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歐美大地 解決方案 原位測(cè)試 海上工程測(cè)井在海上風(fēng)電勘察中是必不可少的
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海上工程測(cè)井在海上風(fēng)電勘察中是必不可少的

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Offshore engineering logging

海上工程測(cè)井





隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾?,海上風(fēng)電作為一種重要的可再生能源,正呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)。海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)涉及到復(fù)雜的海洋地質(zhì)條件和工程技術(shù)要求,而海上工程測(cè)井作為海上風(fēng)電勘察的重要手段之一,對(duì)于項(xiàng)目的成功實(shí)施起著至關(guān)重要的作用。




Requirement

海上風(fēng)電勘察規(guī)范中對(duì)測(cè)井的要求




NB/T 31030-2022

《陸地和海上風(fēng)電場(chǎng)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》

明確規(guī)定了風(fēng)電場(chǎng)工程地質(zhì)勘察的程序、工作深度以及各設(shè)計(jì)階段勘察工作的任務(wù)、內(nèi)容和技術(shù)要求。其中,測(cè)井作為獲取地質(zhì)信息的重要方法之一,被要求用于確定地層的巖性、厚度、孔隙度、滲透率等參數(shù),以及評(píng)估地層的穩(wěn)定性和承載能力。

GB51395-2019

《海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)勘測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》

對(duì)海上風(fēng)電的勘測(cè)工作進(jìn)行了全面的規(guī)定,包括地球物理勘測(cè)、地質(zhì)鉆探、原位測(cè)試等。在地質(zhì)鉆探過(guò)程中,測(cè)井是必不可少的環(huán)節(jié),它能夠提供連續(xù)的地質(zhì)信息,幫助工程師準(zhǔn)確地了解地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件,為風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù)。




Importance

海上工程測(cè)井在海上風(fēng)電中的重要性



準(zhǔn)確獲取地質(zhì)信息

information acquisition


確定地層結(jié)構(gòu)

通過(guò)測(cè)井可以獲得鉆孔內(nèi)不同深度地層的電阻率、自然電位、聲波速度等物理參數(shù),進(jìn)而準(zhǔn)確地劃分地層界面,確定地層的厚度和分層情況。這對(duì)于了解風(fēng)電場(chǎng)址的地質(zhì)構(gòu)造、判斷地層的穩(wěn)定性以及預(yù)測(cè)潛在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。例如,在某海上風(fēng)電項(xiàng)目中,通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了一處隱藏的斷層帶,及時(shí)調(diào)整了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的位置,避免了因基礎(chǔ)位于斷層帶上而可能導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破。

評(píng)估巖土力學(xué)性質(zhì)

測(cè)井能夠測(cè)量地層的孔隙度、滲透率、巖石強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù),為評(píng)估巖土的承載能力和變形特性提供依據(jù)。這些參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)合理的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)至關(guān)重要,能夠確?;A(chǔ)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中能夠承受風(fēng)電機(jī)組的巨大荷載,保證風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。以單樁基礎(chǔ)為例,準(zhǔn)確的巖土力學(xué)參數(shù)可以幫助工程師確定樁的長(zhǎng)度、直徑和入土深度,優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì),降低工程造價(jià)。


優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)

Design optimization


基礎(chǔ)類型選擇

不同的地質(zhì)條件適合不同類型的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。通過(guò)測(cè)井獲取的詳細(xì)地質(zhì)信息,可以為基礎(chǔ)類型的選擇提供科學(xué)依據(jù)。例如,在軟土層較厚的海域,可能適合采用吸力桶基礎(chǔ)或?qū)Ч芗芑A(chǔ);而在巖石地基上,則可以考慮采用單樁基礎(chǔ)或重力式基礎(chǔ)。合理的基礎(chǔ)類型選擇不僅可以提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性,還可以降低施工難度和成本。

布局規(guī)劃

測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)還可以幫助工程師了解風(fēng)電場(chǎng)址內(nèi)地質(zhì)條件的變化情況,從而優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組的布局規(guī)劃。避免將風(fēng)機(jī)布置在地質(zhì)條件復(fù)雜或不穩(wěn)定的區(qū)域,提高整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),根據(jù)地質(zhì)條件的差異,可以對(duì)不同區(qū)域的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì),進(jìn)一步降低工程成本。


保障施工安全與質(zhì)量

Ensuring Quality


施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

在海上風(fēng)電施工過(guò)程中,地質(zhì)條件的變化可能會(huì)給施工帶來(lái)諸多風(fēng)險(xiǎn),如鉆孔坍塌、溜樁、穿刺等。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件的異常變化,提前預(yù)警施工風(fēng)險(xiǎn),采取相應(yīng)的措施加以防范,保障施工人員的生命安全和施工設(shè)備的完好性。例如,當(dāng)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)顯示鉆孔內(nèi)的孔隙水壓力異常升高時(shí),可能預(yù)示著鉆孔即將發(fā)生坍塌,施工人員可以及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)或采取護(hù)壁措施,避免事故的發(fā)生。

質(zhì)量控制

測(cè)井可以對(duì)鉆孔的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。通過(guò)測(cè)量鉆孔的孔徑、垂直度等參數(shù),確保鉆孔符合設(shè)計(jì)要求,為后續(xù)的基礎(chǔ)施工提供良好的條件。同時(shí),測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)還可以用于檢驗(yàn)基礎(chǔ)施工的質(zhì)量,如樁身的完整性、混凝土的灌注質(zhì)量等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題,保證風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)質(zhì)量。



提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益

Economic performance


降低勘探成本

相比于傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法,如鉆探取芯等,測(cè)井具有成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在鉆孔中進(jìn)行測(cè)井,可以獲取大量的地質(zhì)信息,減少了鉆探取芯的數(shù)量和深度,從而降低了勘探成本。同時(shí),測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)還可以為鉆探工作提供指導(dǎo),提高鉆探效率,進(jìn)一步節(jié)約勘探時(shí)間和成本。

減少后期維護(hù)成本

準(zhǔn)確的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)能夠幫助工程師設(shè)計(jì)出更加合理、可靠的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ),降低基礎(chǔ)在運(yùn)行過(guò)程中的損壞風(fēng)險(xiǎn),減少后期的維護(hù)和修復(fù)成本。此外,通過(guò)對(duì)地質(zhì)條件的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和分析,可以提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題,及時(shí)采取預(yù)防措施,延長(zhǎng)風(fēng)電場(chǎng)的使用壽命,提高項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)效益。




Conclusion

結(jié)論




海上工程測(cè)井在海上風(fēng)電項(xiàng)目中具有不可替代的重要性。它不僅能夠?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)信息,優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和布局規(guī)劃,保障施工安全與質(zhì)量,還能夠降低勘探成本和后期維護(hù)成本,提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著海上風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,海上工程測(cè)井技術(shù)也將不斷完善和創(chuàng)新,為海上風(fēng)電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更加有力的支持。



海上工程測(cè)井探頭推薦



PS波速探頭


用于勘察海床強(qiáng)度的首選探頭,可在一個(gè)鉆孔中測(cè)量巖石和土體中的高分辨率剪切波和壓縮速度。該探頭對(duì)地震工程應(yīng)用至關(guān)重要,也是離岸構(gòu)筑物和海上風(fēng)電場(chǎng)的首選工具。

高分辨率聲學(xué)井下電視探頭


用于液體或泥漿填充的鉆孔中進(jìn)行成像。該探頭可以生成一個(gè)360度展開(kāi)的、方向確定的鉆孔孔壁超聲圖像。該探頭是破碎地層識(shí)別及方向測(cè)定(傾角和傾向)、地層學(xué)研究、區(qū)域應(yīng)力分析(巖爆)、取芯定向等理想的工具。

高分辨率光學(xué)井下電視探頭


可以得到一幅連續(xù)的、高分辨率的、方向確定的鉆孔孔壁圖像。該探頭可以用于干鉆孔中,也可以用于水(清澈液體)填充的鉆孔中。該探頭可以獲取一幅全彩色鉆孔圖像,這個(gè)可以幫助識(shí)別礦物質(zhì)。該探頭是破碎地層識(shí)別及方向測(cè)定(傾角和傾向)、地層學(xué)研究、礦物識(shí)別、取芯定向等理想的工具。

全波形三陣列探頭


該探頭是專門設(shè)計(jì)用于巖土工程和采礦應(yīng)用的。它同時(shí)從一個(gè)發(fā)射器和三個(gè)接收器采集傳播時(shí)間和全波數(shù)據(jù)。地層波速一次測(cè)試進(jìn)行了三次計(jì)算,不受鉆孔流體路徑的影響,波形數(shù)據(jù)用于計(jì)算壓縮波速(P波)、剪切波速(S波)和斯通利波速。

自然伽馬探頭


測(cè)量自然出現(xiàn)的同位素或者人造同位素的活動(dòng)。

地層密度探頭


利用多個(gè)傳感器進(jìn)行精確的鉆孔補(bǔ)償密度測(cè)量,基巖界面分辨率極高。這種方法如果結(jié)合了聲波探頭,就可以用來(lái)確定巖性、密度、孔隙率、巖石強(qiáng)度、彈性參數(shù)等,還可以用于風(fēng)化巖層或破碎巖層的探測(cè)。

3臂井徑探頭


通過(guò)三個(gè)機(jī)械臂接觸鉆孔孔壁,記錄鉆孔的直徑,生成一幅連續(xù)的鉆孔直徑記錄圖。該探頭是進(jìn)行測(cè)井前檢查鉆孔狀況的理想工具。


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