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海上工程测井在海上风电勘察中是必不可少的
发布时间:2025-04-10 浏览次数:82 来源:欧美大地



Offshore engineering logging

海上工程测井





随着全球对清洁能源的需求不断增加,海上风电作为一种重要的可再生能源,正呈现出迅猛的发展态势。海上风电项目的建设涉及到复杂的海洋地质条件和工程技术要求,而海上工程测井作为海上风电勘察的重要手段之一,对于项目的成功实施起着至关重要的作用。




Requirement

海上风电勘察规范中对测井的要求




NB/T 31030-2022

《陆地和海上风电场工程地质勘察规范》

明确规定了风电场工程地质勘察的程序、工作深度以及各设计阶段勘察工作的任务、内容和技术要求。其中,测井作为获取地质信息的重要方法之一,被要求用于确定地层的岩性、厚度、孔隙度、渗透率等参数,以及评估地层的稳定性和承载能力。

GB51395-2019

《海上风力发电场勘测标准》

对海上风电的勘测工作进行了全面的规定,包括地球物理勘测、地质钻探、原位测试等。在地质钻探过程中,测井是必不可少的环节,它能够提供连续的地质信息,帮助工程师准确地了解地层结构和地质条件,为风电场的设计和施工提供可靠的依据。




Importance

海上工程测井在海上风电中的重要性



准确获取地质信息

information acquisition


确定地层结构

通过测井可以获得钻孔内不同深度地层的电阻率、自然电位、声波速度等物理参数,进而准确地划分地层界面,确定地层的厚度和分层情况。这对于了解风电场址的地质构造、判断地层的稳定性以及预测潜在的地质灾害风险具有重要意义。例如,在某海上风电项目中,通过测井数据发现了一处隐藏的断层带,及时调整了风机基础的位置,避免了因基础位于断层带上而可能导致的结构破。

评估岩土力学性质

测井能够测量地层的孔隙度、渗透率、岩石强度等力学参数,为评估岩土的承载能力和变形特性提供依据。这些参数对于设计合理的风机基础至关重要,能够确保基础在长期运行过程中能够承受风电机组的巨大荷载,保证风电场的安全稳定运行。以单桩基础为例,准确的岩土力学参数可以帮助工程师确定桩的长度、直径和入土深度,优化基础设计,降低工程造价。


优化风电场设计

Design optimization


基础类型选择

不同的地质条件适合不同类型的风机基础。通过测井获取的详细地质信息,可以为基础类型的选择提供科学依据。例如,在软土层较厚的海域,可能适合采用吸力桶基础或导管架基础;而在岩石地基上,则可以考虑采用单桩基础或重力式基础。合理的基础类型选择不仅可以提高基础的稳定性和可靠性,还可以降低施工难度和成本。

布局规划

测井数据还可以帮助工程师了解风电场址内地质条件的变化情况,从而优化风电机组的布局规划。避免将风机布置在地质条件复杂或不稳定的区域,提高整个风电场的发电效率和经济效益。同时,根据地质条件的差异,可以对不同区域的风机基础进行差异化设计,进一步降低工程成本。


保障施工安全与质量

Ensuring Quality


施工风险预警

在海上风电施工过程中,地质条件的变化可能会给施工带来诸多风险,如钻孔坍塌、溜桩、穿刺等。通过实时监测测井数据,可以及时发现地质条件的异常变化,提前预警施工风险,采取相应的措施加以防范,保障施工人员的生命安全和施工设备的完好性。例如,当测井数据显示钻孔内的孔隙水压力异常升高时,可能预示着钻孔即将发生坍塌,施工人员可以及时调整施工参数或采取护壁措施,避免事故的发生。

质量控制

测井可以对钻孔的质量进行有效的控制。通过测量钻孔的孔径、垂直度等参数,确保钻孔符合设计要求,为后续的基础施工提供良好的条件。同时,测井数据还可以用于检验基础施工的质量,如桩身的完整性、混凝土的灌注质量等,及时发现和处理施工过程中存在的质量问题,保证风电场的建设质量。



提高项目经济效益

Economic performance


降低勘探成本

相比于传统的地质勘探方法,如钻探取芯等,测井具有成本低、效率高的优点。通过在钻孔中进行测井,可以获取大量的地质信息,减少了钻探取芯的数量和深度,从而降低了勘探成本。同时,测井数据还可以为钻探工作提供指导,提高钻探效率,进一步节约勘探时间和成本。

减少后期维护成本

准确的测井数据能够帮助工程师设计出更加合理、可靠的风机基础,降低基础在运行过程中的损坏风险,减少后期的维护和修复成本。此外,通过对地质条件的长期监测和分析,可以提前预测可能出现的地质问题,及时采取预防措施,延长风电场的使用寿命,提高项目的整体经济效益。




Conclusion

结论




海上工程测井在海上风电项目中具有不可替代的重要性。它不仅能够为风电场的设计、施工和运营提供准确的地质信息,优化基础设计和布局规划,保障施工安全与质量,还能够降低勘探成本和后期维护成本,提高项目的经济效益和社会效益。随着海上风电技术的不断发展和进步,海上工程测井技术也将不断完善和创新,为海上风电事业的可持续发展提供更加有力的支持



海上工程测井探头推荐



PS波速探头


用于勘察海床强度的首选探头,可在一个钻孔中测量岩石和土体中的高分辨率剪切波和压缩速度。该探头对地震工程应用至关重要,也是离岸构筑物和海上风电场的首选工具。

高分辨率声学井下电视探头


用于液体或泥浆填充的钻孔中进行成像。该探头可以生成一个360度展开的、方向确定的钻孔孔壁超声图像。该探头是破碎地层识别及方向测定(倾角和倾向)、地层学研究、区域应力分析(岩爆)、取芯定向等理想的工具。

高分辨率光学井下电视探头


可以得到一幅连续的、高分辨率的、方向确定的钻孔孔壁图像。该探头可以用于干钻孔中,也可以用于水(清澈液体)填充的钻孔中。该探头可以获取一幅全彩色钻孔图像,这个可以帮助识别矿物质。该探头是破碎地层识别及方向测定(倾角和倾向)、地层学研究、矿物识别、取芯定向等理想的工具。

全波形三阵列探头


该探头是专门设计用于岩土工程和采矿应用的。它同时从一个发射器和三个接收器采集传播时间和全波数据。地层波速一次测试进行了三次计算,不受钻孔流体路径的影响,波形数据用于计算压缩波速(P波)、剪切波速(S波)和斯通利波速。

自然伽马探头


测量自然出现的同位素或者人造同位素的活动。

地层密度探头


利用多个传感器进行精确的钻孔补偿密度测量,基岩界面分辨率极高。这种方法如果结合了声波探头,就可以用来确定岩性、密度、孔隙率、岩石强度、弹性参数等,还可以用于风化岩层或破碎岩层的探测。

3臂井径探头


通过三个机械臂接触钻孔孔壁,记录钻孔的直径,生成一幅连续的钻孔直径记录图。该探头是进行测井前检查钻孔状况的理想工具。


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