Информационно-рекламный проспект

Группа Сервисных Предприятий
«МОРИНЖГЕОЛОГИЯ»
Член Российского Союза Нефтегазостроителей
АО «МОРИНЖГЕОЛОГИЯ»
http://www.morinzhgeologia.ru/
Методика и технические средства инженерногеологических изысканий при изучении и освоении
нефтегазовых ресурсов на морских акваториях
Введение
На морских акваториях инженерные изыскания требуются на всех этапах изучения и освоения
нефтегазовых ресурсов.
На начальном этапе, при геологоразведочных работах, они необходимы для обеспечения
безопасной эксплуатации плавучих буровых установок (ПБУ), используемых при бурении поисковоразведочных скважин.
В период обустройства выявленных месторождений они выполняются для проектирования и
строительства эксплуатационных сооружений и подводных трубопроводов, внутрипромысловых и
предназначенных для транспортировки добытой продукции на береговые приемные пункты и морские
погрузочные терминалы.
В эксплуатационный период осуществляется мониторинг состояния гидротехнических
сооружений и трубопроводов.
Задачи, методы и последовательность их решения, определяемые нормативно-техническими
документами разных стран и нефтегазовых компаний, являются идентичными для разных этапов
изысканий. Изменяются площади изысканий и соотношение объемов работ.
Компания выполняет на акватории Каспия инженерно-геологические изыскания и исследования в
рамках проектов по изучению и освоению нефтегазовых ресурсов. Получаемые материалы обеспечивают
безопасную постановку плавучих буровых установок на период бурения скважин; проектирование,
строительство нефтегазопромысловых гидротехнических сооружений и подводных трубопроводов и
последующий мониторинг морских нефтепромыслов и трасс. Работы выполняются в соответствии с
национальными, межгосударственными и международными стандартами, строительными нормами и
правилами, корпоративными стандартами и требованиями Заказчиков.
Предприятия обеспечены аппаратурно-программными комплексами и оборудованием
современного мирового уровня, позволяющими получать детальную и объективную характеристику
инженерно-геологических условий на участках планируемого поисково-разведочного бурения,
размещения гидротехнических сооружений и по трассам трубопроводов, а также осуществлять оценку
состояния и мониторинг переходов газопроводов через водные преграды.
Деятельность предприятий осуществляется в соответствии с требованиями стандартов ISO
9001:2008 и ISO 14001:2004.
В составе изысканий в первоочередном порядке выполняются: инженерно-гидрографические
работы — промер, гидролокационное обследование дна и гидромагнитная съемка; инженерногеофизические работы — непрерывное сейсмоакустическое профилирование в двухчастотном режиме, и
(при необходимости) сейсморазведочные работы высокого разрешения; результаты которых
обеспечивают оценку безопасности производства проектируемых работ в намеченных местах и позволяют
при необходимости осуществить оперативную корректировку их местоположения.
Геофизические работы направлены на выявление особенностей геологического строения
грунтовой толщи, выявление и локализацию «геологических опасностей» - компонентов геологической
среды, опасных для буровых установок, гидротехнических сооружений и проходки поисково-разведочных
и эксплуатационных скважин - скоплений свободного газа («газовых карманов»), залежей «слабых»
грунтов, погребенных речных врезов, зон тектонических нарушений и пр. При этом сейсмоакустическим
профилированием более детально освещается верхняя часть разреза до 80-100 м, а сейсморазведочными
работами высокого разрешения исследуется, с меньшей детальностью, разрез до глубины 500-1000 м.
Инженерно-гидрографические и геофизические работы, как обеспечивающие выбор или
корректировку мест постановки буровых установок и размещения гидротехнических сооружений,
выполняются на намеченных участках с опережением, в первоочередном порядке.
Содержание последующих инженерно-геологических работ, выполняемых после обработки и
анализа гидрографических и геофизических материалов, определяется типом используемых буровых
установок и особенностями проектируемых гидротехнических сооружений. Эти работы должны
обеспечить выяснение особенностей строения грунтового основания, состава и физико-механических
свойств грунтов в номенклатуре и объемах, требуемых для геотехнических расчетов по оценке условий
постановки буровых установок или строительства гидротехнических сооружений.



Геотехнические работы включают:
отбор образцов грунта и опробование инженерно-геологических скважин;
испытание грунтов in situ методами статического и динамического зондирование (CPT, SPT),
крыльчаткой и др.;
опробование придонной части грунтовой толщи (донных грунтов) на разную глубину;
2

лабораторные исследования и испытания грунтов на борту судна и в береговых лабораториях.
Геотехническое изучение грунтового основания в намеченных местах осуществляется со
специализированных судов. Разработанная и внедренная технология геотехнических работ с
использованием стояка с донным опорным основанием обеспечивает отбор ненарушенных образцов
грунта в инженерно-геологических скважинах и выполнение статического зондирования в соответствии с
существующими стандартами на глубину до 80-100 м от дна при глубинах моря до 50-70 м.
Аппаратурно-программные комплексы для статического зондирования обеспечивают детальное
расчленение грунтового основания с расклассификацией грунтов по различным стандартам и
прогнозирование широкого комплекса их физико-механическихсвойств.
Непосредственно на борту судов осуществляются экспресс-исследования физических и прочностных
свойств отбираемых в скважинах грунтов.
В рамках сотрудничества с сертифицированными геотехническими лабораториями, институтами
РАН (Институт геоэкологии, Институт геологии), МГУ, ВНИИГ и другими научно-исследовательскими
организациями оперативно осуществляются лабораторные исследования отобранных образцов грунтов.
Наряду с определением стандартных регламентированных характеристик состава и физико-механических
свойств, изучаются особенности химического и минерального состава грунтов, влияющие на
«строительные» свойства грунтовых оснований.
В настоящем документе характеризуется методика, технические и программные средства,
используемые предприятиями «Моринжгеология» при инженерно- геологических изысканиях на
акватории Каспия.
В организационном отношении работы, исходя из технической совместимости методов,
выполняются в следующей последовательности:
 инженерно-гидрографические работы;
 сейсмоакустическое профилирование (+эхолотирование);
 сейсморазведочные работы высокого разрешения;
 обработка материалов гидрографических и геофизических работ;
 отбор и опробование донных грунтов, испытание грунтов in situ;
 лабораторные исследования и испытания грунтов в береговых лабораториях;
 обработка и анализ результатов исследований и испытаний грунтов, выполнение геотехнических
расчетов;
 подготовка окончательного (финального) отчета о результатах изысканий.
Продолжительность изысканий зависит от объемов запланированных работ, продолжительности
благоприятных для работ погодных условий, изменяющихся по сезонам года, и удаленности участков от
портов базирования судов.
Последовательность проведения изысканий приведена в таблице.
3
Последовательность производства инженерных изысканий на нефтегазовых объектах
1. Инженерно-гидрографические работы
2. Сейсмоакустическое профилирование
(+эхолотирование)
3. Сейсморазведочные работы высокого
разрешения
4. Обработка инженерно-гидрографических и геофизических материалов и
анализ их результатов в части выделения мест, неблагоприятных для постановки ПБУ и сооружений
5. Предварительный анализ Заказчиком
результатов работ и принятие решения
о месте размещения ПБУ и сооружений
6. Опробование донных грунтов, отбор
грунтов в инженерно-геологических
скважинах, испытание грунтов в in situ.
7. Исследования и испытания грунтов в
береговых лабораториях.
8. Обработка и анализ результатов
исследований и испытаний грунтов.
Создание геотехнической модели
грунтов основания.
9. Производство инженерных
геотехнических расчетов
10.Обобщение результатов изысканий.
Подготовка окончательного
(финального) Технического отчета
4
5
6
7
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
РАБОТ
На предприятии действует система обеспечения безопасности при выполнении работ и
минимализации воздействия на окружающую среду, реализуемая на основании следующих документов:
- П О Л О Ж Е Н И Е О СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МОРСКИХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ НА
ШЕЛЬФЕ;
- ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ТЕХНИКИ
БЕЗОПАСНОСТИ.
- П О Л О Ж Е Н И Е О КОНТРОЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОВОДИМЫХ МОРСКИХ
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ И МЕРОПРИЯТИЯХ ПО
МИНИМИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА
Предприятие сертифицировано в соответствии с Международным Кодексом по
управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (МКУБ).
Идентификационный номер ИМО 5406528.
При исследовании газонасыщенных грунтов перед началом работ проводятся измерения
фоновых концентраций метана. Работы ведутся только в светлое время суток при спокойном море.
Измерение концентраций метана осуществляется с помощью промышленной газоаналитической
системы СГАЭС-ТГ. До пяти входящих в систему измерительных датчиков оптического типа (ЭГОС-0)
размещаются в наиболее вероятных местах разгрузки поступающего газа – один над водой у борта
судна, второй - в рабочей зоне у буровой шахты, остальные – в других местах вероятного появления газа
и возле судовых воздухозаборов. В ходе работ производится непрерывное измерение концентрации
метана. Регистрация данных измерений осуществляется на персональном компьютере с дискретностью
через 5 сек. Содержания газа фиксируется в процентах от величины нижнего концентрационного
предела распространения пламени - % НКПР, соответствующего для метана 4,40% объема газа.
Превышение допустимых концентраций сигнализируется сиреной. При выбросе газа производится
тампонирование скважины утяжеленным глинистым раствором газа.
При производстве пилотной скважины для предотвращения поступления газа на палубу судна
через колонну труб при наличии мелкозалегающего газа используется обратный клапан, который
устанавливается в нижней части колонны; при этом газ поступает в затрубное пространство скважины и
выходит на поверхность морского дна, рассеиваясь в воде.
Экипажи судов и экспедиционный состав обучены безопасным приемам работ, действиям
по судовым тревогами, прошли проверку знаний и имеют свидетельства международной
конвенции по охране человеческой жизни на море СОЛАС, имеют паспорта моряков.
При возникновении аварий или аварийных ситуаций на судне прекращается работа и
принимаются меры:
- к устранению опасности;
- к эвакуации персонала из опасной зоны;
- к срочному оповещению об аварии руководителя работ или капитана судна.
Возобновление работы разрешается только после устранения причин, вызвавших аварию или
создавших аварийную ситуацию, и по разрешению лица, ответственного за работу.
9
10
Сведения о выполнении основных видов услуг
ООО «Моринжгеология» за последние 8 лет
Наименование работ
Заказчик
2015
Инженерно-геологические изыскания на объектах
обустройства месторождения Ракушечное
Инженерно-геологические изыскания на площадке Сарматская-4бис
Продолжается выполнение работ по 3-годичному контракту
CFT/DG/45/12/653 на 25 площадках месторождений
LAM/ZHDANOV.
Выполнены инженерно-геотехнические работы на 5 площадках:
ZHD-09, ZHD-20, ZHD-31, ZHD-32, ZHD-40
Инженерно-геологические изыскания по трассе трубопровода
RB-BK на месторождения им. Ю. Кувыкина
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
DRAGON OIL
(Turkmenistan) Ltd
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
2014
Инженерно-геологические изыскания на площадке LAM Ext-1.
Выполнение работ по 3-годичному контракту CFT/DG/45/12/653 на
25 площадках месторождений LAM/ZHDANOV.
Выполнены инженерно-геотехнические работы на 6-х площадках:
ZHD-E, GUPKIN, ZHD-D, CH-A, LAM-63, LAM-86
Инженерно-геологические изыскания на площадке № 9бис
Ракушечного месторождения
Инженерно-геологические изыскания на площадке № 3 Сарматского
месторождения
PETRONAS Carigali
(Turkmenistan) Sdn Bhd
DRAGON OIL
(Turkmenistan) Ltd
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
2013 г.
Инженерно-геологические изыскания на площадке “ED-1”
Начаты работы по 3-годичному контракту CFT/DG/45/12/653 на 25 площадках месторождений LAM/ZHDANOV.
В 2013 г. выполнены инженерно-геофизические работы на
6-и площадках:
PETRONAS Carigali
(Turkmenistan) Sdn Bhd
DRAGON OIL
(Turkmenistan)
ZHD-D, ZHD-E, GUPKIN, CH-A, Block-6, CH-B и
инженерно-геотехнические на 2-х площадках:
LAM- F-2 for ZH-B и CH-B.
Завершаются работы на 3-х площадках:
№ 1 «Титонская», № 11 Ракушечного месторождения,
№ 4 Сарматского месторождения
и микросейсмического районирования для скважин № 1 Хазри,
№ 6 Широтная»
Инженерно-геологические изыскания на площадке №1
структуры «З.Рыбачья» и по трассе канала
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
КНК (Каспийская
Нефтяная Компания)
2012 г.
Инженерно-геологические изыскания на площадке «БК-12»
месторождения им. Корчагина и трассе трубопровода БК-ЛСП1
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
11
Инженерно-геологические изыскания на площадке
«Широтная-6»
Инженерно-геологические изыскания на площадке №2
«Западно – Сарматская »
Инженерно-геологические изыскания на площадке №1
структуры «Хазри»
Инженерно-геологические изыскания на площадке №1
структуры «Рыбачья»
Инженерно-геологические изыскания на площадке “GARAGOL
DENIZ WEST - 1” под постановку СПБУ “SATURN” (TRIDENT-
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
Каспийская нефтяная
компания
PETRONAS Carigali
(Туркменистан) Sdn Bhd
20).
Инженерно-геологические изыскания на площадке “OWEZ3A”
Инженерно-геологические изыскания на площадке “Nursultan”
под постановку СПБУ TRIDENT.
PETRONAS Carigali
(Turkmenistan) Sdn Bhd
North Caspian Operating
Company (NCOC)
(Казахстан)
2011 г.
Инженерно-геологические изыскания на площадке №1
месторождения «Западно - Сарматское»
Инженерно-геологические изыскания на объекте, «Монтажно-сборочная площадка Гидротехнических
сооружений м/р Северного Каспия ООО «ЛУКОЙЛ Нижневолжскнефть», Расширение»
Инженерно-геологические изыскания на площадке
«Ракушечная 8 "Бис"»
Инженерно-геологические изыскания на площадке
«Нурсултан» под постановку СПБУ типа TRIDENT
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскНИПИ
морнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
Н-Оперейтинг Компани
(Казахстан)
2010 г.
Инженерно-геологические изыскания на объектах обустройства
месторождения «Сарматское»:
- площадки ЛСП-1 (сооружения ЛСП-1, ПЖМ-1, ЦТП, РБ);
ЛСП-2 (сооружения ЛСП-2, БК) и трассы нефтепроводов
Инженерно-геологические изыскания на объектах обустройства
второй очереди месторождения им. «Ю.Корчагина»
Инженерно-геологические изыскания на площадке №2,
месторождения «Сарматское»
Инженерно-геологические изыскания на площадке
Ракушечная 8
2009 г.
Инженерно-геологические изыскания для строительства
стационарной платформы на площадках:
SMh-2A, SOz-1A, GDW-1X
Инженерно-геологические изыскания для строительства и
модернизации платформ на площадках:
ZD-A, ZD-В, LAM-B-NEW, BLOCK 1
Инженерно-геологические изыскания на объектах обустройства
месторождения им. И.Филановского:
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
PETRONAS CARIGALI
(TURKMENISTAN)
SDN.BHD
DRAGON OIL (СП
(Туркменистан-АОЭ)
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
12
- площадки
ЛСП-1 (сооружения ЛСП-1, ПЖМ-1, ЦТП, РБ);
ЛСП-2 (сооружения ЛСП-2, БК)
Инженерно-геологические изыскания под трассы
нефтепроводов месторождения им. И.Филановского:
РБ - берег, РБ-ЛСП-1,РБ-ЛСП-2,РБ-БК
Инженерно-геологические изыскания для строительства на
площадках ODP-A, ODP-A (new) и трассы трубопровода между
площадками ODP-A и MCR-A
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
TECHNIP
MALAYSIA
2008 г.
Инженерно-геологические изыскания для строительства и
модернизации платформ на площадках:
LAM-C, BLOCK1, BLOCK 2, BLOCK 3
Инженерно-геологические изыскания на площадках
№ 5 "Бис" структуры «Ракушечная»,
№ 7 структуры «Ракушечная» и
№ 5 структуры «Широтная»
DRAGON OIL
(Туркменистан -АОЭ)
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
2007 г.
Инженерно-геологические изыскания на площадке №1
структуры «Диагональная»
Инженерно-геологические изыскания на площадке № 6
структуры «Ракушечная»
Инженерно-геологические изыскания для строительства и
модернизации платформ на площадках:
LAM-B,
LAM-28,
BLOCK 2, BLOCK 3
Инженерно-геологические изыскания на площадке MCR-A
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
ЛУКОЙЛНижневолжскнефть
DRAGON OIL
(СП Туркменистан АОЭ)
TECHNIP
MALAYSIA
13
ФЛОТ
14
Для выполнения инженерно-гидрографических и геофизических изысканий используются суда
ООО «Моринжгеология» «Изыскатель-1», «Изыскатель-2», «Изыскатель-3», мелководный катер
«Скорпион», на которые устанавливается необходимое для проведения работ оборудование.
Для исследования инженерно-геологических скважин и выполнения геотехнических работ
используются суда с установленным необходимым оборудованием «Изыскатель-1», «Изыскатель-3»,
универсальная плавучая платформа УПП (для работ на предельном мелководье).
Научно-исследовательское судно «Изыскатель - 1»
Научно-исследовательское судно «Изыскатель-1» предназначено для проведения инженерногеологических изысканий, включая гидрографические и инженерно-геофизические исследования,
геотехнические работы.
В составе геотехнических работ на НИС могут выполняться:
- опробования инженерно-геологических скважин;
- статическое зондирование в специальных скважинах;
- опробования грунтов донными пробоотборниками;
- лабораторные исследования и экспресс-испытания грунтов.
При необходимости производится оценка газоносности грунтовой толщи посредством специального
газоаналитического оборудования.
Стабилизация судна на точках геотехнических работ:
На 4-х якорях плюс носовое подруливающее устройство либо при глубинах моря менее 6 м – с
помощью закольных свай.
Порт приписки НИС «Изыскатель-1» – г. Астрахань.
Данные судна
Судовладелец
ООО «Моринжгеология», Россия
Флаг
Российская Федерация
Глубина бурения по грунту до 100 м при глубине моря до 85 м
15
Автономность
:30 суток
Спецификация работы
Предельные погодные условия при которых бурение не может начаться:
- сила ветра по шкале Бофорта
: до 4 баллов
- максимальная высота волны
: 1.2 м
Техническая характеристика судна
Название судна
Классификация
Количество
команды
Общая длина судна
Наибольшая
ширина
Осадка
порожняком
Высота борта
Водоизмещение
порожняком
Крейсерская
скорость
Емкость топлива
Емкость питьевой
воды
Марка главного
двигателя
Генераторы
Марка насосов
Число гребных
винтов
Носовое
подруливающее
устройство
Вес главного
судового якоря
Расположение
якоря
Якоря
позиционирования
Изыскатель-1
КМ*II
СП(исследовательское)
12+12 (экспедиция)
Порт приписки
Год ввода в эксплуатацию
г.Астрахань
2008
г.Астрахань
Осадка с полным грузом
1.8 м
Водоизмещение с полным
грузом
497 т
Полезная мощность в
лошадиных силах
2х225 л/с
Тип винта
4-х лопастной фиксированный
шаг
47.72 м
9.0 м
1.5 м
3,8 м
441 т
7,0 узлов
32,5 т
22,0 т + Опреснитель-ная
установка 2,0 т/сутки
6 Ч СНП 18/22
2х100 кВт, 2х50 кВт,
1х30 кВт
НЦВС 63/20-2 шт.
2
ПУ 50 ФМ -1 шт.
2х500 кг
Диаметр цепи
Длина цепи
Носовые становые с обоих бортов
28мм
2 х 175 м
ПДС 4 х 675 кг, канат - 4
х 450 м, Ø 22,0 мм
16
Радионавигационное
оборудование:
Навигационный эхолот
- лаг
- радиолокационная станция
Магнитный компас;
гирокомпас;
Автоматизизированная
идентификационная система
Средства спутниковой навигации
и средства связи
Радиооборудование для судов
река-море
- внутрисудовая связь
- внутрисудовая технологическая связь
Технологическое оборудование
Тип грунтовой трубки нержавеющий
Производительность грязевого насоса
Эхолот навигационный – «НЭЛ 20К»,
Лаг навигационный – «ДГЛ-1-»,
РЛС FURUNO «FR-1500 MARK-3»,
Магнитный компас - KMO-T
Гирокомпас - «Меридиан»
АИС SAMYNG 30D-E.
ОСДР JRS JUE-95LT.
Система GPS, приемник SAMYNG SPR 1400.
Приемник NAVTEX SAMYNG SNX-300
Аварийный радиобуй SAMYNG SEP-406
Радиолокационый ответчик SAR-9 – 2 шт.
Спутниковая станция INMARSAT-C TT-3020C.
УКВ Радиотелефонная станция с ЦИВ, THRANE&
THRANE RT-5022 - 2 шт.
ПВ/КВ радиостанция с ЦИВ и радиотелексом THRANE&
THRANE НТ-4520 D6T
Спутниковая система INMARSAT FleetBroadband
(голосовая спутниковая связь, передача данных).
УКВ Носимая станция Icom IC-GM-1500 – 2 шт.
Радиотелефонная станция «Гранит»-5 шт
8 канальный коммутатор «Рябина»
6 канальный коммутатор «Рябина»
Стакан 89
8,1/7,3л/с
Шахта
Размеры
Максимальная производительность
Максимальный напор
2,9 х 2,9 м
Насос НБ-50 (2 шт.)
8,1 л/с
5,0 мПа
Колонны труб
Диаметр водоотделительной колонны
Диаметры обсадных колонн
Диаметр направляющей колонны
Диаметр геотехнической колонны
Диаметр пенетрационной колонны
219,0мм
146,0 мм
63,5 мм
50,0 мм
36,0 мм/45,0мм
Донная рама
Габаритные размеры донной рамы
Масса донной рамы с балластом
2,0 м х 2,0 м х 0,5 м
5,0 т
Технологическое оборудование обеспечивает опробование грунтов в скважине или испытание
СРТ вдавливаваемым способом;
17
Водоотделительная колонна и обсадные колонны содержат патрубки для выбора длины
компоновки колонны в зависимости от глубины моря с целью спуска донной рамы на поверхность дна, с
целью перекрытия исследованного интервала неустойчивых горизонтов скважины в процессе
поинтервальной проходки скважины, опробовании и статического зондирования грунтов.
Направляющая колонна имеет патрубки для выбора длины компоновок при перекрытии
исследованного интервала скважины и сохранения устойчивости пенетрационной колонны при
вдавливании зонда в грунт.
Пенетрационная колонна состоит из штанг равной длины с возможностью наращивания колонны
по 1,0м в процессе проведения статического зондирования грунтов.
Компоновки колонн служат технологической связью донного и палубного устья скважины с
целью обеспечения повторных спусков скважинного инструмента, сохранения продольной
устойчивости обсадных и бурильных колонн, а также создания замкнутой циркуляции системы
промывочной жидкости без выброса шлама на поверхность дна.
Для проведения лабораторных исследований и обработки образцов грунта на борту судна
имеются следующие приборы и оборудование.
Микропенетрометр– The Soil penetrometr
Микропенетрометр – Pocket penetrometr
Микрокрыльчатка – Pocket vane tester
Микрокрыльчатка – Pocket shear vane device
Шкаф сушильный –СУ-1-2,3
Электроплитка
Электропаяльник
: WF-24950
: 16-T0171 (Controls)
: Mod. WF
: Cat.T0175/A
:
: 5кВт
: «Молния»
Система стабилизации
Для выполнения инженерно-геотехнических исследований НИС имеет две системы
стабилизации: 4-х якорная и 2-х закольно/свайных.
На глубинах более 6 метров применяется якорная система стабилизации :
- 4 лебедки 2 ГЛБ 3/12 с якорным канатом 22,0 мм, длиной по 420 м и якорем весом 675
кг;
- система фиксации якорей по-походному.
На глубинах до 5,5м применяется закольная система стабилизации при установке носовой и
кормовой закольных свай весом по 4 т каждая.
При постановке на точку опробования или пробоотбора и удержания судна используется также
подруливающее устройство.
18
Научно-исследовательское судно «Изыскатель-2»
Научно-исследовательское судно «Изыскатель-2») предназначено для проведения инженерногидрографических, инженерно-геофизических и инженерно-геотехнических (донный пробоотбор,
работа с использованием донных установок) работ в составе инженерно-геологических изысканий.
На корме возможна установка сейсмической лебедки для выполнения сейсморазведочных
работ. На судне имеются два лабораторных помещения и грунтовая лаборатория.
Данные судна
Судовладелец
- ООО «Моринжгеология», Россия
Флаг
- Российская Федерация
Техническая характеристика судна
1. Год ввода в эксплуатацию
- 2011 год, Астрахань
2. Страна постройки, город
- г.Киев, з-д «Ленинская кузница»
3. Международные позывные судна
- UAIJ
4. Назначение судна
- Научно-исследовательское
5. Тип судна
- Средний рыболовный морозильный траулер
6.Длина наибольшая, м
- 54,80
7.Ширина, м
- 9,80
8.Высота борта, м
- 5,0
9.Осадка по летнюю гр. марку, м
- 4,14
10.Вместимость валовая,т
- 723
11.Вместимость чистая, т
- 217
12.Водоизмещение в грузу, т
- 1220
13.Дейдвет, т
- 405
14.Скорость, узл.
- 13
15.Автономность, сут.
- 35
16.Количество коечных мест
- 31
17.Район плавания
- неограниченный
18.Тип силовой установки, количество ГД - 8 NVD 48 A – 2 U
19.Мощность ГСУ, кВт
- 852
20.Год и место постройки ГД
- 1988г, ГДР, Магдебург
21.Ледовый класс
- КМ
Л3
22.Трюма: количество -2шт.
- №1-149,0 кв.м, №2-263,0 кв.м
19
Навигационное оборудование:
- промерный эхолот
- лаг
- радиолокационная станция
- магнитный компас;
- гирокомпас;
- средства спутниковой
навигации;
- средства связи
-
внутрисудовая связь
внутрисудовая технологическая связь
F2000; KODEN CVS-8802
ИЭЛ-2М,
FURUNO, М-1934С-ВВ; «НАЯДА»
КМО-Т
PGM-C-009
Система GPS, приемник SPR 1400.
GP-50 MARK-3
Спутниковая станция INMARSAT-C «TT-3000E»,
Приемник NAVTEX SAMYUNG SNX-300
ПВ/КВ радиостанция с 6-канальным ЦИВ и
радиотелексом SAILOR SISTEM 5000 250 W
УКВ радиостанция с ЦИВ «RT-5022»,
Морская носимая УКВ радиостанция Icom IC-M34 -3
pcs; SAMYUNG STV-160 - 3 pcs
INMARSAT FleetBroadband (голосовая спутниковая
связь, передача данных);
GLOBALSTAR терминал Qualcom GSP 1600 с
адаптеромGSP 1410,обеспечивающем постоянное
подключение.
32 канальный коммутатор «Рябина»
32 канальный коммутатор «Рябина»
Научно-исследовательское судно «Изыскатель-3»
Судно «Изыскатель-3» предназначено для проведения инженерно-геологических изысканий,
включая геотехнические, гидрографические и инженерно-геофизические работы.
На корме возможна установка сейсмической лебедки для выполнения сейсморазведочных
работ. На судне имеются геофизическая и грунтовая лаборатории.
Для обеспечения геотехнических работ на больших глубинах имеется автоматизированная
система удержания колонны.
Для сокращения времени постановки судна на якоря и обеспечения большей маневренности
судна предусмотрены два носовых и одно кормовое подруливающие устройства и винто-рулевая
насадка, которые используются также для компенсации ветровой нагрузки для стабилизации судна в
точке работ или при работе с подводным телеуправляемым аппаратом (ROV).
20
В составе геотехнических работ на НИС могут выполняться:
-
опробование инженерно-геологических скважин;
статическое зондирование в специальных скважинах;
опробования грунтов донными пробоотборниками;
лабораторные исследования и экспресс-испытания грунтов.
Порт приписки НИС «Изыскатель-3» – г. Астрахань, район выполнения работ – не ограничен.
Данные судна
Судовладелец
ООО «Моринжгеология», Россия
Флаг
Российская Федерация
Глубина исследования по грунту до 120 м при глубине моря до 120 м
Автономность
50 суток
Спецификация работы
Предельные погодные условия, при которых исследование не может начаться:
- сила ветра по шкале Бофорта
: до 5 баллов
- максимальная высота волны
:2м
Технические характеристики судна
1. Название судна ИЗЫСКАТЕЛЬ- 3(IZYSKATEL-3),
2. Порт регистрации п.Астрахань .
3. Идентификационный номер ИМО
8723268
4. Позывной сигнал
UCWZ
5. Тип и назначение, район плавания
исследовательское, неограниченный
6. Наименование, код, классификационное общество, номер реестра, символ класса, срок действия
классификационного свидетельства
* КМ L3 П AUT2
7. Размеры судна: длина 78.70 м, ширина 13.00 м, высота борта 6.50
м
8. Регистровая вместимость: чистая 719
, валовая 2399
9. Осадка максимальная: в грузу 3.90
м, в балласте 3.70 м
10. Высота надводного борта 6.50 м
11. Год постройки - 1986,г. Клайпеда (РДОС типа "Моряна" (пр.12911), год ввода в эксплуатацию
после реконструкции и переоборудования – 2011, г., Астрахань
21
12. Материал корпуса сталь
13. Число палуб
три
14. Тип и место постройки главного двигателя
8NVD48A-2U, ГДР, Магдебург.
15. Мощность главного двигателя
852 кВт
16. Генераторы: 2х320 кВт, 1х500 кВт, 1х150 кВт
17. Скорость хода: в грузу 10.3 узлов, в балласте 11.3 узлов
18. Род движителя, кол-во винтов
ВФШ, один.
19. Род топлива
дизельное
20. Вместимость танков: топливных 182,5 м³, пресной воды 34,8 м³ + Опреснительная установка
21. Грузовое вооружение
грузовые стрелы; гидравлический кран-манипулятор Palfinger
грузоподъемностью 6 т при вылете 5м, максимальный гидравлический вылет стрелы 20,5 м
22. Рулевое устройство
поворотная насадка
23. Подруливающие устройства – носовые – 2 х 200 кВт, кормовое – 1 х 250 кВт.
24. Якорное устройство
брашпиль, якоря Холла 2 х 1750кг
25. Якоря стабилизации ПДС 4 шт. х 4500 кГ.
26. Расположение буровой шахты/буровой вышки: буровая вышка установлена на главной палубе в
расположении 51-56-го шпангоутов по ДП
27.Автономность, сут.
- 50
28.Количество коечных мест
- 51
Навигационное оборудование:
эхолот
- лаг
- радиолокационная станция
- магнитный компас;
- гирокомпас;
- средства спутниковой
навигации;
JMC F-2000
JRC JLN-205
РЛС FURUNO, М-1934С-ВВ/С-МАР
КМО-Т
PGM-C-009
Приемник GPS SAMYUNG SPR-1400
Спутниковая станция INMARSAT-C T&T TT3000E
Приемник NAVTEX SAMYUNG SNX-300
Радиобуй SAMYUNG SEP-406
Радиолокационный ответчик SAMYUNG SAR-9
SAMJUNG SI-30R
- автоматическая
идентификационная система (АИС)
-
средства связи
ПВ/КВ радиостанция с 6-канальным ЦИВ и
радиотелексом SAILOR System 5000
Спутниковая станция SAILOR 250 ОСДР JUE-95LT
Речная стационарная УКВ радиостанция SAMYUNG SUR350
Носимая речная УКВ радиостанция VEGA-304
Рабочая морская носимая УКВ радиостанция Motorola
GP-340
INMARSAT Fleet Broadband (голосовая спутниковая
связь, передача данных).
Спутниковая система связи GLOBALSTAR терминал
Qualcom GSP 1600 с адаптером GSP 1410,
обеспечивающим постояное подключение.
32 канальный коммутатор «Рябина»
32 канальный коммутатор «Рябина»
- внутрисудовая связь
- внутрисудовая технологическая
связь
Технологическое оборудование судна «Изыскатель-3»
Грузоподъемность А-образной вышки
Грузоподъемность подвижной каретки (привод от лебедки станка ЗИФ-1200)
Грузподъемность инструментальной лебедки от станка ЗИФ-650
Грузоподъемность вспомогательнойлебедки 1ЛШВ
Грузоподъемность лебедки компенсационной 100-Е20с
600 кН
350 кН
44 кН
14 кН
40 кН
22
Максимальная глубина исследования
Длина труб
Тип грунтовой трубки нержавеющий
Емкость резервуара для бурового .раствора
Максимальная пропускная способность вибросита
системы очистки бурового раствора
Производительность приготовления бурового раствора
100 м (при глубине моря до 100 м)
300 п.м.
Стакан 102/98 мм; Ø89/83и Ø79/73 мм
23 м3
36 л/с
8м3/час
Шахта
Размеры шахтного проема
3х3м
Привод подвижных грузонесущих шахтных крышек
2 шт. гидроцилиндров
Насос НБ-50 (2 шт.)
Максимальная производительность
11 л/с
Наибольшее давление
3,4 мПа
Колонны труб
Диаметр водоотделительной колонны
Диаметры обсадных колонн
Диаметр направляющей колонны
Диаметр геотехнической колонны
Диаметр пенетрационной колонны
219,0 мм
168,9 мм; 146,0 мм; 114,0 мм
73,0 мм
50,0 мм
36,0 мм
Донная рама
Габаритные размеры донной рамы
Масса донной рамы с балластом
2,2 м х 2,2 м х 0,5 м
10,0 т
Технологическое оборудование обеспечивают:
-опробование грунтов в скважине или испытание СРТ вдавливаваемым способом;
Водоотделительная колонна предназначена для спуска донной рамы на поверхность дна и
содержит патрубки для выбора длины компоновки колонны в зависимости от глубины моря. При
глубине моря более 50 м для обеспечения механической устойчивости водоотделительной колонны в
условиях качки судна применяется компенсационная лебедка, развивающая регулируемое до 40 кН и
постоянное осевое усилие удержания водоотделительной колонны.
Обсадная колонна предназначена для перекрытия интервала неустойчивых горизонтов скважины
в процессе поинтервальной проходки скважины при отборе образцов грунта, колонна имеет патрубки
для обеспечения необходимой длинны общей компоновки.
Направляющая колонна предназначена для перекрытия
исследованного статическим
зондированием интервала скважины, а также для обеспечения механической устойчивости
пенетрационной колонны при вдавливании зонда в грунт, колонна имеет патрубки для обеспечения
необходимой общей длинны компоновки.
Пенетрационная колонна состоит из штанг равной длины с возможностью наращивания колонны
по 1,0 м в процессе проведения статического зондирования грунтов.
Для проведения лабораторных исследований и обработки образцов грунта на борту судна
имеются следующие приборы и оборудование.
Микропенетрометр – The Soil penetrometr
Микропенетрометр – Pocket penetrometr
Микрокрыльча тка – Pocket vane tester
Микрокрыльчатка – Pocket shear vane device
Весы - Treaple Beam Balances
Шкаф сушильный – Oven LTE
Электроплитка
Электропаяльник
Прибор трехосного сжатия
: WF-24950
: 16-T0171 (Controls)
: Mod. WF
: Cat.T0175/A
: 750S “OHAUS”
:
: 5кВт
: «Молния»
СТ
23
Система стабилизации
Для стабилизации судна в точке проведения работ имеются четыре швартовные лебедки,
позволяющие судну закрепиться самостоятельно в открытом море якорями повышенной держащей силы
весом 4500 кГ при глубине воды до 100 м . Все якорные тросы имеют максимальную длину 1000 м и
заводские сертификаты. Диаметр тросов лебедок 30.
Для сокращения времени постановки судна на якоря и обеспечения большей маневренности
судна предусмотрены два носовых и одно кормовое подруливающие устройства и винто-рулевая
насадка, которые используются также для компенсации ветровой нагрузки для стабилизации судна в
точке бурения или при работе с подводным телеуправляемым аппаратом (ROV).
Универсальная плавучая платформа УПП
Предназначена для проведения геотехнических работ на предельном мелководье (от 0,9 до 15 м). Число
спальных мест 8 (плюс 4 на «Скорпионе»). Буксируется с помощью вспомогательного катера
«Скорпион». При больших удалениях от берега (более 5 миль) для обеспечения безопасности и
проживания экипажа необходимо судно сопровождения.
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Проект
Год/место постройки
Судовладелец
Класс регистра
Флаг
Бортовой номер
Порт приписки
УПП (Катамаран)
2007, Астрахань
ООО «Моринжгеология»
ГИМС
Российская Федерация
РЗЛ 01-06
Лагань (Калмыкия)
ВИДЫ РАБОТ
Инженерно-геологические изыскания при проектировании коммуникаций, площадок под бурение и
портовых сооружений
Экологический мониторинг
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Длина, ширина, осадка
Водоизмещение полное, т
Скорость, км/ч
Автономность
Полная норма судовых
запасов топлива, кг
Дизель-генератор
24,2 м; 6,1 м; 0,8 м
40,95
Несамоходное
5 сут.
800
ДГА-75М, 75 кВт.
24
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Мачта (Н=7,0 м), грузоподъемность, тс
15,0
Лебедка инструментальная
ЗИФ-650
Лебедка талевая
СБА-500
Лебедка якорная
ЛВД-24 (4 шт.)
Система стабилизации – 4 якоря по 300 кГ разносятся катером «Скорпион»
Мелководный катер «Скорпион»
Предназначен для проведения инженерно-гидрографических и инженерно-геофизических работ
в составе инженерно-геологических изысканий на предельном мелководье, а также как служебновспомогательное судно и буксир.
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Проект
Год/место постройки
Судовладелец
Класс регистра
Флаг
Бортовой номер
Порт приписки
Т63М (Костромич)
2007, Азов (восстановлен)
ООО «Моринжгеология»
М1.1.
Российская Федерация
РМ 0308
Астрахань
ВИДЫ РАБОТ
Инженерно-геологические изыскания при проектировании коммуникаций, площадок под бурение и
портовых сооружений
Экологический мониторинг
Геоакустические исследования
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Длина, ширина, осадка
Вместимость, р.т.
Скорость, км/ч
Автономность
Полная норма судовых
запасов топлива, кг
16,0 м; 3,2 м; 0,8 м
19,00
14,5
3 сут.
3000
25
Главный двигатель
Экипаж/экспедиция
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Дизель-генератор
Источник электроэнергии:
- аккумуляторная батарея
Лебедка грузовая
ЯМЗ-236
150 л.с.
2/4 чел.
ДГР1А16/ 1500 (16 кВт.)
6СТК-180М (2 шт.)
ЛЭТ-200 (г/п 900 кгс)
СРЕДСТВА СВЯЗИ
Судно обеспечено следующими средствами связи:
радиостанции:
Furuno FM-8500, класс излучений J3E, J2B, F3E, диапазон частот 156-174 МHz, выходная мощность
0.025 kW;
Raid 1, класс излучений F3E, диапазон частот 156-174 МHz, выходная мощность 0.02Kw;
Korvet-2, класс излучений A1A, F1B, J3E, H3E, диапазон частот 1,606-25,600 kHz, выходная мощность
0.3 kW;
Mousson-2, класс излучений A1A, H2A, диапазон частот 410-512 kHz, выходная мощность 0.2 kW
Все суда оснащены дополнительными системами связи,
обеспечивающими передачу данных, электронную почту и голосовую связь:
- INMARSAT FleetBroadband;
- Спутниковая система связи GLOBALSTAR терминал Qualcom GSP 1600 с адаптером GSP
1410, обеспечивающим постояное подключение;
- Спутниковые телефоны Thuraya с морскими комплектами.
Все суда имеют возможность для целей навигации и судовождения
использовать установленные на каждом судне для обеспечения инженерно-гидрографических,
инженерно-геофизических и геотехнических работ спутниковые приемники C-NAV-2050,
использующие высокоточный спутниковый морской дифсервис RTG DUAL, обеспечиваемый фирмой
C&C Technologies Inc. (USA).
Все суда обеспечены штатными судовыми системами оповещения опасности:
- судовая система АИС - автоматическая система идентификации судна. После нажатия на кнопку
автоматически выдаются в эфир позывные судна и координаты.
- АРБ-406 – радиобуй - выдаются в эфир позывные судна и координаты.
- SAR-9 - аварийный радиоспасательный ответчик.
Экипажи судов и экспедиционный состав обучены безопасным приемам работ, действиям по
судовым тревогами, прошли проверку знаний и имеют свидетельства международной конвенции
по охране человеческой жизни на море СОЛАС, имеют паспорта моряков.
26
МЕТОДИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
НАВИГАЦИОННО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
27
АППАРАТУРА НАВИГАЦИОННО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Навигационно-геодезическое обеспечение работ осуществляется со следующими требуемыми
точностными параметрами:
- вынос проекта в натуру профилей инженерно-гидрографических, инженерногеофизических и станций донного пробоотбора грунтов ± 15 м;
- вынос проекта в натуру инженерно-геологических скважин и точек статического зондирования ±
5 м;
- средне-квадратическая погрешность определения планового положения точек
на профилях наблюдений при движении судна и точек донного пробоотбора
± 5 м;
- среднеквадратическая погрешность определения планового положения
инженерно-геологических скважин и точек статического зондирования
± 1,5 м;
Планирование съемки и сбор данных обеспечивается программами HYPACK MAX SURVEY и
HydroPro Navigation.
Для привязки точек инженерно-гидрографических, инженерно-геофизических и геотехнических
изысканий используется спутниковая морская навигационная система DGPS, состоящая из бортового
комплекса и базовой станции (при удалении до 200 км от района работ, при больших удалениях
используется спутниковый морской дифсервис RTG DUAL).
Бортовой комплекс:
приемник C-NAV-2050; C-NAV-3050
компьютер NOTEBOOK
Все приемники GPS имеют интерфейс NMEA-0183 для работы в навигационном режиме и имеют
возможность подключения выносного монитора.
Все виды инженерно-геологических изысканий обеспечены высокоточной геодезической
привязкой DGPS (C&C Technologies Inc.,USA).
Дифференциальный режим определения координат
через спутниковую базовую станцию
позволяет осуществлять в режиме реального времени на ходу экспедиционного судна высокоточную
привязку гидрографических и геофизических устройств, буксируемых или размещенных на борту судна:
 навигационная система - NavCom's StarFireTM Network на базе GPS Selective availability (S/A code)
от 02.05.2000 г. 04:05 UTM;
 режим работы – DGPS (WAAS/EGNOS), скорость обмена «спутник-приемник» 9600 бит/сек;
 приемник – C-NAV-2050R, C-NAV-3050 (C&C Technologies Inc. USA), количество каналов -10,
диапазонов – 2 (1525-1585 и 1217-1237 MHz);
 обновление данных – 10-25 Hz при оптимальной конфигурации спутников;
 формат передачи данных – NMEA -0183ν3.1;
 программа обработки данных – Trimble-Hydro-6-06.01;
 погрешность в режиме реального времени – в статическом режиме ± 0,15 м; на ходу при скорости
3-10 узлов ± 0,30 м.
Приемоиндикатор высокоточной глобальной навигации GPS - Модель C-NAV-2050R
28
Приемоиндикатор высокоточной глобальной навигации GPS - Модель C-NAV-3050
Приемоиндикатор двухчастотного приемника GPS L1 L2 обеспечивает пользователям работу с
разными уровнями точности определения координат.
Приемники C-NAV поддерживают режимы бесплатного дифференциального
сервиса
пониженной точности WAAS/EGNOS/MSAS в зонах обслуживания этих систем.
Режим платного глобального высокоточного дифференциального сервиса:
 дециметрового уровня точности RTG DUAL;
 режим субметровой точности DGPS RTCM, при подключении внешних приемников
дифференциальных коррекций диапазонов MF, UHF, VHF;
 режим сантиметровой точности RTK RTCM/CMR, при подключении внешних приемников
дифференциальных коррекций диапазонов UHF, VHF;
 режим записи в память 64 МВ или выдачи по порту “сырых” данных в формате RINEX для
пост-обработки данных.
Основные точностные характеристики.
Точность в режиме платного дифсервиса RTG DUAL (глобально по всему миру):
 горизонтальных координат - ≤ 15 см RMS;
 высоты ≤ 30 см RMS;
 скорости ≤ 0.01 м/с.
Точность в режиме DGPS RTCM (при подключении внешнего приемника дифкоррекций):
 горизонтальных координат 12 см + 2 ppm RMS;
 высоты
25 см + 2 ppm RMS;
 скорости
0.01 м/с.
Точность в режиме RTK (при подключении внешнего приемника RTK/CMR коррекций):
 горизонтальных координат ≤ 1 см + 1 ppm RMS;
 высоты
≤ <2 см + 1 ppm RMS.
Точность в режиме бесплатного дифсервиса WAAS/EGNOS/MSAS (в зонах обслуживания):
 горизонтальных координат - ≤ 2 м RMS;
 высоты ≤ 4 м RMS;
 скорости 0.01 м/с.
Физические и эксплуатационные параметры:
29
 габариты – 208 х 144 х 78 мм;
 вес – 1,81 кг;
 внешнее питание
10 – 30 VDC;
 потребляемая мощность < 10 Ватт;
 температура - 40 С - + 55 С (рабочая), - 40 С - +85 С (хранения);
 влажность 95 % без конденсации - блок и 100 % с конденсацией – антенны;
 соответствует стандарту MIL-STD-810F (давление, радиация, дождь, влажность,
солевой туман, пыль и грязь, вибрации);
 динамика – ускорение < 6 g, скорость < 300 м/c, высота < 18000 м (COCOM).
Порты и типы разъемов на C-NAV-2050R, -3050R:
 два COM-порта RS-232, COM1 и СOM2 7 pin Lemo ( 1200 – 115 200 бод);
 порт Event Marker/CAN Bus 5 pin Lemo;
 выход 1 PPS разъем BNC;
 вход питания VDC 4 pin Lemo;
 вход антенны GPS разъем TNC;
 вход антенны L-band разъем TNC.
Система C-NAV имеет свидетельства об одобрении типа судовой аппаратуры министерством
Транспорта России, Сертификат соответствия Россстандарта России, сертификат об одобрении типа
министерства Транспорта США и Евросоюза.
Антенна приемника C-NAV устанавливается в районе грот-мачты экспедиционного судна в зоне
свободной от воздействия судовых навигационных излучающих систем. Приемник и РС размещаются в
рулевой рубке, имеется выносной монитор для рулевого.
Данные DGPS транслируются через COM-порт RS -232 на геофизические регистрирующие
устройства (эхолот, гидролокатор, магнитометр, сейсмоакустический комплекс, регистратор
сейсморазведочных данных).
Обработка данных осуществляется бортовым компьтером Pentium 166 по программаеTrimbleHydro-6-06.01.
Перед началом и в ходе работ (не реже одного раза в месяц) проводятся определения погрешности
измерений приемника на триангуляционных пунктах не ниже III класса (по классификации РФ).
30
DGPS, приемник C-NAV-2050R, вычислительная программа Trimble-Hydro-6-06.01, пример визуализации
результатов вычисления погрешности определения координат.
Портативная система подводного акустического позиционирования USBL
EasyTrak фирмы Applied Acoustic
Для определения положения буксируемых в толще воды носителей используется
ультракороткобазовая (USBL) система акустического позиционирования EasyTrak в составе:
N
Наименование
1
Палубное устройство управления с программным обеспечением Model
2660 Easy-Trak Lite Deck Unit
DSP based system box, supplied with CD, Mains Lead, PC Communications
Lead and Manual. A separate PC is required for operation, either a laptop or
desktop device with Windows XP and a 1200 MHz or faster processor.
Антенна с встроенным компасом и датчиком крена-дифферента
Transducer ETM902C Standard + Compass option built-in
All Bronze construction. 9.5 kg weight. 4 element receive assembly,
filtering, conditioning and cable drive, hemispherical transmit / receive.
Mounting Bracket included.
Высокоточная калибровка антенны
High accuracy calibration for ETM902
50-метровый кабель Cable
Model EZT-DC50 50 m c/w connector
Транспондер Micro Beacon 219 w/Transducer Protection Cage
180dB, hemispherical beam pattern, 600 metres survival depth. 50mm x
230mm long, PP3 alcaline battery
2
3
4
5
Количество
1
1
1
1
3
31
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
EASYTRAK Lite
Размер
Последовательные порты
Энергопотребление
Требования к компьютеру
(минимальные)
Формат данных EASYTRAK
Выходные данные
Вход компаса
Вход VRU
Вход GPS
Вход синхронизации
Выход респондера
: 265 x 240 x 120 мм
: RS-232, можно использовать переходник USB-RS-232
: 90 – 250 В переменного тока с мощностью 50 ВА
: 1.2 ГГц с операционной системой Windows XP,
наличие портов USB или RS-232.
Цветной дисплей 1024 x 768, дисковод CD Rom.
: формат AAE, TP-2EC TP-EC W/PR, Simrad 300P, Simrad
309, $PSIMSSB, $PSIMSNS (построчно для каждой
отметки), $GPRMC (пригоден для Coda Octopus 460P и
других систем)
: TCM-2.X ,SGB-HTDS , SGB-HTDt, $HDHDM, $HDHDT,
$HDHDG
: TCM-2.X, $HCXDR , TSS1
: NMEA; GLL, GGA, RMC
: тип TTL 5 В импульсный, запуск по переднему фронту.
: Положительный импульс 12В продолжительностью
5 мсек
Трансдьюсер ETM902
: 375 мм длиной, диаметр 100 мм.
Вес в воздухе/в воде
: 9.5 кг / 7 кг
Максимальная глубина погружения
: 50 метров
Тип кабеля трансдьюсера
: 12.5 диаметром, длина 50 м.
(Замечание: имеет встроенную опцию компаса)
Частотный диапазон передачи
25-32.5 kHz
Частотный диапазон приема:
16-26kHz
32
ТОЧНОСТЬ/ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
(Точность зависит от ввода правильной скорости звука в воде, отсутствия отклонения от
прямой в распространения звука и приемлемости отношения сигнал/шум)
Точность по дальности
: 10 см (Точность зависит от правильной скорости
звука).
Точность позиционирования
стандартной системы
: 1.40 rms по углу, 2.5% по дальности
Точность позиционирования
системы с опцией высокой точности
: 0.60 rms по углу, 1.0% по дальности
Разрешение
Точность датчика направления
Каналы
Частотный диапазон (MF)
Диаграмма направленности
Тип маяка
Частота опроса
Излучаемая мощность
Классификация CE
: 0.10 при отображении, для внутренних вычислений 0.010
: 0.80 стандартная; +/- 0.10 разрешение/повторяемость.
: 4 канала для отображения из 98 сохраняемых.
: Прием
22 - 32 кГц.
Передача 17 – 26 кГц.
: Полусфера.
: Транспондеры, респондеры, пингеры
: каждые 0.5 – 30 секунд или по внешнему ключу
: 3 уровня, управляемые программно
: Внешние излучения удовлетворяют 89/336/EEC
Micro Beacons
Model 219
+/- 90º 180dB диаметр 50мм, длина 230мм, глубина погружения
600м, вес в воздухе/воде 660г/260г
Питание:
батареи 2 x 9v,550mAh Alkaline PP3/6LR61/Duracell MN1604;
продолжительность непрерывной работы при максимальной частоте
посылок 30 часов.
Частотный диапазон передачи:
25-32.5 kHz
Частотный диапазон приема:
16-26kHz
33
МЕТОДИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНЖЕНЕРНОГИДРОГРАФИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ
РАБОТ В СОСТАВЕ МОРСКИХ ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
34
ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
35
Схема буксировки забортных устройств при проведении инженерно-гидрографических
работ совместно с гидромагнитной съемкой представлена на рисунке.
ЭХОЛОТНЫЙ ПРОМЕР
Промер глубин наряду с гидролокационным обследованием дна и гидромагнитной съемкой
является первым этапом инженерно-геологического обследования акватории в месте проектируемого
строительства.
Задачей промера является измерение и картирование глубин моря и градиентов морского дна на
площадке с центром, соответствующим точке планируемого заложения скважины.
В промер входят следующие виды работ:
- эхолотирование двухлучевым эхолотом с компенсатором качки;
- определение колебания уровня моря в районе работ и на период работ (установка
водомерного поста открытого моря и регистрация данных;
- определение скорости звука на вертикальном профиле водной толщи в районе работ;
- построение батиметрических карт и разрезов.
Эхолотирование выполняется по проектной сети профилей с плотностью обусловленной
Заказчиком и обеспечиваются высокоточной геодезической привязкой DGPS. Мы применяем
двухлучевой эхолот NAVISOUND 515 или NAVISOUND 110, фирмы Reson (Дания) с компенсатором
качки HS50 TSS.
В процессе работ выполняется
измерение скорости звука в воде на вертикальном профиле
установкой SVP15. Периодичность измерений не более 5-7 суток или в начале и в конце работы на
каждом объекте, а также после штормов или сгонно-нагонных явлений, связанных с ними.
Кроме того, в районе работ устанавливается водомерный пост открытого моря Aquanaut HYDRAS3, дополнительно для абсолютной привязки результатов батиметрической съемки используется данные
станционарных водомерных постов.
Ниже представлены основные технические характеристики
полного цикла эхолотного промера.
оборудования для выполнения
36
Эхолот промерный цифровой NAVISOUND 515, Фирмы Reson (Дания). Предназначен для
гидрографической съемки акваторий с глубинами от 0,2 до 600 м. Состоит из компьютеризированного
регистратора с LCD монитором для визуализации эхолотограммы и установки режимов регистрации,
двухчастотного трансдюссера ТС 2122 в обтекателе, измерителя скорости звука в воде SVP15,
компенсатора волнения моря HS50 TSS, принтера, программного обеспечения:
 количество каналов регистрации
- 2;
 частота излучения
- 33/200 кГц;
 максимальная частота посылок
- 20 Гц;
 точность измерения глубины,
при частоте 200 кГц - 1 см;
при частоте 33 кГц - 7 см;
 ширина диаграммы направленности трансдюссера 9,5 град./220 кГц;
20 град./33 кГц;
 протокол интерфейса с GPS системой - NMEA 0183;
Эхолот промерный цифровой NAVISOUND 515, трансдюссер ТС 2122 в обтекателе
37
Эхолот NS 515, компьютеризованный модуль управления и регистрации
визуализации эхограмм
с LCD монитором для
Эхолот промерный цифровой NAVISOUND 110, фирмы Reson (Дания). Предназначен для
гидрографической съемки акваторий с глубинами от 0,5 до 600 м. Состоит из цифрового регистратора с
LCD монитором для визуализации эхолотограммы и установки режимов регистрации, двухчастотного
трансдюссера ТС 2122 в обтекателе, измерителя скорости звука в воде SVP15, компенсатора волнения
моря HS50 TSS, принтера, программного обеспечения:
Планирование съемки и сбор данных обеспечивается программой HYPACK MAX SURVEY:
 количество каналов регистрации
- 1;
 частота излучения
- 33/200 кГц;
 максимальная частота посылок
- от 1 до 17 Гц;
 точность измерения глубины, при частоте 200 кГц - 1 см;
при частоте 33 кГц - 7 см;
 ширина диаграммы направленности трансдюссера
9,5 град./220 кГц,;
20 град./33 кГц
 протокол интерфейса с GPS системой - NMEA 0183;
 Питание постоянный ток
11-28 В;
 максимальная потребляемая мощность
- 300 Вт;
 интервал рабочих температур
0 – +45 С;
 интервал температур хранения и транспортирования - минус 10 – +45 С;
 габаритные размеры и масса основных частей изделия:
- блока регистрации
- 216х306х82 мм, 4 кг ;
- трансдюссера ТС 2122 (без обтекателя) - 110 () х 61 (H) мм, 2,3 кг
Эхолоты фирмы Reson изготовлены в соответствии со стандартом качества ISO9001-2001.
38
Эхолот двухчастотный EchoTrac CVM фирмы ODOM Hydrographic Systems (США)
Технические характеристики.
 Высокочастотный диапазон – от 100 до 340 кгц, выходная мощность средняя – 400 вт на 200
кгц, точность и разрешающая способность – 0.01 м +/- 0.1% от глубины на f=200 кгц.
 Низкочастотный диапазон – от 24 до 50 кгц, выходная мощность средняя – 200 вт на 33 кгц,
точность – 0.1 м +/- 0.1% от глубины, разрешающая способность – 0.01 м.
 Питание – 24 в пост. тока, 15 вт или 110/220 в пер. тока.
 Диапазоны глубин – от 0.2 до 200 м и от 0.5 до 600 м, изменение диапазона глубин –
автоматическое, 10%, 20%,30% или плавное вручную.
 Диапазон скорости звука – от 1370 до 1700 м/с. Интервал установки – 1 м/с.
 Глубина установки антенны – от 0 до 15 м.
 Отображение глубины – по управлению с компьютера.
 Часы эхолота – питаются от встроенной АБ, дают текущее время и дату.
 Отображение данных: от внутренних источников – дата, время, GPS – координаты, от
внешних – любые из каналов RS232 или Ethernet.
 Интерфейсы – два RS232, входы от внешнего компьютера, датчика движения, скорость звука,
Ethernet, датчик приливов и отливов
 Размер отображения – от 0 до полного масштаба
 Программное обеспечение – отображение E-Chart, управление эхолотом и сбором
информации.
 Функция помощи – могут отображаться данные по любому параметру, его минимальному и
максимальному значению.
 Температура и влажность – от 0 до 50 гр. С, от 5 до 90% без конденсации.
 Масса и габариты – 13.8 кг и 55 см х 41.5 см х 21.5 см.
 Опции: работа на одной или двух частотах, использование одно или двухчастотной антенны
бокового обзора (200 или 340 кгц), встроенный DGPS – приёмник, промышленный компьютер
с ПО сбора и обработки информации.
Уровнемер открытого моря «Aquanaut HYDRAS-3»
(Германия).
В зоне проведения работ устанавливается буй с гидрографическим грузом. Гидростатический
датчик уровня закрепляется на грузе и опускается на дно. Блок сбора данных устанавливается на
плавающем буе:
 диапазон измерения уровня моря 0 - 80 м;





разрешение относительная погрешность диапазон температурной компенсации диапазон измерения температуры точность измерения температуры -
0,5 см;
+/- 0,1%;
0 - +50 С;
0 - +50 С;
+/- 0,1%;
39




интервал измерения от 1 мин до 100 часов;
память регистратора данных 15 808 значений;
габаритные размеры :
модуль считывания данных
30 х 95 мм;
измерительный зонд
29,5 х 190 мм;
интервал рабочих температур
минус 30 – +70 С;
Уровнемер открытого моря «Aquanaut HYDRAS -3»
Самописец уровня моря TideMaster фирмы Valeport Ltd
TideMaster – это универсальный самописец
уровня моря, предназначенный для
проведения как краткосрочных, так и
долгосрочных наблюдений. За счет низкого
энергопотребления и настраиваемого
пользователем режима выборки данных
прибор может работать в автономном режиме до
одного года. Различные способы
передачи данных в режиме реального времени
позволяют расширить возможности применения
прибора вплоть до построения расширенной
сети станций.
Самописец уровня моря TideMaster совместим с
различным программным обеспечением и
инструментальными средствами.
Технические характеристики
Трансдюсер (датчик давления)
40
Тип: тензометрический, корпус из нержавеющей стали;
Диапазон (максимальная глубина погружения):
50 м;
Точность:
±0.1% от измеряемого диапазона.
Калибровка:
калибровочный коэффициент хранится внутри записывающего
устройства. Для исключения влияния атмосферного давления
используется вентилируемый трансдюсер, специально разработанный
компанией Valeport Ltd.
Размеры:
ø18мм х 80мм
Записывающее устройство
Корпус:
класс защиты - IP67,
Питание:
4 батарейки, тип C, внутри герметично закрытого отсека, обеспечивают
автономную работу прибора в течение года;
Память:
карта памяти объемом 512 МВ
Выборка данных: выборка сырых данных осуществляется с дискретностью 8 Hz, среднее
значение и отклонения от среднего сохраняются на карте памяти;
Прибор позволяет выбрать один из 5-ти запрограммированных режимов
или создать свой режим выборки данных.
Для длительных наблюдений используется режим выборки данных с
частотой 1Гц.
Включение прибора: выключатель находится на самом устройстве
Разрешение:
данные сохраняются с разрешением 1мм.
Передача данных:
RS232/RS485 для передачи данных по кабелю.
Физические размеры: корпус – 52мм х 144.5мм х 197мм;
Крепление
– 35мм х 210мм х 159мм;
Суммарные размеры
– 61.5мм х 210мм х 197мм;
Вес:
приблизительно 1.1 кг (включая батарейки)
Диапазон рабочих температур: от -20°С до +70°С
КОМПЕНСАТОР КАЧКИ
Компенсатор качки HS50 ( TSS Англия). Обеспечивает автоматический ввод поправок
измеряемой эхолотом глубины моря, компенсирующих влияние качки судна:
 диапазон по высоте
+/- 10 м;
по отклонению от вертикали
+/- 25;
 точность, средне квадратичная
5 см;
 разрешение:
цифровое
1,0 см;
аналоговое
0,5 см;
 частотный диапазон волнения
от 0,05 до 10 Гц;
 диапазон ускорений (вертикальных)
+/- 2g;
 цифровой интерфейс
RS232 или RS 422 (от 1200 до 19200 бод);
30 мм/с2 или 0-2 мм, 7-300 Гц;
41
Компенсатор качки HS50 ( TSS Англия)
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ЗВУКА В ВОДЕ
Измеритель вертикального профиля скорости звука в воде SVP15 (Дания):
 максимальная глубина измерения скорости звука - 200 м;
 шаг измерения
- 0,5 м;
 разрешение
- 0,1 м/с;
 диапазон измерения скоростей
1350 – 1600 м/с;
 погрешность измерения
+/- 0,25 м/с;
 точность измерения глубины датчиком давления
+/- 0.1м + 0,2% от измеряемой глубины;
 точность измерения температуры
+/- 0.4 С;
 цифровой интерфейс
RS232
(9600 бод);
 объем памяти
400 измерений;
 питание - встроенные батареи, длительность работы не менее 20 часов;
 максимальный потребляемый ток
- 100 мА;
 интервал рабочих температур
0 – +45 С;
 интервал температур хранения и транспортирования - минус 10 – +55 С
 габаритные размеры и масса
100 () х 550 (L) мм, 5 кг.
42
Измеритель скорости звука в воде SVP15, измерительный зонд и пульт управления
ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ
Измеритель течений VALEPORT, модель 106
ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕЧЕНИЙ, МОДЕЛЬ 106, -это
недорогая, легкая лопастная гидрометрическая
вертушка, специально разработанная для измерения
течений, как в режиме реального времени, так и в
автономном режиме (краткосрочные и среднесрочные
наблюдения). Собранная информация может быть
обработана с помощью персонального компьютера
или передана на индикатор устройства отображения
информации, специально разработанного компанией
Valeport. Все детали вертушки сделаны из титана, что
гарантирует их долговечную работу, а температурный
сенсор и датчик давления повышают универсальность
модели.
Сбор данных
Измеритель течений осуществляет сбор данных на базе односекундного цикла, в течение которого
фиксируются показания счетчика числа оборотов вертушки и считываются показания компаса. Из этих
данных рассчитываются Восточный и Северный векторы скорости, которые затем суммируются по
усредненному периоду. Дополнительные параметры - температура и давление (если установлены
датчики), фиксируются один раз за каждый период выборки и усредняются по усредненному периоду.
Извлечение данных
Извлечение данных выполняется через COM-порты персонального компьютера. Максимальная скорость
передачи данных 19200 бод.
Переключатель On/Off
Начать либо прекратить измерения можно с помощью программного обеспечения DataLogTM,
установленного на персональном компьютере, либо с помощью Блока Управления, Модель 8008. Кроме
того, Измеритель имеет «механический взвод», установленный в хвосте устройства. Цель
«механического взвода» - включить процесс измерения при погружении в воду и выключить процесс
43
измерения при извлечении устройства из воды. «Механический взвод» отключает все системы
устройства на время транспортировки или хранения. «Механический взвод» может быть шунтирован
для регулировки или тестирования бортового оборудования.
Программное обеспечение
Программное обеспечение DataLogTM предназначено для отображения информации, обеспечения
начальных установок, выборки данных и представления данных в табличной форме и графическом виде.
Устройство отображения информации
Для отображения информации кроме персонального компьютера может использоваться Устройство
отображения информации, Модель 8008, позволяющее считывать данные в режиме реального времени и
обеспечивать начальные установки.
Размеры: 244 х 193 х 94 мм; Вес: 2 кг;
Класс защиты: IP67 (10 сек. На глубине 0,3 м);
Карта памяти
Встроенная карта памяти объемом 512 Кbyte позволяет хранить данные, собранные при автономной
работы в течение 1-й недели с дискретностью 10 секунд или в течение 220 суток с дискретностью 5
минут.
Питание
Внутреннее: Один щелочной элемент, 1,5 Вольт, тип D, обеспечивает непрерывную работу в течение 30
суток при дискретности измерений 10 секунд или в течение 56 суток при дискретности измерений 5
минут. При использовании одного литиевого элемента, 3,6 Вольт, период непрерывной работы
увеличивается до 90 суток при дискретности измерений 10 секунд и до 180 суток при дискретности
измерений 5 минут.
Внешнее: 12-20 Вольт постоянного тока по кабелю передачи данных RS232. Возможно питание
вертушки через устройство отображения информации, Модель 8008.
Передача данных
Передача данных в режиме реального времени осуществляется по кабелю RS232 длиной 50 метров.
ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРОМЕРА
Планирование съемки и сбор данных обеспечивается программой HYPACK MAX SURVEY и
EHOLOT-D.
Обработка данных ведется на бортовом обрабатывающем комплексе на основе компьютера
Pentium IV;1,6 ГГц,RAM 1 ГБ.
44
Пример визуализации эхограммы батиметрического профиля программным средством EHOLOT-D.
Эхограмма получена однолучевым эхолотом ПЭЛ-4, F=124 kHz, заглубление вибратора 2,2 м, частота
зондирования 10Hz.
Обработка данных и подготовка отчетных документов обеспечивается программой HYPACK MAX
Office. Кроме того широко используются программы Eholot-D, Surfer, AutoCad, GeoSoft.
В исходные данные вносятся поправки за заглубление (офсет) трансдюссера, скорость звука в
воде, колебания уровня моря по данным водомерных постов отрытого моря и станционарного типов.
После уравнивания полигональных данных результаты промера представляются в форме карты глубин,
приведенных к уровню Балтийской системы высот.
Пример карты глубин М 1: 5000 на площадке 1000 м х 1000 м для постановки СПБУ
Многолучевой эхолот EM3002
45
Эхолот EM3002 - это многолучевой эхолот со сверхвысокой разрешающей способностью,
динамически сфокусированными лучами и полной стабилизацией лучей. Эхолот предназначен
для детальной съемки рельефа дна и обследования акваторий с глубинами от 0,5 метра под
вибратором до 150 метров, хотя максимально возможная измеряемая глубина (цель)
значительно зависит от температуры и солености воды и может достигать 300 метров.
Благодаря электронной системе стабилизации и компенсации излучения, как по килевой, так и
по бортовой качке, производительность системы остается стабильной даже при плохих
погодных условиях.
Расстояния между измеренными глубинами (площадками акустического отражения) могут быть
установлены практически одинаковыми вдоль линии лучей, что приводит к равномерной
плотности глубин по всей ширине полосы съемки. Динамическая фокусировка всех
принимаемых лучей оптимизирует производительность и качество съемки при работах на
минимальных дистанциях от объекта, например, при подводной инспекции объекта с
подводного аппарата.
Эхолот EM3002 рекомендуется использовать для:
• Картографирования акваторий портов, внутренних водных путей и судоходных каналов с
минимальными глубинами под килем;
• Инспекции подводных объектов;
• Обнаружения и картографирования подводных объектов;
• Выполнения детальной съемки рельефа дна на акваториях, где производится подводное
строительство или дноуглубление;
• Картографирования с целью изучения окружающей среды, например, исследование
ледовых борозд;
• Картографирования биомасс в водной толще.
Особенности
Система EM3002 использует одну из трех возможных частот в диапазоне 300 кГц. Это
идеальный диапазон частот для мелководных участков, так как достаточно высокая частота
обеспечивает узкие лучи при малых физических размерах излучателей.
В то же время, частота в 300 кГц гарантирует большую наклонную дальность в условиях
наличия большого количества взвешенных частиц в воде.
Система EM3002 использует очень мощный процессор обработки. Увеличение процессорной
мощности сделало возможным применение улучшенных и очень точных алгоритмов
формирования лучей, стабилизации лучей и детектирования дна. Алгоритм детектирования дна
обладает возможностью извлечения и обработки полезного сигнала лишь от части каждого
акустического луча, что дает возможность получить независимые определения глубин даже в
случае, когда лучи перекрываются.
В дополнение к измерению глубин, EM3002 собирает данные об акустической картине дна.
Такая картина получается путем комбинирования акустического эха внутри каждого луча, что
существенно улучшает соотношение сигнал/шум и устраняет некоторые искажения, обычные
для обыкновенных гидролокаторов. Акустическое изображение дна компенсируется за
излучаемый уровень сигнала, чувствительность приемника и затухание сигнала в воде, так что
в результате получаются реальные уровни сигналов обратного отражения в децибелах.
Акустическая картина так же компенсируется за рефракцию акустических лучей и, поэтому,
является полностью привязанной в плане, благодаря чему подготовка мозаичной картины
района съемки выполняется без особого труда. Объекты, наблюдаемые на акустической
картине дна, отображаются на своем месте и могут быть легко идентифицированы и
определены.
Станция оператора
Станция оператора – это промышленная рабочая станция на базе персонального компьютера,
работающего под управлением операционной системы Linux® или Microsoft Windows XP®.
46
Программное обеспечение рабочей станции – «SIS» включает в себя трехмерную графику,
фильтрацию данных в реальном времени, использование фоновой электронной карты.
Технические характеристики:
Частотный диапазон:
Количество лучей:
293, 300, 307 kHz;
254 для одной гидроакустической антенны,
498 для двух гидроакустических антенн;
Максимальная частота посылок: 40 Hz
Максимальный угол обзора:
130 градусов для одной гидроакустической антенны,
200 градусов для двух гидроакустических антенн,
Стабилизация бортовой качки:
да;
Стабилизация килевой качки:
да;
компенсация вертикальной качки: да;
Эффективный диапазон глубин: 0,5-150 метров;
Разрешение по глубине:
1 сантиметр;
Геометрия антенны:
крест Миллса;
Структура построения лучей:
режим равных расстояний между лучами,
режим равных углов между лучами,
режим высокой плотности (с 01.01.2010);
Форма, размер и вес основных элементов:
Гидроакустическая антенна:
Цилиндрическая форма, материал – титан;
Диаметр:
332 миллиметра;
Высота:
119 миллиметров;
Вес:
25 кг в воздухе, 15 кг в воде;
Процессорный блок:
Ширина: 450 миллиметров;
Глубина:
400 миллиметров;
Высота:
200 миллиметров;
Вес:
приблизительно 8 кг;
Программное обеспечение SIS
SIS Multibeam Controller – контроллер многолучевого эхолота
• Включает в себя:
• Меню инсталляционных и рабочих параметров
• Тестирование и диагностику системы
• Запись сырых данных с эхолота. Старт / стоп излучения
• Ввод значений скорости звука в районе гидроакустической антенны, передача этих
значений в эхолот
• Дисплей посылок, отображающий:
− - Интенсивность сигнала
− - Профиль посылки
− - Данные от внешних датчиков
− - Осциллограмму принимаемого сигнала
− Вывод на плоттер с полным разрешением (максимальный формат А0)
Вид экрана при работе программного обеспечения SIS с эхолотом ЕМ3002.
47
В окнах вывода расположены:
Левая колонка: верхнее окно показывает силу
сигнала по каждому лучу, ниже следует окно
поперечного профиля, далее – трехмерное окно
типа «Водопад» и внизу - дисплей данных
внешних датчиков.
Верхнее окно в центре: гидролокационное
отображение толщи воды.
Нижнее окно в центре: гидролокационное
отображение дна.
Правое окно: сырые гидроакустические данные.
Оператор может моментально выбрать,
какой вид информации отображать в любом
окне!
1.3. EM 3002, СХЕМАТИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ
48
Варианты установки гидроакустических антенн
установка одной антенны
установка сдвоенной антенны
Необходимые датчики.
Измеритель скорости распространения звука в воде.
Необходимым условием получения качественных материалов при съемке рельефа дна с
использованием многолучевого эхолота, особенно в сложных гидрологических районах,
является точное знание вертикального профиля скорости распространения звука в воде.
Интеллектуальный датчик «miniSVS»
предназначен для измерения
скорости звука, температуры или давления в
районе трансдюсеров
эхолота. Датчик работает по принципу
эхолота с фиксированной
известной базой (100 мм, 50 мм и 25 мм) и
выдает непосредственно
значение скорости звука в воде. Такой
измеритель не нуждается в
49
частых поверках и калибровках, имеет
маленькие габариты (45 мм х
315 мм) и, в зависимости от корпуса, весит не
более 1 кг.
Электронный компенсатор качки и GPS компас OCTANS IV, фирмы Ixsea, Франция.
OCTANS IV заменяет сразу несколько
судовых устройств: гирокомпас, GPS
приемник, лаг, гироскопический
индикатор углов поворота.Этот
компактный прибор формирует сигналы
курса, скорости, местоположения судна, а
также сигнал гироскопического
индикатора угла поворота и
синхронизирующий импульс (1PPS) для
других гидрографических систем. Данные
от компенсатора качки поступают в
реальном времени непосредственно в
эхолот для исправления измеренных
глубин.
OCTANS IV в отличие от обычных
гирокомпасов, не содержит в себе
движущихся
чувствительных элементов, не требует
наличие поддерживающей жидкости, а
это означает, что он не требует
профессионального периодического
обслуживания.
Вся продукция IXSEA имеет сертификацию ISO 9000:2000 Приборы Octans, выпускаются с
сертификатом испытаний и гарантией на 2 года .
Технические характеристики
Курсоуказание Крен и дифферент (бортовая и килевая качка)
Динамическая точность ± 0.1° Секанс широты Динамическая точность 0,01°
Ошибка установки
± 0.1° Секанс широты Диапазон Неограничен (-180°до180°)
50
Повторяемость
± 0.025° Секанс широты Скорость слежения До 500 °/сек
Разрешение
.01° Окружающая среда
Время установки (статика)
< 1 минуты (полная точность)
Вибрация
г синус (5 – 50 Гц)
Время установки (в море) < 5 минуты (полная точность) Удары рабочие 30 г 6 мс
Компенсация по скорости Без ограничений Удары (сохранение) 50 г 11 мс
Рабочие широты
Без ограничений Наработка на отказ 30000 часов
Вертикальная и горизонтальная качки
Рабочие температуры
-40°C to +60°C
Точность
5 см или 5% (что больше)
Температура хранения
-40°C to +80°C
Период качки
От 0,03 сек до 1000 сек
Среда постановки
Поверхность (IP66)
Материал
Алюминий
Вес в воздухе (кг)
4,6
Размеры (мм)
280x136x150
Входы
Выходы
Ethernet
Питание
2 х RS232 или 2 х RS422
3 х RS232 или 3 х RS422
UDP/TCP Client/TCP server
24 В пост. / 15 Вт
СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ МНОГОЛУЧЕВОГО ЭХОЛОТА
QINSy – это современное программное обеспечение, аккумулирующее опыт лучших
экспертов в проведении гидрографической съемки.
Главное достоинство QINSy – это модульность, позволяющая включить только те модули,
которые необходимы на конкретном проекте, т.е. создать бюджетную систему наряду с
функциональностью.
Всего QINSy предлагает 5-ть программных пакетов и 11 дополнительных модулей,
охватывающих весь комплекс задач связанных с морскими изысканиями.
QINSy Office – офисный пакет, предназначенный для просмотра и предварительной
обработки собранных (полевых) данных в офисе.
QINSy Inshore – программный пакет реального времени для съемки рельефа дна однолучевым
эхолотом (сбор и предварительная обработка данных, полученных от одного эхолота, одного
GPS-приемника и одного курсоуказателя).
QINSy Lite – программный пакет реального времени для съемки рельефа дна однолучевым
эхолотом (сбор и предварительная обработка данных, полученных от различных датчиков,
включенных в единственном числе в гидрографический комплекс).
QINSY Survey – это полный пакет реального времени для съемки рельефа дна как
однолучевым, так и многолучевым эхолотами (сбор и предварительная обработки данных;
количество датчиков неограниченно).
QINSy Mapping – окончательная обработка данных, вычерчивание планшетов, 3Dвизуализация.
Компания QPS предусмотрела функцию ”upgrade” для QINSy Office и QINSy Inshore до
QINSy Lite, для QINSy Lite до QINSy Survey.
Многозадачность Windows полностью реализована в QINSy. Любое количество автономных
терминалов может быть запущено одновременно.
При помощи QINSy можно спланировать съемку, произвести полевые работы на судне и
обработать результаты съемки для получения карты глубин. Для планирования съемки можно
предварительно ввести в компьютер базовую карту, содержащую береговую линию и
препятствия типа мостов, буев, трубопроводов. QINSy позволяет импортировать файлы
форматов DXF и DGN из популярных чертежных программ Autocad и Microstation. В ходе
съемки используются спутниковые средства позиционирования с передачей по радио от
51
береговой базовой станции дифференциальной поправки, чем обеспечивается метровая
точность в реальном времени. В кинематическом режиме RTK обеспечивается в реальном
времени повышенная сантиметровая точность, что особенно полезно для отслеживания
изменений уровня воды. Программная система контролирует выполнение ранее намеченного
плана съемки в ходе ее проведения и сбора данных. В программу QINSy Survey включена
функция редактирования зарегистрированных данных.
Оголенные участки
трубопровода
Результаты съемки рельефа дна, выполненные с помощью многолучевого эхолота ЕМ3002 и
обработанные в QINSy
52
Оголенный участок
трубопровода с
пригрузами
Фрагмент съёмки участка акватории подводного перехода многолучевым эхолотом
Дисплей рулевого.
Пакет QINSy позволяет на сетевом уровне с базового компьютера задать необходимую
информацию для рулевого и соответственно выводить ее непосредственно перед рулевым.
53
Один из вариантов дисплея реального времени с запланированными галсами.
ГИДРОЛОКАЦИОННОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ДНА
Гидролокационное обследование дна выполняется с целью обнаружения, исследования и
картирования препятствий на морском дне. Обследование выполняется 2-х канальным цифровым
буксируемым гидролокатором бокового обзора CM 2 DF. Передача данных от локатора осуществляется
по кабельной телеметрической линии связи на борт экспедиционного судна, где происходит их
регистрация на магнитооптический диск и визуализация на LCD мониторе в режиме реального времени.
При работе на мелководье, в узостях и сложных навигационных условиях используется
гидролокатор бокового обзора SportScan, который позволяет работать как в буксируемом варианте, так
и с набортным расположением антенн
Краткие технические характеристики цифрового буксируемого
гидролокатора бокового обзора CM 2 DF (Производитель: СМ Ltd.England):

назначение – формирование картины подводной среды средствами гидроакустики с
одновременным измерением расстояния от излучателя до дна и температуры воды;
 количество каналов - 2;
 рабочие частоты – 102 и 325 kHz;
 наклонная дальность в диапазоне 102 kHz - 100, 200, 300, 400, и 500 м;
 наклонная дальность в диапазоне 325 kHz - 25, 50,75,100, и 150 м;
 периодичность излучения – 500/selected range-limit (наклонная дальность) в секунду;
 разрешающая способность для диапазона 102 kHz – 156 мм;
 разрешающая способность для диапазона 325 kHz – 78 мм;
 мощность импульса – 217 dB при 1 мкРа/1м;
 длительность импульса – 53 микросекунды;
 диаграмма направленности антенн
F= 325 kHz – 0,3º гориз., 40º верт,
F= 102 kHz – 1/0º гориз., 50º верт;
 регулируемое угловое отклонение лучей от оси максимальной чувствительности 10º или 20º;
 интерфейс навигационных данных – RS232, формат NMEA 0183;
54








контроль за усилением на профиле – автоматический, микропроцессор выбора и установки
параметров АРУ;
управление сбором данных – встроенный промышленный компьютер на процессоре Pentium
IV, программный комплекс MaxPro;
автоматический режим контроля и регулировки амплитуды отраженного сигнала;
размеры и вес:
«фиш» - 124 см; 17,5 кг на воздухе; 11,7 кг в морской воде;
лабораторный блок – 315 х 335 х 110 мм, 8 кг;
автономная лебедка, оборудованная дистанционным управлением и счетчиком
вытравленного кабеля для заглубления локатора;
датчик температуры воды;
визуализация данных на LCD мониторе в масштабе реального времени;
используется компьтер Pentium 166.
Цифровой буксируемый гидролокатор бокового обзора СМ 2 перед спуском за борт
55
Лебедка для спуска - подъема гидролокотора бокового обзора с выносным пультом управления.
Модуль управления и обработки данных размещается в судовой лаборатории. Там же расположен
дистанционный пульт управления лебедкой спуска-подъема гидролокатора бокового обзора.
Гидролокатор бокового обзора SportScan
56
ГБО SportScan представляет
собой современный цифровой
гидролокатор, выгодно
отличающийся от аналогичного
оборудования по совокупности таких
характеристик, как:
простота использования,качество
получаемых изображений в широкой
полосе обзора, надежность.
Конструкция корпуса ГБО SportScan позволяет использовать его и в буксируемом варианте, и с
жестким креплением на штанге (при работе на мелководных водоемах).
Очень удобным является использование в качестве источника питания стандартной аккумуляторной
батареи напряжением 12В, как правило, к ней же через блок питания подключается и портативный
компьютер.
Рабочие частоты ГБО SScan - низкая 330 кГц, высокая 800 кГц. Работа низкой частоте ГБО (330
кГц) позволяет при достаточно широкой полосе обзора (до 120 м) отчетливо обнаруживать на дне
объекты размером от 0.5 м. Работа на высокой частоте (800 кГц, максимальное разрешение по дальности
3 мм) требует более высокой квалификации оператора, но при этом позволяет фиксировать гораздо
более мелкие объекты и получать более детальные изображения крупных объектов.
Программное обеспечение работы локатора принимает данные с навигационных приемников в
формате NMEA 0183 (возможно использование строк GLL, GGA, VTG, RMC). Предусмотрена
автоматическая регулировка сигнала во всей ширине полосы обзора, позволяющая получить
качественное изображение на равномерно сером фоне в широкой полосе.
Технические характеристики ГБО Sscan
Технические характеристики
Частота, кГц
Значения
Двухчастотный 330/800
По одному на каждый борт, установлены под углом 20º к
Излучатели
горизонту
Ширина диаграммы направленности
330 кГц – 1.8º х 60º 800 кГц – 0.7º х 30º
При работе на оба борта – ширина полосы/250
Разрешение по дальности
При работе на один борт – ширина полосы/500. Мах – 0.03 м
Ширина полосы обзора, м
15, 30, 60, 90, 120
Максимальная глубина погружения, м 30
Максимальная длина кабеля, м
60
Обмен данными
RS-232, скорость 115.2 кб/с
Напряжение питания, В
постоянный ток, 10-16 В, мах 300 мА
Габаритные размеры, мм
Диаметр 114, длина 833
На воздухе 4.5
Вес, не включая балласт, кг
В воде 1.2
Балласт
Стандартные водолазные грузы
100 MHz Pentium
Минимальные требования к
16 MB RAM
компьютеру
1 GB Hard Disk
800 x 600 x 256 color graphics
Операционная система
Windows™ 95, 98, Me, NT®, 2000®, XP®
57
Входной формат данных GPS
NMEA 0183 (4800, N, 8, 1) GLL, GGA, VTG, RMC
Программное обеспечение работы ГБО SScan
Выбор источника получения данных: антенный модуль или ранее записанные файлы.
Выбор файла для записи данных. Имя файла и его текущий размер при записи показываются в верхней
части экрана.
Создание нового маленького файла из ранее записанного.
Сохранение копии рабочего экрана в формате BMP.
Сохранение текущей конфигурации.
Выбор цветового режима отображения гидроакустических данных: 107 градаций серого цвета (от белого
до черного или от черного до белого), 107 градаций коричневого цвета, цветная палитра.
Установка последовательных портов для приема данных от антенного модуля и от навигационного
приемника. Установка типа строки, принимаемой с навигационного приемника.
Выбор рабочей частоты локатора (для двухчастотного варианта).
Выбор каналов для отображения: оба канала, левый борт, правый борт.
Изменение баланса между левым и правым каналами.
Установка ширины полосы обзора по каждому борту.
Установка коэффициента усиления.
Установка единиц измерения (метры, футы)
Включение/выключение координатной сетки на поле данных.
Очистка экрана
Отображение основной служебной информации о работе антенного модуля.
Режим «лупы», перемещаемой по экрану.
Включение/выключение режима отображения гидроакустических данных, при котором размеры по
продольной и поперечной осям одинаковы.
Включение/выключение режима получения информации о скорости движения с навигационного
приемника.
Ручная установка скорости судна (в узлах), если получение данных о скорости с GPS невозможно.
Включение/выключение режима нанесения регулярных маркеров по верхней и нижней границам
гидроакустического изображения.
Воспроизведение (прокрутка) ранее записанных файлов с изменением скорости воспроизведения.
Измерение расстояния между двумя объектами.
Определение высоты объектов по длине гидроакустической тени.
Остановка/включение прокрутки изображения на экране.
Обработка данных гидролокационного обследования дна
В режиме постобработки выполняется визуализация сонограмм на печатный носитель при
поддержке программы MAX - View1v24.
Обработка данных ведется на бортовом обрабатывающем комплексе на основе компьютера
Pentium IV;1,6 ГГц,RAM 1 ГБ.
58
100 м
100 м
Пример сонограммы. Частотный диапазон LF -102 kHz, наклонная дальность 100 м, глубина буксировки
гидролокатора 6 м, скорость буксирования 5 узлов. Освещены микроформы рельфа морского дна
В правой нижней части сонограммы видны следы 3-х опор СПБУ. В силу ряда причин платформа
была смещена в точку с более устойчивыми грунтами в направлении стрелки примерно на 115 м.
В правой нижней части сонограммы отчетливо видно устье скважины со следами излива
бурового раствора.
59
Пример сонограммы. Частотный диапазон LF-102 kHz, наклонная дальность - 100 м, глубина буксировки
локатора - 6 м, скорость судна 5 узлов. Между марками координат расстояние 25 метров.
Дальнейшая обработка предусматривает построение гидролокационного плана площадки
исследования средствами программного обеспечения SonarWiz.Map (“Chsapeak Technology, Inc.”, USA).
60
Пример гидролокационного плана площадки 1х1 км в М 1: 5000, мозаика получена средствами
программого обеспечения SonarWiz.Map (“Chesapeak Technology, Inc”, USA)
На плане отражены характерные микроформы рельефа дна с простиранием с юго-востока на
северо-запад. В пределах исследованной площади техногенных объектов возвышающихся над морским
дном не обнаружено.
61
ГИДРОМАГНИТНАЯ СЪЕМКА
Гидромагнитная съемка выполняется для обнаружения и нанесения на карту техногенных
железосодержащих объектов, расположенных на морском дне или в придонной части грунтового
массива.
Объектами картирования являются металлосодержащие предметы или оборудование, включая
обломки, отдельные судовые механизмы и изделия, трубопроводы, буровой инструмент, элементы
военной техники, боезапасы, электрические кабельные линии под напряжением и т.д.
Гидромагнитная съемка выполняется морским высокоточным цезиевым магнитометром G-882
(продукция “Geometrics, Inc.” USA).
Краткая техническая характеристика морского магнитометра G-882:
 цезиевый магнитометр G882, со встроенным эхолотом и датчиком глубины;
 автоколебательная система с чувствительным счетчиком СМ-221 и оптической накачкой паров
цезия с расщепленным пучком (не радиоактивная);
 диапазон измерений от 10000 нТл до 100000 нТл;
 рабочая зона ограничена углом, образуемым вектором магнитного поля земли с экватором
датчика, который должен быть не менее 6º , и не менее 6º с продольной осью датчика;
 чувствительность счетчика СМ-221: < 0,004 нТл/πГц (RMS);
 количество выборок за секунду – 10;
 курсовая ошибка - ± 1 нТл (при полном экваториальном или полярном развороте на 360º);
 абсолютная точность < 1 нТл для всего диапазона;
 вывод данных RS 232 со скоростью от 1200 до 19200 бод;
 протокол интерфейса с GPS системой
- NMEA 0183;
 регистрация и визуализация данных на РС вспомогательной программой View201, на мониторе
одновременно с навигационными данными;
 водонепроницаемость на глубинах до 2750 м;
 буксировочный кабель усиленный кевларом с разравным усилием 900 кг;
 обработка данных программой MagLog LiteTM на бортовом обрабатывающем комплексе на
основе компьютера Pentium IV;1,6 ГГц,RAM 1 ГБ.
Морской цезиевый магнитометр G-882 в геофизической лаборатории экспедиционного судна
62
Магнитометр G-882 на палубе экспедиционного судна перед спуском за борт
Магнитометр буксируется на удалении от кормы не менее 2 - 2,5 длин корпуса экспедиционного
судна. Таким образом исключается влияние магнитного поля судна на измеряемые параметры. В
условиях мелководья магнитометр буксирутсся с применением немагнитного поплавка, который
устанавливается вблизи от буксируемой гондолы.
Оптимальная глубина буксировки магнитометра определяется глубиной исследуемой акватории,
волнением моря и предполагаемыми значениями масс железосодержащих объектов. Визуализация
данных измерения в масштабе реального времени осуществляется программой View201, результаты
обработки отражаются на мониторе LCD одновременно с навигационными данными
В процессе измерений магнитного поля на экране монитора масштабе реального времени
демонстрируется график измеренного магнитного поля, профиль дна в масштабе глубин, величина
заглубления буксируемой гондолы и навигационная ситуация.
Геофизическая лаборатория экспедиционного судна. Экспресс обработка данных гидромагнитной
съемки средствами программного обеспечения MagLog LiteTM .
63
Пример визуализации данных гидромагнитной съемки в масштабе реального времени
средствами программы MagLog LiteTM.
В левой части рисунка отображена информация об измеренном магнитном поле в нТл, глубине
акватории в метрах, в в реальный момент времени она составила 16,4 м, величину заглубления
магнитной гондолы – 2,6 м.
В правой части показана навигационная ситуация в процессе выполнения съемки.
Обработка данных гидромагнитной съемки
Обработка данных ведется на бортовом обрабатывающем комплексе на основе компьютера
Pentium IV;1,6 ГГц,RAM 1 ГБ.
На борту судна выполняются обработка данных гидромагнитной съемки программными
средствами MagLog LiteTM , Exsel, GeoSoft Insitu 2003, Surfer 8, AutoDesk Land Desktop 2005,
AutoCad 2004:
 редактирование первичных данных;
 формирование данных по галсам измерений;
 присвоение геометрии;
 построение графиков измеренного магнитного поля;
 вычисление высокочастотной составляющей измеренного магнитного поля;
 построение карт – графиков высокочастотной составляющей измеренного магнитного поля;
 построение карт аномалий магнитного поля в масштабе съемки.
64
Бортовой обрабатывающий комплекс построен на основе компьютера Pentium IV;1,6 ГГц,RAM 1
ГБ.
Пример карты аномалий высокочастотной составляющей магнитного поля на площадке
1 км х 1 км, М 1: 5000
Аномалии высокочастотной составляющей не превышают 10-20 нТл, отражают региональный
фон магнитного поля, связанного с направлением линий тектонических нарушений.
65
100 м
Пример выявления железосодержащего объекта в комплексе с данными ГЛБО.
График измеренного магнитного поля (в верхней части рисунка) и эхолотограмма совмещены с
сонограммой (цифрой гидролокатор С-МАХ2 частотный диапазон LF 102 kHz, наклонная дальность 100
м.).
В нижней, центральной части сонограммы виды следы постановки трех опор СПБУ. Платформа
была сдвинута в направлении стрелки на 115 метров на участок с более консолидированными грунтами.
На новом участке постановки платформы отчетливо видно устье скважины со следами излива бурового
раствора (шлама).
Магнитное поле измерено магнитометром G-882, диапазон измерения 10000 - 100000 нТл. На
графике измеренного магнитного поля и ее высокочастотной составляющей выделяется аномалия,
совпадающая с местоположением устья буровой скважины. Величина аномалии 310 нТл, аномалия
связана с присутствием в придонной части грунтового массива железосодержащей массы около 1 тонны.
Вероятно это фрагменты буровой колонны в вертикальном положении, не возвышающиеся над дном.
Для выделения железосодержащих целей с небольшой массой (менее 100 - 150 кг) требуется
дополнительная обработка данных магнитометрии. В этом случае аномалии от железосодержащих целей
не превышают фоновых значений магнитного поля, связанных с геологическим строением грунтового
массива. Для их выделения используются программные средства адекватные MAGPAP 2D FFT,
позволяющие выполнять фильтрацию, трансформацию, вычисление спектра и др. виды обработки
полевых данных.
На конечном этапе обработанные данные подлежат совместной интерпретации с
гидролокационными планами, полученными на участках выделенных целей.
66
а) Сонограмма LF=102 kHz,
наклонная дальность 100 м
50 м х 50 м
Железосодержащий
объект
б) Карта высокочастотной
составляющей аномального
магнитного поля, магнитометр
G-882, диапазон измерений
10000-100000 нТл.
Пример выделения
железосодержащей цели.
Аномалия магнитного
поля 12-14 нТл. Масса
цели не более 25 кг.
Вероятней всего это
фрагменты
рыбопромысловых орудий
лова.
67
МЕТОДИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ
РАБОТ
68
ДВУХЧАСТОТНОЕ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ
Сейсмоакустика выполняется для идентификации и картирования вариаций грунтов, газовых
скоплений и любых других существенных препятствий для бурения.
В нашей практике широко используется двухчастотное сейсмоакустическое профилирование,
позволяющее одновременно за время прохождения профиля получить информацию о строении
грунтового массива в двух частотных диапазонах.
Преобладающая частота излучения 4000 Гц используется для освещения грунтового массива на
глубину до 20 м ниже уровня дна моря. Разрешающая способность при этом не хуже 0,5 м. Для этой
цели применяется электродинамический источник упругих колебаний – «boomer» с излучаемой
энергией до 500 Дж.
Преобладающая частота излучения 400-600 Hz (электроискровой источник упругих колебаний
типа «sparker») используется для освещения нижележащей части грунтового массива на глубину 100 120 метров ниже уровня дна моря. Излучаемая энергия до 1 кДж, разрешающая способность не хуже 2,0
метра.
Размещение приемо-излучающих устройств “Sparker” и “Boomer” относительно антенны
DGPS и корпуса судна представлено на рисунке.
0,8 м
4,77
Технические характеристики сейсмоакустической системы:
 наименование модели - САК6;
 фирма производитель - АО «Моринжгеология», Латвия;
 блок регистрации, обработки и визуализации:
-количество основных каналов – 2;
-количество вспомогательных каналов – 3, в т.ч. навигационные данные DGPS в формате NMEA
0183, эхолотирование дна, электрометрия;
- возможность визуализации спектра сигнала, принятого по одному из основных каналов, в
масштабе реального времени.
-способ регистрации данных – цифровой;
-формат записи – бинарный, совместимый с основными пакетами программ обработки данных
сейсморазведки;
-частота дискретизации от 2 до 80 кГц;
-длина записи – до 4096 отсчетов АЦП;
-задержка начала записи – регулируемая от 0,01 до 65 ms;
69
-АЧХ – фильтрация полосовая, регулируемая, полоса пропускания 100 - 2500 и 2500 - 8000 Hz
для преобладающих частот 600 и 4000 Hz соответственно;
-усиление записи - регулируемое
-уровень собственных шумов - не более 1µV;
-генераторы высоковольтных импульсов (ГИТ), максимальная накопленная энергия - 2 кДж,
частота повторения импульсов 1-4 Hz;
- возможность каскадирования блоков регистрации с целью увеличения количества каналов НСП,
либо частоты импульсов ГИТ
-минимальные требования к РС: наличие аппаратно поддерживаемых портов ЕРР, COM,
ОС – MS DOS 6.22, HD – 1,2 GB;
-визуализация в масштабе реального времени – на экране LCD монитора;
-архивация – DVD;
-обработка данных – пакет программ RadExPro 2012.3.
 источники упругих колебаний:
- «sparker» - электроискровой, групповой, количество электродов до 240 на базе 1,80 м,
преобладающая частота 600 Hz, мощность излучения до 2 kJ;
- «bumer»-электродинамический, преобладающая частота 4000 Hz,
мощность излучения до 500 J;
 приемные устройства оснащены пьезокерамическими преобразователями гидроакустического
давления в электрический ток, в шланговом исполнении с масляным наполнителем, оснащенные
устройствами стабилизации:
для преобладающей частоты 600 Hz – линейное, групповое количество гидрофонов – 16 на базе
3,75 м, чувствительность 300 µV/Pa, распределение чувствительности прямоугольное;
для преобладающей частоты 4000 Hz – линейное, групповое
количество гидрофонов - 11 на базе 0,95 м, чувствительность 300 µV/Pa, распределение
чувствительности прямоугольное.
Аппаратурный комплекс САК-6, в центре и в левой части рисунка размещены генераторы
источников тока (ГИТ-6) отдельно для каждого из видов излучателей («boomer» и «sparker»), в
правой части - блок управления и сбора данных с монитором и РС.
Для частотного диапазона 4000 Hz излучатель и приемное устройство установлено на
поплавковом катамаране, который буксируется за кормой судна в зоне с минимальными акустическими
шумами. Заглубление излучателя и приемника минимальное (около 20 - 25 см).
70
Расположение электродинамического излучателя (ЭДИ «boomer») и приемного устройства HSAS1-0.89 на поплавковом катамаране.
Излучатель и приемник крепятся на корпусе катамарана
специальными
штангами,
позволяющими регулировать величину заглубления. Буксировка в процессе профилирования
выполняется на скорости судна около 4-5 узлов. Незначительное заглубление излучателя и приемника
накладывают ограничения на выполнение работ по погодным условиям.
Поплавковый катамаран с установленным сейсмоакустическим оборудованием частотного
диапазона 4000 Hz буксируется за кормой экспедиционного судна в стороне от кильватерной
струи в зоне минимальных акустических шумов.
Для частотного диапазона 600 Hz применяется многоэлектродный (до 240) электроискровой
излучатель «Sparker».
Излучатель и приемное устройство монтируется в единую линию и оснащаются элементами
пассивной стабилизации. Глубина буксировки единой линии излучателя и приемника 0,5 - 0,6 м.
71
Единая линия излучателя «Sparker» и приемного устройства, подготовленного к работе, на
палубе экспедиционного судна.
Таким образом, обеспечивается согласованность сейсмоакустического канала при минимальном
расстоянии от излучателя до приемника, что особенно важно при работах в условиях мелководья.
Буксировка осуществляется на «выстреле», расположенном в кормовой части судна с выносом за
борт на 8 метров, что позволяет разместить приемоизлучающее устройство в зоне с минимальным
акустическим возмущением от механизмов экспедиционного судна.
При профилировании остаются неизменными, выбранные в ходе опытных работ, величины АЧХ
фильтров, начального усиления, длины и задержки начала записи.
Обработка сейсмоакустических данных осуществляется средствами программы «RadExPro 2012.3»
(продукт ООО «Деко-Геофизика», Москва).
Пакет «RadExPro 2012.3» предназначен для обработки многоканальных сейсмоакустических
данных на компьютерах, работающих под управлением операционной системы MS Windows. По
структуре и интерфейсу пакет близок к наиболее распространенным пакетам обработки, таким как
PROMAX, GEOVECTEUR, IXL, OMEGA и пр. Включенные в его состав процедуры позволяют
осуществлять основные операции с данными, характерные для систем обработки данных:
- ввод данных, записанных в различных форматах, включая произвольный;
- интерполяцию данных в регулярную сеть;
- обработку и анализ данных;
- визуализацию результатов обработки;
- получение твердых копий на стандартных печатающих устройствах.




Процедуры обработки:
регистрация файлов в проекте (Add data File);
редакция геометрии и заголовков (Geometry Spreadsheet);
визуализация данных (Datebase Visualization);
обработка и анализ данных (Processing and Analysis of Data):
- ввод данных (Data Input);
- ввод данных из базы (Trace Input);
- коррекция амплитуд (Amplitude Correction);
- устранение постоянной компоненты (DC Removаl);
- полосовая фильтрация (Bandpass Filtering);
- передискретизация (Resample);
- преобразования Гильберта (Hilbert Transforms);
- коррекция амплитуд за сферическое расхождение (Spherical Divergense Correction);
- математические преобразования трасс (Trace Mach Transforms);
72
- ввод статических поправок (Apply Statics);
- расчет и применение сглаживающих статических поправок (Trim Statics);
- деконволюция (Deconvolution);
- вычитание кратных волн (Wave Field Subtraction);
- сейсмический анализ атрибутов (SSAA – Seismic Sequence Attribute Analysis);
- вывод данных (Data output);
- визуализация (Database Visualization).
Предварительная обработка выполняется на борту судна и направлена на оценку качества
полевого материала, а также на выделение и оконтуривание опасных геологических образований в
исследуемом диапазоне глубин.
Исходные данные непрерывного сейсмоакустического профилирования (НСАП). Излучатель Boomer,
преобладающая частота 4000 Hz, мощность излучения 350 J, интервал возбуждения 2 м, фильтрация: ФВЧ
2500 Hz, ФНЧ 8000 Hz.
Исходные данные «boomer» представлены в виде фрагмента временного разреза, полученного на
акватории с небольшими глубинами (менее 7,5 м) моря. Первые вступления – отражения от дна
и
последующие отражения искажены влиянием волнения моря.
73
Фрагмент временного разреза НСАП после применения программы RadExPro+ (после расчета и
применения сглаживающих статических поправок)
В результате обработки исходных данных с применением процедуры коррекции статики влияние
волнения моря исключено.
Время регистрации 22:17:00
площадки
3 км
Палеоложбина
со слабыми илистыми грунтами (IVmg)
Амплитудно-частотный спектр
отраженного сигнала
ОГ-1
(IVnk)
ОГ-2
(IIIhv2)
Выделение на временном разрезе палеложбины шириной 1,8 км и глубиной около 5 м
Излучатель Boomer, преобладающая частота 4000 Hz, мощность излучения 350 J, интервал
возбуждения 2 м, фильтрация: ФВЧ 2500 Hz, ФНЧ 8000 Hz.
На фрагменте временного разреза, после коррекции статики, фильтрации
и деконволюции
выделана палеоложбина в верхнеплейстоценовом комплексе консолидированных грунтов, погребенная
«слабыми грунтами» с признаками свободного газа, которые проявляются на временном разрезе «ярким
пятном» амплитуд отраженного сигнала и зоной поглощения сейсмической энергии.
74
200 м
Пример выделений в верхней части грунтового массива палеоложбин.
На фрагменте временного разреза НСАП прослежены палеоложбины шириной до 600 м и
глубиной до 10 метров (излучатель Boomer, преобладающая частота 4000 Hz, мощность излучения 350
J, интервал возбуждения 2 м, фильтрация: ФВЧ 2500 Hz, ФНЧ 8000 Hz).
Для оконтуривания потенциально опасных участков строятся структурный план палеоложбин,
карта аномалий RMS амплитуд отраженного сигнала для различных уровней локализации, карты
мгновенных параметров.
В первую очередь это локальные участки представленные (илы, торфяники и др.
неконсолидированные осадки).
Накопление слабых грунтов в пределах палеложбин снижает несущую способность грунтового
массива.
В первую очередь это зоны распространения слабых грунтов в верхней придонной части
грунтового массива до 10-20 м, в форме линз неконсолидированных глинистых и органно-минеральных
озерных и лиманных отложений, заполняющих палеоложбины, а также скопления газа («газовые
карманы»), локализующиеся на разных гипсометрических уровнях.
75
Пример локализации мощностей отложений неконсолидированных глинистых и органноминеральных озерных и лиманных осадков на площадке 3 км x 3 км для постановки СПБУ
На фрагменте карты изопахит М 1:10000 неконсолидированных грунтов ВЧР выделены области
локализации слабых грунтов и их мощности. Темные области заливки соответствуют зонам с
увеличенной мощностью неконсолидированных грунтов (сечение изопахит 1 м). Проектная точка
постановки СПБУ (отмечена кружком синего цвета) попадала на склон палеоложбины, выполненной
слабыми грунтами, рекомендуемая точка постановки СПБУ (кружок красного цвета) вынесена за
пределы палеоложбины.
76
150 м
Фрагмент временного разреза с излучателем «Sparker» в частотном диапазоне 600 Hz
На фрагменте временного разреза представлен профиль длиной 3 километра, отработанный
источником «Sparker» с преобладающей частотой сигнала 600 Гц, длина регистрации 180 мс.
Прослежено строение грунтового массива на глубину до 100-120 метров под уровень дна. В интервале
То = 50-80 мс без применения специальных процедур обработки выявлены амплитудные аномалии типа
«ярких пятен», с характерными признаками, сопутствующих зонам скопления свободного газа. К этим
признакам можно отнести упомянутые «яркие пятна», появление дифрагированных волн по краям
аномалий, локальное увеличение времени отражений нижележащих горизонтов под аномалиями яркого
пятна, что свидетельствует о наличии локальных зон поглощения сейсмической энергии.
Для глубины 20-80 и более метров под уровень дна, наибольшее значение придается выявлению
зон скопления сводного газа, с которыми могут быть связаны осложнения при проводке инженерногеологических и разведочных скважин.
Для их оконтуривания используются характерные признаки газонасыщенности грунтового
массива («яркие пятна», зоны поглощения сейсмической энергии, краевые эффекты).
77
Пример многослойной амплитудной аномалии на временном сейсмоакустическом разрезе
(источник колебаний «Sparker», преобладающая частота 600 Hz, фильтрация исходных данных в
полосе 400-1500 Hz , расстояние между трассами 2 метра, по оси Y – временная шкала То в
миллисекундах)
Аномалии в форме ярких пятен («газовая шапка») имеют протяженность 100-150 м по линии
профиля с амплитудой 4-7 метров. Под газовой шапкой отмечается «затяжка» осей синфазости,
исследуемого отражающего горизонта, что указывает на присутствие зоны поглощения в верхней части
разреза. Описанные признаки волновой картины характерны для зон с наличием в грунтовом массиве
свободного газа.
Для локализации опасных геологических образований в форме газовых скоплений широко
используются разрезы и карты мгновенных параметров.
На рисунке, размещенном ниже, представлен фрагмент временного разреза через проектный центр
площадки для постановки СПБУ. ниже в частности карты мгновенных RMS амплитуд отраженного
сигнала для различных гипсометрических уровней.
78
Пример изменения частотного состава отраженного сейсмоакустического сигнала в зоне «ярких
пятен»
В верхней части рисунка представлены фрагменты волновой картины. Излучатель типа “sparker”,
преобладающая частота излучения 500 Гц. Для выделения аномалий типа «яркого пятна» данные
сейсмоакустики обработаны средствами программы RaDExPro+.
Для локализации опасных геологических образований в форме газовых скоплений широко
используются разрезы и карты мгновенных параметров, в частности карты мгновенных RMS амплитуд
отраженного сигнала для различных гипсометрических уровней.
79
Пример карты в М 1:10000 локализации аномалий RMS амплитуд отраженного сигнала для
различных уровней локализации (площадка изысканий 3 км х 3 км для постановки СПБУ).
На фрагменте карты аномалий RMS амплитуд отраженного по различным уровням локализации
проектная точка постановки СПБУ совпала с аномалий типа «яркое пятно» (кружок синего цвета).
Аномалии возможно связаны с локальными зонами свободного газа в грунтовом массиве (аномалии
типа «яркое пятно»).
Даны рекомендации по ее переносу. Положение рекомендованной точки постановки СПБУ
отмечено кружком красного цвета.
80
СЕЙСМОРАЗВЕДКА С ВЫСОКОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ – ВЧ МОВ ОГТ
(ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ, МЕТОДОМ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН, СПОСОБОМ ОБЩЕЙ ГЛУБИННОЙ
ТОЧКИ).
Целью выполнения сейсморазведочных работ ВЧ МОГТ является выявление и локализация
«опасных» геологических объектов – компонентов геологической среды неблагоприятных для
постановки СПБУ и проводки разведочных и эксплуатационных скважин на глубину от 80-100 м до
1000 м ниже уровня дна моря. К числу таких опасностей относятся скопления свободного газа,
тектонические нарушения, залежи неконсолидированных глинистых грунтов, отличающихся крайне
слабыми прочностными свойствами.
Морские сейсморазведочные исследования могут выполняться в различных условиях. Например,
на шельфе с различными глубинами моря вплоть до мелководья, на акватории морских нефтяных
промыслов, в бухтах, заливах и т.д. Для выполнения работ в разнообразных навигационных условиях
мы используем мобильные сейсморазведочные системы, которые можно установить на суда различного
назначения.
Схема буксировки косы и пневмоисточников при выполнении сейсморазведочных работ с
высокой разрешающей способностью (ВЧ МОГТ) представлена на рисунке.
Характеристики сейсморазведочного оборудования и аппаратуры
для
сейсморазведочных работ с высокой разрешающей способностью представлена ниже:
выполнения
Система сбора и регистрации сейсмических данных









Цифровая буксируемая сейсмическая коса:
тип цифровой, буксируемый;
фирма-изготовитель
- SI Technology (Россия);
количество каналов
- 96/48;
длина активной секции – 75 м;
количество каналов в секции – 12;
интервал между каналами – 6,25 / 12,5 м;
база группирования 6,25 / 12,5 м;
распределение чувствительности – прямоугольное;
тип гидрофона – Geopoint – E (Benthos, Inc, USA);
81
 внешний диаметр – 55 мм;
 наполнитель Izopar-M.






Электронный модуль:
число каналов – 12;
АЦП – 24 бит (23 + знак);
Разрядность
- 24 бит (23 + знак);
Мгновенный динамический диапазон - > 120 дБ;
Неотключаемый фильтр низких частот – 3 Гц/ 6 Дб на октаву;
шаг дискретизации / верхняя граничная частота
0.5 мс / 816 Гц,
1 мс / 408 Гц,
2 мс / 204 Гц,
4 мс/ 94 Гц;
 накопитель
- Exabyte, MO - диск 1.3 Гб;
 формат записи - SEG-D (8048, 8058), SEG-Y.
Цифровая буксируемая сейсмическая 96 канальная коса на сейсмической лебедке, на
вставках показаны электронные модули и система сбора данных.
Система позиционирования сейсмокосы на заданной глубине:





фирма-производитель
- DigiCourse;
модель регуляторов глубины - 5010/5011;
количество регуляторов глубины
- 5;
бортовой контроллер
- DigiScan;
концевой буй с пассивным отражателем для радиолокатора.
82
Стабилизатор глубины “DigiCourse” 5010/5011
При выполнении сейсморазведочных работ с повышенной разрешающей способностью
сейсмическая коса буксируется на глубине 3 метра. По длине стримера устанавливается 5
стабилизаторов через равные интервалы.
83
Стабилизатор “DigiCourse” 5010/5011 оснащен датчиком глубина и цифровым магнитным
компасом. Управление стабилизатором и считывание данных позиционирования осуществляется через
встроенный мини-компьютер, набортный блок управления и регистрации данных средствами
программного обеспечения KVM switch Software,Test Coil.
Положение косы в плане контролируется концевым буем с пассивным отражателем для судового
радиолокатора, имеющего интерфейс с гирокомпасом и системой позиционирования DGPS.
Система возбуждения упругих колебаний




Компрессорная группа:
тип компрессоров…………………………… ДК – 10Р;
завод-изготовитель… «Компрессор", Санкт-Петербург, Россия;
количество……………………….………….2 шт;
производительность:
36 дм.куб/ в мин при Р=138 бар (2000 psi);
Пневматические излучатели:





тип излучателей………………….. Bolt 2800;
фирма-изготовитель………….…............. Bolt, США;
количество групп …………….………………………… 1;
количество излучателей в группе……………………… 4;
общий объем................................................................ 2 дм. куб.
Пневматическая пушка Bolt 2800 с объемом рабочей камеры 2 дм куб. в собранном виде на
палубе экспедиционного судна
84
Групповой пневмоисточник упругих колебаний 4 х 2 дм куб. (Bolt 2800) перед спуском за борт
экспедиционного судна
Система синхронизации излучателей в группе:




контроллер
- TGN Macha International, Inc., США;
синхронизация – автоматическая;
точность синхронизации
- +/- 0,1 ms;
протокол - каждое излучение.
Обработка данных сейсморазведки
Обработку данных сейсморазведки мы разделяем на два этапа. На первом выполняется
предварительная (экспресс) обработка на борту экспедиционного судна. Этот этап обработки
преследует решение двух основных задач:
- оценка качества полевого материала;
- предварительная оценка инженерно-геологических условий с точки зрения выявления
потенциальных геологических опасностей для постановки бурового основания и проводки
разведочной скважины (разломы, зоны скопления свободного газа ), в случае выявления
потенциальных опасностей, даются рекомендации по корректировке объемов и направления
работ.
На втором этапе выполняется окончательная обработка данных, которая преследует цель
получения количественной оценки инженерно-геологических условий, подготовки данных для
окончательного технического отчета.
Для обработки данных на борту судна используется программа RadExPro+ (созданная
сотрудниками МГУ, г. Москва), при окончательной обработке – ProMАХ.
Процедуры программ представлены в порядке их применения:
85
РЕДАКЦИЯ ДАННЫХ (DATE PREPARATION)
Ввод в формате SEG-D (SEG-D Input)
Редакции геометрии (Line Geometry Definition)
Обработка сигнала (SIGNAL PROCESSING)
Редактирование трасс (Trace Edition)
Выбор параметров мьютинга (Initial Mute)
Коррекция амплитуд (True Amplitude Recovery)
Фильтрация:F-K Filter (arb. poligon reject mode)
F-K Filter (power exponent)
Surface Consistent Decon (Spiking
mode)
Bandpass Filter
Коррекция амплитуд (Trace Equalization)
Скоростной анализ (Stacking Velocity Analysis using
Velocity Spektra).
Редакция трасс (Trace Muting (top & bottom))
Кинематические поправки (NMO Correction)
Скоростная фильтрация (Radon Velocity Filte parabolic
mode)
Common Offset F-K DMO
Суммирование ОГТ (CDP / Ensemble Stack)
POSTSTACK PROCESSING
Десонволюция (Adaptive Decon)
Миграция (Kirchhoff Time Migr.)
Обработка сигнала после миграции
(POSTMIGRATION PROCESSING)
Фильтрация (F-K Filter (power exponent))
Днеконволюция (Spiking / Predictive Decon)
Фильтрация: Bandpass Filter
Coherency Filter
Коррекция амплитуд (Trace Equalization)
Окончательная редакция данных (Final datum correction).
86
Пример 48 канальной записи, при возбуждении упругих колебаний с преобладающей частотой 80 Hz
Визуализация сейсмограммы ОПВ позволяет оценить уровень полезного сигнала и шумов,
отметить неработающие каналы или каналы с обратной полярностью.
На сейсмограмме кроме отраженных волн (отмечено двойной стрелкой) зарегистрированы волныпомехи от проходящих судов (правый нижний угол) и шумы винтов экспедиционного судна (перед
первыми вступлениями), выявлены два неработающих канала.
87
Пример временного разреза суммы ОГТ на профиле длиной 3 км, выделяются амплитудные
аномалии на отражающих горизонтах, видимые без применения специальных процедур обработки.
Дальнейшая обработка данных ВЧ МОВ ОГТ направлена на получение количественных оценок
мгновенных параметров: истинные амплитуда, скорости, фазы и т.д.
На разрезе мгновенных амплитуд этой части профиля соответствует амлитудная аномалия типа
яркого пятна на времени 300 ms. Ей соответствует участок с аномально низкими значениями
интервальных скоростей на времени 300-350 ms, что связано с резким разуплотнением грунта. Эффект
яркого пятна и зона разуплотнения под ним показывают на присутствие свободного газа в исследуемом
интервале грунтового массива в форме газового кармана.
а) НАСП, временной разрез, «sparker», преобладающая частота 600 Гц
88
б) НАСП, разрез мгновенных амплитуд
в) ВЧ МОГТ, временной разрез, преобладающая частота 100 Гц
г) ВЧ МОГТ, разрез мгновенных амплитуд
д) ВЧ МОГТ, разрез интервальных скоростей
Пример сопоставления данных сейсмоакустики и ВЧ МОГТ
На разрезе мгновенных амплитуд по данным сейсмоакустики (монтаж «б») в интервале глубин
50-70 метров под уровень дна выделяется аномалия типа «яркое пятно». Сопоставление разрезов
мгновенных амплитуд по данным сейсмоакустики и ВЧ МОГТ позволяет прогнозировать зону
скопления свободного газа на двух уровнях, возможно связанных между собой вертикальными каналами
миграции газа и представляющую собой опасный геологический объект.
На разрезах мгновенных амплитуд данных ВЧ МОГТ (монтаж «г») выделена аномалия типа
«яркого пятна», которой соответствует участок пониженных интервальных скоростей (монтаж «д»).
Выявлено снижение интервальной скорости распространения упругих колебаний в интервале350400 метров под уровень дна на участке профиля протяженностью 1000 м и его приуроченность к
«яркому пятну», может быть связано с наличием в исследуемом диапазоне грунтового массива
свободного газа и связанной с ней зоны поглощения упругих колебаний.
Локализация аномалий типа «яркого пятна» выполняется для различных временных срезов и
представляется картами амплитудных аномалий для различных уровней локализации.
89
Пример карт амплитудных аномалий для различных уровней локализации по данным ВЧ МОВ ОГТ
на площадке 3 км х 3 км.
Выявленный газовый карман на глубине около 300 м под уровнем дна классифицируется как
опасный геологический объект, который может привести к осложнениям в процессе проводки скважины
разведочного бурения.
В этом случае Заказчику даются рекомендации по смещению точки бурения или по уточнению
конструкции скважины и технологии ее бурения.
90
ПЕРЕЧЕНЬ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
МОРСКИХ ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОГРАФИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ
Навигационно-геодезическое
NacCom's StarFireTM Network на базе GPS Selective
availability (S/A code) от 02.05.2000 г. 04:05 UTM;
обеспечение
режим работы – DGPS (WAAS/EGNOS) (USA),
Средства спутниковой связи
INMARSAT FleetBroadband;
GLOBALSTAR, терминал Qualcom GSP 1600 с адаптером
GSP 1410, обеспечивающим постояное подключение.
Спутниковые телефоны Thuraya с морскими комплектами.
Все системы обеспечивают голосовую связь, E:mail
Гидрографическое оборудование
Промер
Эхолот NAVISOUND 515 (Reson, Дания)
Эхолот NAVISOUND 110 ( Reson, Дания)
Эхолот двухчастотный EchoTrac CVM (ODOM
Hydrographic Systems (США)
Многолучевой эхолот EM3002
Ультракороткобазовая (USBL) система акустического
позиционирования EasyTrak (Великобритания)
Компенсатор качки и GPS компас OCTANS IV (Франция)
Компенсатор качки HS 50 (TSS, Англия)
Электронный компенсатор качки и GPS компас OCTANS IV
Уровнемер открытого моря Aguanaut HYDRASS -3
(Германия)
Самописец уровня моря TideMaster
Самописец уровня моря miniTide
Измеритель скорости звука в воде SVP-15
(Великобритания)
Измеритель течений VALEPORT, модель 106
Гидролокация бокового обзора
Цифровой буксируемый гидролокатор бокового обзора
CM 2 DF (CMax Ltd, Англия)
Лебедка для спуска-подъема гидролокатора с выносным
пультом управления и счетчиком кабеля
Цифровой гидролокатор бокового обзора SportScan
Гидромагнитная съемка
Морской магнитометр G-882 (Geometric, USA)
Геофизическое оборудование
Сейсмоакустика
САК-6 - двухчастотный 0.2 – 10.0 кГц сейсмоакустический
комплекс (Моринжгеология, Латвия):
- блок управления и сбора данных;
- излучатель “Sparker”, 240 электродов;
- излучатель “Boomer”;
- приемное устройство HSAS -1-0,89;
- приемное устройство HSAS -1-3,5;
- катамаран для размещения комплекса “Boomer”.
Сейсморазведка ВЧ МОГТ
- цифровая буксируемая сейсмическая коса 48 каналов;
- блок регистрации или сейсмостанция «Интермарин»;
- стабилизаторы глубины DigiCourse 5010/5011;
- пневматические излучатели BOLT 2800 или “ПУЛЬС
6A/6C”;
- синхронизатор пневмоизлучателей TGN Macha;
- дизель-компрессор ДК-10Р;
- сейсмическая лебедка.
91
ПРОГРАМНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОГРАФИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ
ИЗЫСКАНИЙ
Наименование
Trimble-Hydro-6-06.01
HYPAC MAX SURVEY
EHOLOT - D
ПО SIS
QINSy
HYPAC MAX Office
MAX-Vew 1v24
SONAR WIZ.MAP
Sonar
View 201
MagLog Lite TM
CAK-6
RadExPro 2012.3
PROMAX или
INTRDSDS “Geocluster
3.1”
Surfer 8,10
Grapher 5
Corel Draw 12
MapInfo 6.5
Paradox 8
MS Offise 2007-2012
Назначение
Сбор и обработка данных DGPS
Планирование гидрографической съемки и сбор данных промера.
Обработка данных промера.
Сбор данных промера.
Сбор данных промера многолучевым эхолотом EM3002
Набор программных пакетов для сбора и обработки данных промера
многолучевым эхолотом
Обработка данных гидролокации бокового обзора.
Визуализация данных гидролокатора бокового обзора.
Обработка данных гидролокатора бокового обзора. Коррекция за
наклонную дальность, построение гидролокационного плана (мозаика).
Обработка данных гидролокатора бокового обзора. Коррекция за
наклонную дальность, построение гидролокационного плана (мозаика).
Визуализация данных гидромагнитной съемки.
Обработка данных гидромагнитной съемки, выделение
железосодержащих целей.
Сбор и визуализация данных двухчастотного сейсмоакустического
профилирования.
Обработка данных двухчастотного сейсмоакустического
профилирования.
Обработка данных сейсморазведки ВЧ МОГТ.
Построение цифровых моделей поверхностей, построение карт
различных полей (глубин, времен, амплитуд отражений и т.д.).
Построение трехмерной модели рельефа.
Построение двухмерной научной графики – графиков, диаграмм,
гистограмм, кросс-плотов и т.д.
Редактирование и печать векторной и растровой графики.
Геоинформационная система, создание и редактирование карт
различного назначения. Используется наряду с LDD-3 и Surfer 8 для
построения карт и анализа пространственно-привязанной информации.
Система управления базами данных. Используется как вспомогательное
средство при анализе данных.
Работа с документами Word, Excel, Power Point, Access.
92
Комментарии по методике сейсмоакустического профилирования
(до глубин 100 м) и сейсморазведочных работ
Одной из важнейших задач инженерно-геологических изысканий при
геологоразведочных работах и освоении нефтегазовых ресурсов шельфа является выявление
так называемых «геологических опасностей» - компонентов геологической среды, опасных или
неблагоприятных для подводных буровых оснований , гидротехнических сооружений и для
бурения геологоразведочных и эксплутационных скважин. К числу таких «опасностей»
относятся скопления свободного газа, зоны тектонических нарушений , залежи
неконсолидированных глинистых грунтов, отличающихся крайне слабыми прочностными
свойствами.
Для решения этой задачи в комплексе инженерных изысканий предусматривается
выполнение сейсморазведочных работ высокого разрешения и цифрового сейсмоакустического
профилирования. На основе многолетних работ определена оптимальная методика
производства этих работ на Каспии. При этом выполняется цифровое двухчастотное
сейсмоакустическое профилирование в частотном диапазоне 1000-7000 Гц и 400-1000 Гц и 48
канальные сейсморазведочные работы в диапазоне
40-200Гц.
При сейсмоакустическом профилировании обеспечивается изучение структуры верхней части
разреза и выявление «геологических опасностей» разреза на глубину до 15-20 м с разрешающей
способностью 0,3-0,5 м, и с разрешающей способностью 1,5-2,0 м на глубину 80-120 м (в
зависимости от сейсмогеологических условий). Увязка в единую технологическую цепочку
обработки и интерпретации сейсмоакустических и сейсмических материалов обеспечивает
уверенное выделение «геологических опасностей» по всему разрезу верхней части осадочной
толщи непосредственно от поверхности дна
на глубину до 800-1000м.
Пример комплексного отображения и совместной интерпретации результатов
сейсмоакустического профилирования и сейсморазведочных работ в части газоносности
верхней части разреза приведены на рисунке.
Как видно, скопления газа, локализующиеся на небольшой глубине (в данном случае до
100 мс), диагностируются наиболее уверенно на сейсмоакустическом разрезе мгновенных
амплитуд. Наличие свободного газа на больших глубинах отчетливо проявляется на
сейсмических разрезах при совместном рассмотрении мгновенных амплитуд и интервальных
скоростей.
93
94
МЕТОДИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
95
1. ВВЕДЕНИЕ
ООО «Моринжгеология» обладает технологией и техническими средствами для проведения морских
геотехнических изысканий с целью сбора данных о составе и физико-механических свойствах грунтов
для оценки несущей способности и деформируемости грунтового основания.
2. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СУДА
Характеристики судов см. в разделе «ФЛОТ» настоящего проспекта
3. МЕТОДИКА ОПРОБОВАНИЯ
3.1.Требования к методике
3.1.1. До начала работ необходимо произвести измерения длины труб рабочих компоновок и по
возможности промаркировать их.
3.1.2. Выбранный способ исследования должен обеспечивать наличие достаточно чистой
скважины без чрезмерного нарушения грунтов, подлежащих опробованию или испытанию.
3.1.3. Во время работы должен вестись точный учёт глубины забоя по данным измерений
бурильной колонны.
3.1.4. При опробовании или испытаниях, глубина забоя по отношению к уровню морского дна
должна определяться с абсолютной погрешностью не более 10 см.
3.1.5. В процессе исследования должен быть обеспечен отбор проб разных видов
нелитифицированных грунтов нарушенной и ненарушенной (монолиты) структуры в
соответствии с ГОСТ 12071-2000.
3.1.6. Диаметр образцов должен быть не менее 72 мм.
3.1.7. Отбор образцов на глубину до 25 м – непрерывно (максимальные интервалы между
образцами составят 0,3 м), в интервале 25-50 м – не реже, чем через 1,0 м; в интервале 50-100 м –
не реже, чем через 1,5 м.
3.1.8. Монолиты пылевато-глинистых грунтов в соответствии с ГОСТ 12071-2000 должны
отбираться методом вдавливания грунтоносов с частично перекрываемым входным отверстием.
3.1.9. Образцы песчаных грунтов (плотных и средней плотности) и супеси должны отбираться
вибрационным способом.
3.1.10. Все образцы должны быть классифицированы, покрыты воском и уложены на хранение в
деревянные ящики. Образцы должны быть зарегистрированы и промаркированы.
3.1.11. Сразу после извлечения образца должно быть выполнено подробное и точное описание
образца с указанием: цвета (в соответствии со стандартным цветовым кодом), структуры,
консистенции и запаха. Необходимо сделать цветные снимки всех характерных образцов.
3.1.12. На борту судна должны быть выполнены:
инженерно-геологическое описание разреза по каждой ИГС;
полевые испытания грунтов миникрыльчаткой и микропенетрометром;
подготовка проб нарушенного состава и монолитов для транспортировки в
специализированную лабораторию;
составление технического задания на лабораторные исследования грунтов.
3.2. Методика опробования
В зависимости от характера грунтов проходка скважины и отбор образцов грунта
осуществляется разными способами –вдавливанием, вибрационным.
Способ вдавливания используется для отбора образцов ненарушенного сложения в
связанных ( глинистых ) грунтах с консистенцией от текучей до тугопластичной и в песках
рыхлых. вибрационный способ применяется для отбора образцов песков средней плотности и
плотных.
96
После отбора образцов грунта осуществляется очистка забоя скважины с применением
промывочной жидкости (морской водой).
В случае преобладания в разрезах песков, способных к осыпанию и обвалам, по мере
углубления осуществляется крепление ствола скважины обсадными колоннами. Конструкция
скважины приведена на Рис.6.
Отбор образцов ненарушенного сложения осуществляется послойно в заданных
интервалах через 1-2м в зависимости от характера разреза. В случае выполнения рядом СРТ
места отбора таких образцов определяется по результатам СРТ.
Отбор образцов глинистых грунтов ненарушенного сложения с консистенцией от текучей
до мягкопластичной (включительно) производится вдавливаемыми тонкостенными
пробоотборниками/стаканами (поршневые или прямоточные с обратным клапаном) длиной не
более 1м; с толщиной стенок 2-3мм (См.Рис.10)
Отбор образцов глинистых грунтов ненарушенного сложения с консистенцией от
тугопластичной до твердой выполняется задавливаемым пробоотборником с отношением
диаметров – ((D2 внешн. – D2 внутр.)/ D2 внутр.) х100<30% (См. Рис.11)
Отбор образцов песчаного грунта ненарушенного сложения производится тонкостенным
пробоотборником (с обратным клапаном) длиной не более 400мм и толщиной стенок 2мм
(См.Рис. 11)
Диаметр отбираемых образцов составляет 96мм и 76мм и выбирается в зависимости от
условий проходки скважины. Стандартным является бóльший диаметр. Образцы диаметром
76мм отбираются в нижних интервалах скважин в случае использования для закрепления ствола
обсадной колонны диаметром 114мм.
Образцы ненарушенного сложения на судне не извлекаются из пробоотборников. Они
закупориваются воском, укладываются в горизонтальном положении в ящики с древесной
стружкой и хранятся в отдельном помещении при температуре 20-22º. Вскрытие, описание и
последующие исследования образцов осуществляются в береговой лаборатории.
На борту судна выполняются полевые лабораторные исследования, включающие
определение плотности и влажности грунтов и испытания глинистых грунтов
микропенетрометром и миникрыльчаткой.
Полевая классификация и описание грунтов выполняются согласно Британского
стандарта BS 5930-таблица на Рис.7, а также на Рис.8 и на Рис.9
97
Водоотделительная
колонна диаметром 219мм
Донная рама
Обсадная колонна
диаметром 146мм
Обсадная колонна
диаметром 114мм
Интервал опробования в
открытом стволе
Рис.6 Конструкция скважины при опробовании с судна
98
Рис.7 Единая система классификации грунтов BS 5930
99
Рис.8 Буровая колонка
100
101
3.3.Технические средства опробования грунта в скважине
3.3.1. Параметры технических средств отбора образцов грунта нарушенного сложения
представлены в Таблице 1, а отбора образцов грунта ненарушенного сложения - монолитов - в
Таблице 2.
Грунтонос вдавливаемый (см.Рис.10; Рис.10.1) выполнен в виде одинарной колонковой
трубы и содержит: переходник с муфтой замка З-50, клапан обратный, кернорватель и башмак.
Стакан вдавливаемый (см.Рис.11) содержит: муфту бурового замка З-50, наголовник с
обратным клапаном и фиксирующими винтами, тонкостенный нержавеющий стакан.
3.3.2. Вдавливаемый способ опробования грунтов (см.Рис.12) выполняется с помощью
гидроцилиндра опорной мачты, установленного в опорном патрубке сверху водоотделительной
колонны.
102
Клапан
обратный
Пробка
Наголовник
стакана
Винт
фиксирующий
Переходник
Клапан
обратный
Труба
керноприемная
Кернорватель
пружинный
Стакан
керноприемный
Башмак
Рис. 10 Грунтонос
вдавливаемый
Рис. 11 Стакан вдавливаемый
а) с установленным шариком
б) со сбрасываемым шариком
103
Рис.10.1. Грунтонос вдавливаемый
104
Опорная плита
Гидроцилиндр
Маслостанция
Каретка
Вилка опорной
мачты
Бурильная
колонна
Опорный
патрубок
Вилка обсадной
колонны
Судно
(условно)
Обсадная
колонна
Водоотделительная
колонна
Донная рама
Грунтонос
или стакан
Рис.12 Вдавливаемый метод опробования скважины
105
Рис.12.1 Устройство пробоотбора (методом вдавливания)
3.4.Технология опробования грунтов вдавливаемым способом
На точке производства геотехнической скважины производится спуск донной рамы с
водоотделительной колонной. На верхнем торце водоотделительной колонны (выше уровня
палубы) крепится опорный патрубок с прорезями для фиксирующих вилок.
Через опорный патрубок с водоотделительной колонной выполняется спуск обсадной
колонны до расчётной отметки забоя с посадкой колонны на фиксирующую вилку в опорном
патрубке.
Через обсадную колонну производится спуск вдавливаемого грунтоноса с бурильной
колонной до расчётной отметки с непрерывным инструментальным контролем глубины спуска
грунтоноса.
106
На опорном патрубке монтируется опорная мачта с гидроцилиндром. При помощи
гидросистемы маслостанции с гидроцилиндром обеспечивается вдавливание грунтоноса на
заданный интервал с непрерывным инструментальным контролем глубины вдавливания.
Опробование следующего интервала выполняют после извлечения бурильной колонны с
грунтоносом, демонтажа опорной мачты с гидроцилиндром, проходки скважины и углубления
обсадной колонны на величину пройденного интервала опробования.
3.5.Технические средства донного опробования
Для отбора донных грунтов будет использован электровибрационный пробоотборник ВП-4. Вид
пробоотборника ВП-4 представлен на Рис.19. и фото Рис.19.1.
Технические параметры ВП-4
Глубина моря максимальная
Глубина опробования максимальная
Диаметр керна
Тип кернового вкладыша
Тип кернорвателя
Мощность потребляемая
Род тока, напряжение и частота
Габаритные размеры:
длина
ширина
высота
Масса донного оборудования
:50,0 м
: 4,0 м
:92,0 мм
:рукав полиэтиленовый
:шарнирный, лепестковый
:1,7 кВт
:перемен.,3-х фазн.380/220В,50гЦ
:2,4 м
:2,4 м
:5,5 м
:500 кг
Работы выполняются с постановкой судна на два якоря.
По результатам опробования в камеральных условиях предусматривается построение:
 литологических разрезов по линиям опробования;
 карт донных грунтов масштаба 1:200 для участка детализационных работ и масштаба
1:10 000 для остальной площадки изысканий
Из колонок на площади съёмки отбираются пробы грунтов для определения
их классификационных показателей и основных физических свойств.
107
Траверса
Каретка
Кабель
Вибратор
Стойка
направляющая
Строп
Труба
керноприемная
Талреп
Рама опорная
Рис.19. Пробоотборник ВП-4
108
Рис.19.1.Пробоотборник ВП-4
109
4. СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ
4.1. Требования к методике статического зондирования
4.1.1. Статическое зондирование должно выполняться в соответствии с рекомендациями
Международной ассоциации по механике грунтов и строительству фундаментов – IRTP по
применению метода испытаний грунтов статическим зондированием.
4.1.2. Статическое зондирование должно выполняться согласно ГОСТ 19912-2001 зондом с
датчиком порового давления и усилием вдавливания до 100 кН, с геометрическими размерами,
соответствующими II типу по ГОСТ 20069-81, либо европейскому стандарту JSS MFE-776,
обеспечивающими, наряду с измерением сопротивления грунта под конусом и на муфте трения
зонда, измерение порового давления.
4.1.3. Статическое зондирование выполняется установкой статического зондирования «ЗондМ», а также аппаратурой «GEOTECH».
4.1.4. Зондирование осуществляется с применением направляющей колонны, компонуемой из
бурильных гладкопроходных труб диаметром 73/56мм с буровой головкой на конце.
Направляющая колонна используется для обеспечения механической устойчивости колонны
пенетрационных штанг, а также при проходке интервалов зондирования бурением с промывкой.
Данная схема позволяет за один рейс спуска инструментов выполнить СРТ исследования
грунтов глубиной до 20 м. Конструкция скважины при выполнении СРТ приведена на Рис.20.
4.1.5. Вдавливание осуществляется гидроцилиндром с усилием до 100kN и ходом штока
1200мм.
4.1.6. Скорость погружения зонда выдерживается в пределах (1.2±0.3)м/мин.
4.1.7. Пройденные интервалы зондирования разбуриваются с помощью направляющей
колонны.
4.1.8. При зондировании измеряются:
q c – удельное сопротивление под конусом зонда;
f s -удельное сопротивление грунта на муфте трения;
u - поровое давление.
4.1.9. Регистрация результатов измерений осуществляется на ПК по сигналу датчика глубины с
дискретностью 2см и более. Результаты зондирования представляются в табличной форме и в
графическом виде в форме колонки грунтов и графиков зондирования.
4.1.10. Классификация грунтов осуществляется по расчетным значениям R f =f s / q c х 100 и SCN –
классификационному показателю номера грунта согласно диаграммы Олсена. Указанные
материалы представляются в полевом отчете.
4.1.11. В камеральный период осуществляется расчет показателей деформационно-прочностных
свойств грунтов : S u, φ, C, E, непосредственно в точках измерений и средних значений по слоям.
4.1.12. На основе результатов СРТ осуществляется расчет несущей способности грунтового
основания и пенетрации опор СПБУ и предварительный расчет несущей способности свай.
4.1.13. В камеральных условиях, после получения результатов лабораторных исследований,
предполагается уточнение интерпретационных моделей. На основе выбранных зависимостей
предусматривается расчёт нормативных показателей свойств грунтов по инженерногеологическим элементам в соответствии с ГОСТ 20522-96 «Методы статической обработки
результатов испытаний»
110
Водоотделительная
колонна диаметром 219мм
Донная рама
Обсадная колонна
диаметром 146мм
до 20 м
Направляющая
колонна диаметром 73мм
Интервал зондирования
за один рейс
Рис.20. Конструкция скважины при зондировании с бурового судна
111
4.2.Установка статического зондирования «ЗОНД-М»
4.2.1. Схема установки «Зонд-М» представлена на Рис.20 и содержит:
а) Оборудование
- донная рама с водоотделяющей колонной;
- опорный патрубок;
- механизм вдавливания;
- направляющую колонну;
- пенетрационную колонну;
б) Аппаратуру
- измерительный зонд;
- вьюшку с кабелем связи;
- блок измерительного преобразователя;
- датчик меток глубины зондирования;
- ПК с программным обеспечением.
Аппаратура «Зонд-М» сертифицирована ГП «ВНИИФТРИ» ГОССТАНДАРТА РФ –
«Сертификат соответствия №0000240» от 22.03.2002г.
4.2.2.
Основные эксплуатационные характеристики установки:
- глубина моря, до – 100 м;
- максимальная глубина зондирования – 100 м;
- максимальное усилие вдавливания – 100 кН;
- ход штока гидроцилиндра – 1200 мм;
- номинальная скорость зондирования – 1,2 м/мин.;
- диаметр пенетрационной штанги – 36 мм;
- длина пенетрационной штанги – 1000 мм;
- минимальная масса донного основания – 5 тонн;
- площадь донного основания 2500х2500 мм2;
- диаметр труб водоотделяющей колонны – 219 мм;
- номинальное напряжение питания переменного тока (50 Гц) – 3х380В;
- мощность потребления , не более - 3.5 кВ·А.
4.2.3.
Конструкция измерительного зонда.
Конструкция измерительного зонда соответствует рекомендациям Международной ассоциации
по механике грунтов и фундаментостроению (Европейскому стандарту) по методу испытаний грунтов
статическим зондированием (ISMFEE. International Reference Test Procedure for Cone Penetration Test IRTP ):
- наружный диаметр - 35.7 мм;
- площадь основания конуса – 10см2;
- угол при вершине конуса – 60 град.;
- площадь муфты трения – 150 см2;
- показатель площади – а=0.852;
- расположение датчика порового давления – за конусом.
112
Опорная мачта
Гидроцилиндр
Маслостанция
Каретка
Блок измерительного
преобразователя
Кабель зонда
ПК с программным
обеспечением
Пенетрационная
колонна
Опорный
патрубок
Вилка опорной
мачты
Вилка обсадной
колонны
Судно
(условно)
Обсадная
колонна
Водоотделительная
колонна
Направляющая
колонна
Донная рама
Зонд
измерительный
Рис.21. Схема статического зондирования грунтов СРТ
113
4.2.4.
Блок измерительного преобразователя.
Измерительный зонд подключен посредством кабельной линии связи, проходящей внутри штанг
пенетрационной колонны, к блоку измерительного преобразователя. Измеряются следующие параметры
в процессе зондирования:
- удельное сопротивление грунта под конусом (q c ),
- удельное сопротивление грунта на муфте трения (f s );
- поровое давление (u 2 ).
Основные технические характеристики блока измерительного преобразователя:
- количество диапазонов измерения параметров (см.табл.3) – 2;
- основная относительная погрешность измерения параметров, не более – 1%;
- частота отсчетов - 2 отсч/с.;
- дискретность регистрации – 2 см и более;
- сопряжение с ПК в соответствии со стандартом RS-232C;
- скорость обмена информацией по последовательному каналу связи с
ПЭВМ - 9600 бод;
- напряжение питания постоянного тока - от +12 до +16В;
- ток потребления , не более - 0.5А.
4.2.5.
Диапазоны измерения параметров
Таблица 3
Данные СЗ
Удельное сопротивление грунта под
конусом зонда, q c , Мпа
Удельное сопротивление грунта на
муфте трения, f s , Мпа
Поровое давление, u 2 , Мпа
4.2.6.
-
1 диапазон
От
До
0.6
60.0
2 диапазон
От
до
0.07
7.0
0.006
0.60
0.0015
0.150
0.04
4.0
0.01
1.0
Программные средства для ПК обеспечивают:
выбор градуировки, соответствующей применяемому измерительному зонду;
автоматическую балансировку измерительных каналов (при ненагруженном состоянии
измерительного зонда);
автоматический выбор диапазона измерения параметров при СЗ;
запись результатов измерений в базу данных ПК;
контроль измеренных данных в процессе СЗ на дисплее ПК в цифровой и графической
форме;
отображение в графическом и цифровом виде результатов измерений и интерпретаций;
классификацию грунтов и расчеты их физико-механических свойств.
4.3.Технология статического зондирования «Зонд-М»
На точке статического зондирования в скважине производится спуск донной рамы с
водоотделительной колонной. На верхнем торце водоотделительной колонны (выше уровня
палубы) крепится опорный патрубок с прорезями для фиксирующих вилок.
Через опорный патрубок с водоотделительной колонной выполняется спуск обсадной
колонны до расчётной отметки забоя с посадкой колонны на фиксирующую вилку в опорном
патрубке.
Через обсадную колонну выполняется спуск направляющей колонны до заданной
глубины скважины с посадкой колонны на подкладную вилку с упором в муфту обсадной
колонны.
Через направляющую колонну производится спуск пенетрационной колонны с
кратковременной остановкой зонда на глубине море с целью выполнения нулевых отсчётов
114
аппаратурой «Зонд-М». Затем пенетрационную колонну с зондом спускают до заданной
глубины исследования скважины.
После установки опорной мачты в опорном патрубке с приводом от маслостанции
производится циклическое (по 1,0м) вдавливание пенетрационной колонны с зондом с
одновременным включением датчика меток глубины зондирования. В процессе вдавливания
зонда обеспечивается визуализация считывания и записи параметров зондирования в функции
глубины исследования.
Статическое зондирование следующего интервала производится после демонтажа
опорной мачты, извлечения пенетрационной колонны, проходки скважины и углубления
направляющей колонны на cледующий интервал исследования скважины.
При проведении работ руководствоваться соответствующими нормативными
документами, в том числе ГОСТ 19912-2001 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим
и динамическим зондированием».
4.4.Аппаратура статического зондирования «GEOTECH»
4.4.1. Аппаратура “GEOTECH” может обеспечивать следующие три варианта
передачи измерительных данных к интерфейсу персонального компьютера (ПК):
- передачу данных по кабелю связи;
- передачу данных по акустическому каналу связи (по колонне пенетрационных штанг);
- считывание данных, зафиксированных в дополнительной памяти измерительного зонда,
в ПК после подъема зонда из скважины.
Технологическая схема работы аппаратуры “GEOTECH” в варианте передачи
данных по акустическому каналу связи представлена на Рис.22.
Базовый комплект аппаратуры “GEOTECH” состоит из:
- зонда измерительного 3-х канального с встроенным датчиком угла наклона и
дополнительным модулем памяти;
- датчика глубины зондирования;
- блока интерфейса ПК;
- ПК с программным обеспечением.
Для работы в режиме передачи данных по кабельной линии связи аппаратура
снабжена :
- адаптером с герморазъемом и кабелем связи (длиной не менее 150м) для подключения
измерительного зонда к интерфейсу ПК.
115
Опорная мачта
Гидроцилиндр
Маслостанция
Каретка
Датчик глубины
Интерфейс
ПК с программным
обеспечением
Вилка опорной
мачты
Микрофон
Пенетрационная
колонна
Опорный патрубок
Вилка обсадной
колонны
Судно
(условно)
Водоотделительная
колонна
Обсадная
колонна
Направляющая
колонна
Донная рама
Акустический передатчик
с автономным источником питания
Зонд измерительный
Рис.22. Схема статического зондирования грунтов CPT, бескабельный вариант
116
Для работы в режиме передачи данных по акустическому каналу связи аппаратура
снабжена:
- блоком акустического передатчика с автономным источником питания;
- микрофоном с кабелем подключения к интерфейсу ПК.
Встроенный в зонд дополнительный модуль памяти и программные средства ПК
обеспечивают накопление данных статического зондирования их синхронизацию с метками
глубины (поступают в ПК от датчика глубины) и считывание данных в ПК после извлечения
зонда из скважины.
Конструкция измерительного зонда соответствует рекомендациям Международной
ассоциации по механике грунтов и фундаментостроению (Европейскому стандарту) по методу
испытаний грунтов статическим зондированием (ISMFEE. International Reference Test Procedure
Cone Penetration Test – IRTP):
- наружный диаметр – 35.7мм;
- площадь основания конуса- 10см2;
- угол при вершине конуса – 60 град.;
- площадь муфты трения – 150см2;
- расположение датчика порового давления – за конусом.
4.4.2.В процессе статического зондирования измеряются следующие
параметры:
удельное сопротивление грунта под конусом (q c ) – до 100МПа;
удельное сопротивление грунта на муфте трения (f s ) – до 0,5МПа;
поровое давление (u 2 ) – до 2,5МПа;
азимутальный угол наклона зонда.
4.4.3. Программные средства для ПК обеспечивают:
запись результатов измерений в базу данных ПК;
контроль измеренных данных в процессе СЗ на дисплее ПК в цифровой и графической
форме;
отображение в графическом и цифровом виде результатов измерений и интерпретаций;
классификацию грунтов и расчеты их физико-механических свойств.
Фотографии градуировочного устройства на Рис.23, зондов на Рис.24 и регистрирующей
аппаратуры на Рис.25.
4.5. Технология статического зондирования «GEOTECH»
В точке выполнения статического зондирования производится спуск водоотделительной
колонны с донной рамой. На верхнем торце водоотделительной колонны (выше уровня палубы)
крепится опорный патрубок с прорезями для фиксирующих вилок.
Через опорный патрубок с водоотделительной колонной выполняется спуск обсадной
колонны до расчётной отметки забоя с посадкой колонны на фиксирующую вилку в опорном
патрубке.
Через обсадную колонну выполняется спуск направляющей колонны до заданной
глубины скважины с посадкой колонны на подкладную вилку с упором в муфту обсадной
колонны.
Через направляющую колонну производится спуск пенетрационной колонны до заданной
глубины исследования скважины.
После установки опорной мачты в опорном патрубке с приводом от маслостанции
производится циклическое (по 1,0м) вдавливание пенетрационной колонны с зондом в массив
грунта.
В процессе вдавливания зонда обеспечивается акустическая связь зонда измерительного с
набортной аппаратурой, а также визуализация считывания и записи параметров зондирования в
функции глубины исследования.
Статическое зондирование следующего интервала производится после демонтажа
опорной мачты, извлечения пенетрационной колонны, проходки скважины и углубления
направляющей колонны на cледующий интервал исследований скважины.
117
Рис.23 Устройство для градуировки измерительных каналов
118
Рис.24. Зонды с блоком преобразования в акустический сигнал
Рис.25. Регистрирующая аппаратура в кабельном варианте передачи данных
119
ПОДВОДНАЯ ВИДЕОСЪЕМКА И ОБСЛЕДОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ
ДИСТАНЦИОННО-УПРАВЛЯЕМЫХ АППАРАТОВ
Подводная видеосъемка выполняется для осмотра и документирования состояния трубопроводов и
подводной части морских сооружений, наличия посторонних техногенных объектов, расположенных на
морском дне в непосредственной близости от трубопровода или сооружения.
Подводная видеосъемка выполняется либо водолазом, либо с помощью подводного
телеуправляемого аппарата (ROV), оснащенного видеокамерами, осветителями, манипулятором и
биконом гидроакустической системы навигации для определения местонахождения аппарата.
Дополнительно на ROV могут быть установлены: сонары бокового, секторного и кругового обзора,
эхолот, профилограф, трассоискатель измеритель анодных потенциалов, толщиномер,
дефектоскопическое оборудование.
ОСМОТРОВЫЙ ДИСТАНЦИОННО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АППАРАТ SUB-ATLANTIC NAVAJO
• небольшой вес – 35 кг
• возможность запуска вручную
• рабочая глубина 300 – метров
• высокая буксировочная мощность
• способность работы на сильных течениях
• скорость при движении вперед – 6 узлов
• стандартная полезная нагрузка – 5 кг
• высокочувствительные цветная и черно-белая
видеокамеры
• газоразрядные светильники
• автоматическое удержание курса и глубины
• блок видеотекста
• возможность установки гидролокатора
• инструментальная платформа и манипулятор
• высокая надежность и простота обслуживания
Технические характеристики
Рабочая глубина: 300 метров стандарт (>300 м опция)
Полезная нагрузка: 5 кг стандарт (>5 кг опция)
Габариты:
Высота: 405 мм
Длина: 950 мм
Ширина: 631 мм
Вес в воздухе: 35 кг
Буксировочная мощность:
Фронтальная: 46 кГс
Боковая:
18 кГс
Вертикальная: 18 кГс
Максимальная скорость аппарата/ максимально допустимая скорость течения:
Фронтальная: > 5.83 узлов
Боковая: > 2.43 узлов
Вертикальная: > 2.43 узлов
Скорость поворота: 120 градусов/сек
Видеомодуль располагается в передней части аппарата, состоит из прозрачного акрилового корпуса
цилиндрической формы.Модуль содержит платформу, на которой установлены цветная
120
видеокамера с изменяемым фокусным расстоянием (зумом),высокочувствительная черно-белая
видеокамера, 50-ти ваттнаягалогеновая лампа с регулятором мощности и два лазерных излучателя. Кроме того, на обоих концах цилиндра расположены сферические иллюминаторы
светильников. В каждой сфере находится 20Вт газоразрядная лампа, мощность которой эквивалентна 60 Вт галогенового освещения. Также имеется магнитный компас. Лазерные излучатели служат
для создания эталона расстояния путем проецирования двух параллельных лучей с известной дистанцией между ними на осматриваемый объект.
Компоненты ROV-системы
Рама имеет гидродинамическую форму и изготавливается из ударопрочного и антикоррозийного
пластика. Рама может быть легко демонтирована при необходимости обслуживания, ремонта
или замены внутренних компонентов аппарата. Все части рамы имеют быстроразъёмные крепления и
площадки для присоединения манипуляторов и другого навесного инструмента.
Система телеметрии
Канал связи «поверхность-аппарат» - 8 аналоговых каналов, 12-ти битное разрешение, 16 цифровых
каналов.
Канал связи «аппарат-поверхность» – 8 аналоговых каналов,12-ти битное разрешение, 16 цифровых
каналов. Скорость передачи сигнала – 57.6 кБод.
Канал связи – один - стандарта RS485 и один дополнительный -стандарта RS232.
Система двигателей-движителей
На аппарате установлены 4 движителя «мокрого» типа SPE-75 (два маршевых, один вертикальный и
один горизонтальный). Движители сконструированы водозаполненными, что снимает
потребность в маслозаполненных компенсаторах и магнитных муфтах. Крепление движителей к ROVаппаратам осуществляется с помощью быстроразъёмных соединений.
Инструментальные платформы
К NAVAJO могут быть присоединены рабочие платформы и манипулятор, имеющие нейтральную
плавучесть и которые могут быть сконструированы как самим заказчиком, так и производителем в соответствие с указанными требованиями.
Дополнительное оборудование
На ROV-аппарат Navajo может быть установлено следующее существующее дополнительное
оборудование:
• Двухчастотный гидролокатор секторного обзора
• Профилограф
• Гидролокатор бокового обзора
• Батиметрические и океанографические сенсоры
• Батикоррометр и приборы толщинометрии
• Дополнительные манипуляторы
Дополнительные системы обеспечения ROV NAVAJO
Основная ROV-система состоит из:
поверхностного блока управления (ПБУ)
выносного пульта управления
кабель-троса
ROV-аппарата NAVAJO
ПБУ представляет собой 19-ти дюймовую консоль и обеспечивает подачу питания и управление
работой всей системы. Этот компактный блок включает в себя блок питания с системой контроля
изоляции, телеметрию, систему регулировки светильников, функцию автоматического удержания курса
и глубины (как опция – высоты), счетчик оборотов кабель-троса и видеотекст. Управление работой
инструментальных платформ также осуществляется с помощью ПБУ. К блоку подсоединены кабель
питания и кабель-трос ROV-аппарата.
Питание: 80-264 В переменного тока, 47-440 Гц, 3.0-4.8 кВт.
Выносной пульт управления используется для управления движением аппарата и подсоединяется к
ПБУ при помощи кабеля. В стандартном исполнении пульт представляет собой джойстик Sony PS2
как наиболее используемый операторами ROV-аппаратов.
121
ПБУ и ROV-аппарат соединяет кабель-трос диаметром 14 мм, присоединенный к аппарату
электрическим разъемом с металлическим корпусом.
Аппарат NAVAJO состоит из трех основных модулей: модуля двигателей-движителей, видеомодуля
и рамы.
Модуль двигателей-движителей расположен в задней части аппарата и состоит из корпуса блока
электроники, посадочных мест для крепления 4-х движителей и разъемов для присоединения кабельтроса и видеомодуля. Внутри данного блока находятся электроника подачи питания и блок телеметрии,
доступ к которым осуществляется за счет удаления байонетной фиксирующей заглушки.
Дополнительно устанавливаемое оборудование:






Двухчастотный гидролокатор секторного обзора
Профилограф
Гидролокатор бокового обзора
Батиметрические и океанографические сенсоры
Батикоррометр и приборы толщинометрии
Дополнительные манипуляторы
Осмотровый дистанционно-управляемый подводный аппарат ГНОМ стандарт
При работах на мелководье с малых судов и
катеров в условиях ограниченного энергопитания и
пространства используется аппарат ГНОМ.
Аппараты ГНОМ прекрасно зарекомендовали
себя при выполнении инспекции подводных
трубопроводов, проведении осмотров подводных
частей буровых вышек, нефтяных платформ. Такие
работы регулярно проводятся с помощью ГНОМов
в Каспийском море. Особенно эффективно их
использование при проведении экологических
работ.
Технические характеристики














Число движителей: 3(4)
Рабочая глубина: 120 м
Скорость горизонтального движения: до 3-х узлов
Кабель: диаметр 3 мм с кевларовым упрочнением, длина до 200 м
Видеокамера: цветная SONY Super HAD CCD 1/3", 520 ТВлин, 0,3 люкс.
Светодиодные осветители
Цифровой компас (функция удержания курса, данные отображаются на мониторе)
Датчик глубины (функция удержания глубины, данные отображаются на мониторе)
Блок питания и управления: питание от сети 220В; от аккумулятора 12В
Потребляемая мощность: 150Вт
Конструктивное исполнение: переносное, в двух кейсах STORMCASE
Вес подводного модуля в воздухе - 3 кг, общий вес системы – 18 кг
Размеры подводного модуля - 310х180х150 мм
Цифровой дисплей
Преимущества аппаратов ГНОМ:
122







Полный комплект системы размещен в двух чемоданах-дипломатах - подводный аппарат,
катушка с кабелем, пульт управления с батарейным питанием, видеомонитором и устройством
записи.
Простота и удобство работы — управление аппаратом производится одним человеком с
помощью радиоджойстика.
Возможность работы с любого плавсредства — робот может быть погружен в воду, как с
борта крупного судна, так и с малого катера или даже моторной лодки.
Высокая готовность к началу работ — время подготовки к работе занимает не более 3-5 мин.
Тонкий кабель (2-3мм толщиной). В отличии от других ТПА он существенно меньше тормозит
аппарат и позволяет реально работать на заявленных глубинах.
Малые весогабариты и отличная маневренность, а также возможность работы
непосредственно на объекте, в частности в полостях, отверстиях, трубах и других
труднодоступных местах.
Малая потребляемая мощность — в 3-5 раз меньше, чем у аппаратов Videoray и Seabotix при
практически тех же значениях реальной скорости, что позволяет использовать автономное
питание от небольшого аккумулятора (12Ач), встроенного в пульт оператора.
Гидролокатор кругового обзора Tritech Super Seaprince DST
В двухчастотном гидролокаторе кругового обзора Super SeaKing DST
используются последние достижения в области гидроакустических
приборов. Использование технологии CHIRP и головки из композитного
материала позволяет добиться ранее недостижимых
дальности
обнаружения и четкости получаемого изображения. Использование
технологии CHIRP позволяет увеличить разрешение изображения по
сравнению с обычными гидролокаторами на величину до 5 раз. Кроме
этого, используется модульная конструкция приемопередатчика с
усовершенствованным узлом передачи сигнала от неподвижной части к
подвижной, что минимизирует износ и продляет срок службы прибора.
Гидролокатор Super SeaKing DST обладает всеми преимуществами более
ранней модели SeaKing, которая была выбрана как стандартный
гидролокатор для избегания препятствий во многих флотах
телеуправляемых подводных аппаратов во всем мире. Данный прибор
способен выполнять функции сразу двух гидролокаторов: гидролокатора с
частотой 352 кГц для дальнего обнаружения объектов на расстояниях до
300 м и гидролокатора с частотой 675 кГц для получения изображения
особой четкости.
Все приборы серии SeaKing могут работать одновременно, используя
один кабель для протокола ArcNet и общий процессор и дисплей.
Технические характеристики
Низкая рабочая частота
Высокая рабочая частота
Динамическое изменение частоты по
технологии CHIRP с 250 до 350 кГц
Динамическое изменение частоты по
технологии CHIRP с 620 до 720 кГц
1 МГц
вертикальной 200 [325 кГц]/ 400 [675 кГц]
Опциональная высокая частота
Диаграмма направленности в
плоскости
Диаграмма направленности в горизонтальной
плоскости
Максимальная дальность обнаружения
Минимальная дальность обнаружения
Разрешающая способность
Длительность излучаемых импульсов
30 [325 кГц]/ 1.50 [675 кГц]
300 м [325 кГц]/ 100 м [675 кГц]
0.4 м
5-400 мм а зависимости от дальности
20-300 микросекунд
123
Сектор обзора
Максимальный диаметр
Максимальная длина
Вес на воздухе
Вес в воде
Стандартная максимальная рабочая глубина
Опциональная максимальная рабочая глубина
Подключение
Диапазон рабочих температур
Диапазон температур, при которых допускается
хранение
3600 с возможностью постоянного обзора
110 мм
242 мм
3
1.4
4000 м
6800 мм
6-контактный герморазъем Tritech
-10..+35 0С
-20..+50 0С
Электрическое питание
Протоколы передачи данных
Скорость передачи данных
18-36 В постоянного тока
ArcNet, RS232
156 Кбит/с или 78 Кбит/с [ArcNet] / 115.2
кБод [RS232]
5. РАБОТЫ НА БЕРЕГУ
Работы на берегу включают:




лабораторные исследования и испытания грунтов в стационарных лабораториях;
обработку и обобщение полевых материалов и результатов исследований грунтов;
инженерные расчеты по оценке несущей способности свай;
расчеты заглубления опорных колонн СПБУ.
5.1. Лабораторные исследования
Лабораторные исследования проводятся в зависимости от требований технического задания
в соответствии со стандартами Российской Федерации, Британии и США, как в стационарных
лабораториях, так и на борту судна.
Лабораторные исследования на борту судна включают испытания образцов глинистых
грунтов, отобранных в инженерно-геологических скважинах и станциях донного пробоотбора с
помощью портативной крыльчатки (миникрыльчатки) и портативного пенетрометра
(микропенетрометра). Используются приборы фирмы «Controls»: миникрыльчатка – 16-ТО175/А,
микропенетрометр - 16-ТО171. Эти испытания обеспечивают оперативную оценку консистенции
глинистых грунтов и сопротивления недренированному сдвигу (S u ).
Лабораторные
исследования
в
береговых
лабораториях
должны
обеспечить
классификацию грунтов согласно применяемым стандартам и определение показателей физикомеханических свойств в объемах, достаточных для создания инженерно-геологической модели
грунтового основания.
Для определения прочностных и деформационных характеристик грунтов при статических
нагрузках используются приборы трехосного сжатия с использованием методик, учитывающих
специфические особенности донных грунтов, а именно: чувствительность структур к внешним
воздействиям, газонасыщенность грунтов, нейтральное давление толщи воды.
Для грунтов, распространенных в районах с возможным воздействием на сооружение
сейсмических колебаний, циклического воздействия штормовых волн, ветра и ледовых нагрузок
проводится определение механических свойств грунтов при динамических нагрузках.
Обработка результатов испытаний выполняется на основе статистических методов, которые
используются также для оценки степени неоднородности грунтов по площади и глубине, выделения
инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и установления для них нормативных и расчетных
значений характеристик.
5.2. Обработка и обобщение материалов геотехнических исследований
На данном этапе работ осуществляется обобщение и совместный анализ результатов
полевых и лабораторных исследований грунтов.
124
В ходе работ подготавливается обобщенная стратиграфия грунтов, анализируется
геологическое строение грунтового основания и физико-механические свойства грунтов,
подготавливаются инженерно-геологические колонки по скважинам с отражением на них
результатов полевых и лабораторных исследований, а также данных статического зондирования
(профили гранулометрического состава, удельного веса, сопротивления недренированному сдвигу и
др.).
По результатам обобщения и анализа определяются нормативные и расчетные
характеристики физико-механических свойств грунтов, необходимые для последующих
геотехнических и инженерных расчетов.
При обобщении материалов применяются стандартные расчетные программные продукты.
При подготовке графических материалов применяется программный комплекс AutoCAD–2000.
5.3. Геотехнические и инженерные расчеты
Указанные расчеты выполняются для целей строительства и реконструкции стационарных
платформ и для постановки СПБУ для бурения разведочных скважин.
Геотехнические расчеты для строительства и реконструкции проводятся в соответствии с API RP
2A (2000) и включают:
 оценку несущей способности свай;
 расчеты взаимодействия грунт-свая по осевым нагрузкам P-Y, T-Z и Q-Z;
 оценку сопротивления глинистого фундамента боковым нагрузкам, включая сопротивление
сползанию.
Проектные расчеты для строительства включают анализ забиваемости свай и выбор
приемлемых молотов.
Для СПБУ выполняется расчет проектной величины заглубления опор при максимальных
нагрузках, создаваемых в период ее постановки, и осуществляется анализ возможных осадок на
период бурения. Расчеты для СПБУ производятся двумя способами: по методу Fugro и по формулам
строительных норм и правил 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”.
6. ОТЧЁТЫ
Изыскательская продукция должна представляться Заказчику поэтапно, по мере выполнения
работ:
 полевые отчёты по видам изысканий по завершению морских работ;
 предварительный отчёт - оценка условий постановки СПБУ и бурения геологоразведочной скважины в проектном месте по результатам геофизических работ;
 технический отчёт по результатам окончательной обработки материалов и лабораторных
исследований.
Полевые отчёты предоставляются после завершения морских работ. В них должны
содержаться сведения о технологии и объёмах выполненных работ. На рассмотрение
представляются первичные материалы (графики и ведомости данных статического зондирования,
протоколы бурения скважин, листы опробования донных грунтов и т.д.).
Предварительный отчёт предоставляется по результатам предварительной обработки
материалов. В нем должны быть отражены предварительные результаты обработки материалов и
заключение об инженерно-геологических условиях на площадке изысканий.
Технический отчёт представляется через 80 суток после завершения морских геотехнических
работ. Он должен содержать в обобщенном виде результаты изысканий, нормативные и расчётные
показатели физико-механических характеристик грунтов, необходимые для разработки проектов
строительства и содержать основные выводы и рекомендации, необходимые для принятия
проектных решений и выбора оптимального варианта сооружений.
Технический отчёт представляется в стандартной форме на бумажном носителе в 4-х
экземплярах, на СD – в 2-х экземплярах. При этом текстовые экземпляры представляются в
редакторе Winword, графические материалы – в форматах, совместимых с AutoCAD или системами
GIS. Один экземпляр технического отчёта на бумажном носителе и CD передаётся Генеральному
проектировщику.
125
Первичные материалы (каталоги, журналы, ведомости, материалы регистрации, измерений и
наблюдений) передаются в 1-ом экземпляре совместно с Техническим отчётом. Результаты
цифровой регистрации представляются на CD.
Подготовлено под общей редакцией Тер-Саакова Эдуарда Исааковича, профессора Председателя правления АО
«Моринжгеология», факс/тел. +(371) 67919860, тел. +(371) 67919564, GSM +(371) 29454315, E-mail:
office.riga@morinzhgeologia.lv
Авторы:
Безродных Юрий Петрович, доктор геолого-минералогических наук, главный геолог, тел. +(371) 67919564, GSM
+(371) 26520781, E-mail: bezrodnih@morinzhgeologia.lv;
Кутузов Николай Иванович, главный инженер, к.т.н., тел. +(371) 67919580, GSM +(371) 26520644; E-mail:
kutuzov@morinzhgeologia.lv
Серебренников Геннадий Петрович, вед. специалист по геофизике,к.г.м.н.,тел. +(371) 67919454#30, GSM +(371)
29767815;
E-mail: sudrab@morinzhgeologia.lv
Агаронов Александр Сергеевич, вед.специалист по технологии бурения и средствам пробоотбора, тел. +(371)
67919454#28, +(78512)440614, GSM +(78512)708345,
E-mail: Agaronov@morinzhgeologia.lv;
Дорофеев Андрей Иванович, вед. специалист по геотехнике, тел. +(371) 67919832, GSM +(371) 26592034, E-mail:
dorofejevA@yandex.ru.
126