查经常多种仪器同时作业，所以要根据设备的测量范围，合理布设计划测线。

1、多波束测量要求全覆盖测量，测线之间一般要求有10%的条幅重复率。

2、旁扫声纳测量也要求有一定的条幅重复率。

3、单波束测深，浅地层，管线仪和磁力测量不要求全区覆盖。因此，根据测区的重要性和要求，合理布设测线。对比较重要和特殊区域要加密测量。在长度上考虑拖体的电缆长度，以及密切关注实际的航迹，在遗漏的区域要及时安排补测。

5、进行工程作业时各个系统注意事项

（1）导航定位系统是最基础的数据，在工作中要确定各个托体在船舶坐标系统中的坐标，并在导航记录中分别记录各个拖体的坐标，在工作中除了要记录船舶的航迹之外，还要根据实际情况确定定位的间距，记录拖体的航迹。每天需要提供船舶、拖体的航迹图、航迹坐标。为第二天的工作安排提供数据。

（2）声速测量测量时要充分了解测量区域的水文变化状况，确定声速测量的计划，在浅水区作业一般至少应在早、中、晚进行3次声速剖面测量。在声速变化比较剧烈的地方，还应加密声速测量剖面点的数量。测量声速剖面时还要注意记录测量时间，注意仪器投放的速度要均匀，要注意设备不能触底。测量完成过程中要注意海流的大小，小心声速剖面仪的安全。测量结束后，要及时提取数据，并确定测量数据有效无误后可以进行下一步的工作。

（3）多波束测量测量前要对多波束测深仪及各种外围设备进行检查、测试和校准。测量前对多波束测量系统进行如下实验包括：稳定性试验：选择水深大于20m的平坦海区，对水深进行重复测量，要求水深比对限差小于1%，观察主机及其他外围设备是否工作正常；根据测区的地形地貌特征和不同设计航速，进行不同深度和不同航速条件下的航行试验，试验时要选择有代表性的海底地形起伏变化的海区，测定系统在不同深度和不同航速下的工作状态，要求每个发射脉冲接收到的波束大于总波束数的80%；在每个航次正式测量前，要选择适宜海区设测多条往返重复测线进行横摇、纵摇、导航延迟、光纤罗经偏差等系统参数校正。此外，在试验过程中还要检查、测试DGPS、声速剖面仪、三维姿态传感器和光纤罗经是否工作正常。

完成测前试验后，即要进行多波束系统实测前的准备。检查系统各电缆线连接是否良好正确，用万用表或示波器检查供电电源、主电源UPS及主电源变压器的输入、输出端电压是否正确。系统启动时，先打开外围设备如GPS、姿态传感器和光纤罗经，光纤罗经要输入测区所在纬度并预先稳定半个小时。启动主机和实时采集计算机，检查导航系统和系统各项校正参数如横摇、纵摇、导航延迟和电罗经偏差校正值，一般不作改动，只有在获得新的校正值后才需要改变。装入声纳参数，包括频率、纵横摇范围、输出功率、脉冲宽度、ping增益和船的吃水等。装入声速剖面文件，并根据实际情况进行修改。根据工作计划输入导航测线，并根据已有资料估算测量起始点的水深值，启动多波束系统处于发射状态。

（4）浅地层剖面仪在海上测量前要对剖面仪及各种外围设备进行检查和测试。检查仪器工作是否正常，层理是否清晰。注意发射频率不能长时间太高，否则会烧毁设备。

（5）磁力仪拖鱼入水后，观察电压电流值、信号强度、磁场值、深度及高度计值一段时间。各信号正常后，继续投放拖鱼至技术要求深度，在此过程中，要始终检测各信号并保持慢航速至确认系统工作正常，逐步升高航速至正常航速，开始上线测量。

（6）调查船要严格按照预定测线进行航行，导航员将严格按照有关质量标准指导船舶航行。调查作业中非紧急情况严禁倒车及急速转向。在进入测线的延长线前将船舶的航向及航速调整到要求情况以使各仪器进入稳定的工作状态。在调查工作中，船只航速必须保持稳定且最大航不得高于5节。调查中当船体吃水发生变化时必须校正各换能器吃水参数。调查中当测线偏离设定测线的距离超过规定测线间隔的20%时必须重做。注意观察各个拖体之间的影响，关注拖体的之间的物理位置是否发生变化，电缆是否交叉；尤其注意电信号之间是否影响等。

6、小船进行工程物探勘察作业管理方法

由于小船作业船舶，导航定位和仪器操作人员一般为外雇人员，合同签署形式不同，大家经济利益不同，从而造成现场管理中的一些难度。

1）每天坚持收听气象，并做好记录。不同海区受风向影响的大小不同，项目经理在作业中要及时总结各海区不同季节天气特点，潮汐变化，选择合适的时机出海作业，从而缩短工期。

2）注意遵守公司的规章制度，维护企业形象。

3）根据不同的作业区域，进行相应的安全防范。

渔业作业区：在渔业作业区域要加强瞭望，注意渔网走向，注意船舶和仪器安全，避免拖体被渔网挂住而受损。必要时要先进行清网再开始进行作业。

浅水区域：浅水区域水深较浅，要注意潮汐变化引起的水深变化，防止船舶搁浅。

深水区域：离岸较远，注意收听气象，如果天气处于台风季节，安全应急计划必须得到保证。

航道穿越区域的检测：在航道内进行管线检测时，由于航道内有工程施工保护管线的石头，有时层厚达到1米，会给管线调查带来技术上的困难。可采取加大发射次数，降低船舶速度，改变计划测线方向，与管线方向斜交。在利用浅地层剖面没有发现管线的部分，利用磁力仪进行探测，结合多波束测量成果和浅地层剖面特征确定管线埋深。由于航道是船舶运输通道，船舶航行密度大，在航道工作需要办理相关证件外，还要加强观察，注意避让。

4）由于小船抗风能力差，工期一般较紧张。抓住好天气进行高效作业就很重要。现场作业仪器安装完成后，要进行仪器测试。测试仪器时，应进行动态测试，保证仪器正常运转。如遭遇恶劣天气，避风时间较长时，避风期间更应注意对仪器进行测试，做到有问题及时发现，排除。以保证天气转好时，立即进入高效作业状态。

5）作业日报详细记录，尤其是天气恶劣或仪器发生故障从而影响工期时，及时与公司和甲方进行沟通，以促进工程的顺利进行。

7、总结

特殊区域进行工程物探勘察作业就是要注意：船的选择，仪器的操作，人员的互相配合，安全第一，严把质量关，高效作业。

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