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  • 首次使用Neptune3000海底静力触探CPT记录

作者:xiaokcehui2020-6-26 15:34分类: sampler 标签: CPT 海底静力触探

      最近出海使用了海底静力触探CPT设备,此设备主要用来测量海底以下一定深度内的土层的锥尖阻力、侧摩阻力和孔压力,最后通过这三个实测参数计算土层的物理和力学性质。《工程地质手册》原位测试章节对CPT有详细地阐述。

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一、安装连接

1)CPT水下单元已经由制造商整体安装完毕,直接连使用即可。 水下单元已经由制造商整体安装完毕,直接连使用即可。
2)安装配备的专用滑轮。
3)铠装缆安, CPT水下单元需要与预缠在所购绞车的铠装电缆进行连接。外 部铠壳与水下单元的连接需采用特制承重头
4)连接绞车滑环。
5)当以上步骤连接完毕,吊起 CPT水下单元测试。 水下单元测试。
6)测试完成后,安装探针。
7)连接甲板单元和水下。
CPT甲板单元共有三个接口,由左至右分别为缆、电源网如下图:

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甲班缆连接 CPT专用 绞车,然后 绞车光缆连接 CPT水下单元 。

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网口连接手提电脑,需要英文操作系统。
电源连接 220V电源。
注:绞车和通信光缆可以更换其他的,但是规格 要一致,长度不能超过 5000m。

二、仪器操作、软件设置

1. 打开总电源及高压控制系统,后绿灯亮起如下图:

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2. 打开 Neptune Control System软件 ,软件会自动连接通讯。
3. 软件通讯完毕后软件通讯完毕后进入主菜单选择探头型号,如下图:

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4. 软件内部调谐, 点击 performance test,如果设备运行完好,会提示成功,点击确定后进入下一步主界面。如果测试失败, 请仔细检查所有连接是否连通,检查水下单元是否供电。

5. 系统设置
1) 进入管理设置界面后按要求填写相关采样信息及,如下图:

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2) 信息填写完毕后点击 Select Cone,系统会自动计算 ,系统会自动计算 Cone Data的内容 的内容
3) 点击 Control Screen,进入取样控制界面 ,进入取样控制界面

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6. 取样控制
1) 水下单元放置在甲板,点击 Deck Baseline。
2) 水下单元入水后,屏幕下方会实时显示高度、倾角等信息,仪器到海底后点击 Seabed Baseline。
3) 判断可以进行推进测量后,点击 Thrust,推出探针,取样时会实时显示锥尖阻力、侧壁摩擦力及孔隙水压曲线。

4) 当钻孔结束后,系统会自动弹出对话框,点击确认后自动收回探针,测量结束。通常根据设定,thrust 之后应当是自动停止,自动回收,但是在该过程中,如遇情况,或根据需要可以手动 stop thrust、retract。
5) 如果锥尖阻力到达上限,会停止打孔,此时收回探针,将 CPT 收起至离水,返回步骤 1,若两次作业均到达阻力上限,未到预设深度,则判断此处海底坚硬,进行下一个站位作业。
6) 作业完成后需要填写《CPT 作业情况表》
7.数据保存
所有测量数据会保存在之前的设定文件夹, 根据需要进行整理、保存 。

本次作业,由于采用的是大船,有动力定位(DP),开始担心动力定位不能定住,后来动力定位能够定住,而且可以根据方向和距离进行移动,于是,将GPS绑在CPT的吊装点附近,提高取样定位的准确性,保证取样定位误差小于5m。

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三、常规维护方法和频次

3.1 常规维护方法

每一次下水使用后应当进行的维护步骤:

1) 使用淡水冲洗水下单元,减少可能的水下单元的腐蚀。
2) 视检连接电缆及接头,确保电缆未出现损伤,所有的水密接头连接完好。
3) 视检所有的螺栓无外伤,并紧固完毕。
4) 检视承重头,有无连接问题,所有螺栓紧固确认。

5) 铠装缆检视,检查有无外伤。
6)  原则上每做完 1 个站位均需拆卸刮泥器底座,清洗探针,实际作业时一般做完 2-3 个站位后清洗。

日常维护方法:

1) 保持设备各部件清洁。
2) 连接 CPT 水下单元、甲板单元、绞车和采集电脑,打开 Neptune Control System 软件,点击 performance test,如果设备运行完好,会提示成功,则通电完成。
3) 一次项目使用完毕,应当进行保养处理。
4) 齿轮保养无需加油,用淡水清洗,保持清洁即可。

3.2 维护频次

1)  每 3 个月进行一次通电维护。每次出入库前必须进行通电维护检查。停用后每 6 个月进行一次下水测试。
2)  每次任务出航前必须对 CPT 进行通电运行检查,如有条件,进行海试。

本次作业完成以后,将探针的保护罩(刮泥器)打开以后,发现探针不在中央,见下图:

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需要通过调节上面两个轮子将探杆捋直,我们捣鼓好2-3个小时,最后弄清楚怎么干,就是先将上面的两个轮子全部松开,观察探杆究竟那个地方引起探针不在中央,然后调节轮子,反复回收和下放,将探杆捋直。

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四、注意事项

1、安装探针时,先反转 3 圈,再顺着拧上,防止内部接线越拧越紧。
2、每次下水之前确定仪器工作正常,检查水密头,水密头必须保持清洁、涂硅脂。
3、量算 CPT 至 GPS 天线位置关系,必须确保系统收到改正后的 GPS 差分信号。
4、下水前要注意动力定位是否已经稳定。
5、当整个项目结束后必须用淡水冲洗 CPT 水下单元。
6、网区作业时,现场负责人必须在驾驶台亲临指挥。
7、注意仪器各部件的最大耐压深度。目前东勘院的 3000 型探针的最大深度
有 700m 和 2500m 两种;CPT 水下单元的最大耐压深度为 3000m,严禁超常使用。
8、如需更换探针或调整探针和 CPT 主体之间的角度,需将其放置在坚固的钢架上或者将 CPT 倾倒。在 CPT 悬空的状态下更换探针是非常危险的。

9、探针每半年返厂标定 1 次,每个重大项目前进行标定。

当探针 raw bits 的出厂值和当前值的差值大于 1000 时,需返厂进行标定(软件 Engineering 里查看)。 

 五、感谢

    感谢本次外业的全体人员,特别是船长将DP操作得非常好,晨明的杨工团队将CPT绞车操作得如此平稳。

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