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  • 第一次独立使用海洋静力触探仪器CPTU

作者:xiaokcehui2021-6-16 0:08分类:

最近半个月去辽东湾进行了静力触探作业,本次使用静力触探设备与之前使用的型号一样,都是英国的datem公司的Neptune3000的静力触探仪。设备仍然是租用的,但是租借单位人员比较紧张,没有派人指导作业。不过,幸亏我的同级校友武汉Geocean的郑总,带着他的国产临时CPT一起作业,有什么明白可以问他们。他们主要的业务是自带设备提供CPT服务,比如海上风电的深孔CPT,或者一些科研CPT项目。它的设备大约2吨重,是这样的:

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英国datem公司的Neptune3000长这个样:

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1、武汉吉欧信geocean的CPT和datem的CPT对比

开始使用的武汉geocean的CPT,由于是简易的,所以它的液压油是甲板提供的,因此需要1个进油管和出油管,2条电缆,1条是计数器等其它信号线,1条是探头信号线。探杆是11节接上去的,共有7m,且中间需要穿线缆,具体的原始就是将陆地的CPT操作搬到水下,然后在甲板上就行遥控。


第一站,钻到3m就停止了,由于配重不够,10平方cm20MPa的锥尖阻力(Tip)就会将取样器(2吨)顶起;由于线缆太多,都扭在一起,比较危险,而且配重不够,没有钻到预定深度,干了2站就没有继续使用,换datem的CPT重新干。

吉欧信geocean的CPT由于有4条连接缆,操作较为复杂,而datem只有1条缆,操作简单,但是从数据来看,geocean的CPT探头质量可靠。下面是在同一站,2个CPT的结果。

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相同深度,2个曲线形态基本差别不大,说明geocean的CPT探头质量是过关的。

郑总观摩了datem的操作,与他的技术人员讨论,准备仿照datem的做法,只有1根缆下去,不用接钻杆,希望他们早日完成他们的设想。

2、Datem的2平方cm探头的问题

从上面的datem的曲线可以看出,datem曲线侧摩阻力为负值,当负值小于-3kPa,软件认为值不对,曲线上没有显示。geocean探头侧摩阻没有负值,而且能测出小于1kPa的侧摩值,主要原因是,它们的探头原理不同。

武汉geocean的探针端阻和侧阻都是单独的应变片,2个的量程不同,侧摩是500KPa,端阻是50MPa,千分之一量程为误差,即0.5kPa和50KPa。

datem端阻和侧阻使用的是同一个柱子,两个应变片,采用的是减法探头也就是侧阻力是上面的应变力-下面的应变力

根据探针的量程,1Kn,取千分之一为误差1N计算端阻,采用的是2平方厘米,计算侧阻,采用的是侧筒的面积,30平方厘米,误差为3KPa和50KPa。

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我们可以认为武汉geocean的探头设计得比datem的好,侧摩值比datem灵敏些。

具体到datem这个设备,我们必须减少侧魔阻负值的出现,问了设备单位,他们提了一些建议:
(1)坐底归零,静止够长的时间

(2)在水面进行泥面归零,后期减掉水压

(3) 换探针

后面2条是郑总他们建议的,前面2条,都尝试了不行,后来只有每站换探针。但是,出现反复插拔探针,后来出现了探杆端接头脱焊的情况,就不敢频繁换探针,采用清理探针的方式,效果也不错。

3、换探杆


遇到的第一个问题是,刮泥器的侧面的四个螺杆的螺帽的内六角,变成圆,不受力,后来将探针卸载,将探杆收回,将这个刮泥器卸载,然后通过热脱,将螺杆卸掉,或者用十字丝,强行卸开,换新的螺杆;

然后卸载探杆的盖板,然后用手动控制器,通过释放探杆的方式,将探杆的滚筒从里转到外面,直到看见连接探杆的接线盒,将接线盒的盖板打开,取出探杆;

将新探杆接上,转动滚筒,使得第一圈探杆贴近滚筒边沿,然后,通过手动控制器,通过回收探杆的方式,将探杆的滚筒从外转到内,与滚筒的前板,保持同一面;这个过程,我们重复了三次,开始总是想通过手工将探杆塞到滚筒里,然后盖上盖板,发现探杆难以完好回收至滚筒中,前面板与滚筒平面不能在同一平面;后来,改成三圈,二圈塞进去,然后用控制器回收探杆,前面板与滚筒平面不能在同一平面;主要原因是,手动塞进去,探杆由于比较硬,不能很好的排缆,使得前面板与滚筒前表面不在同一平面;必须在第一圈的时候,盖上探杆滚筒盖板,扭紧远离刮泥器的4个螺杆,手动控制器回收探杆,将探杆回收至滚筒中,并且保证滚筒前面板与滚筒盖板保持在一个平面;

最后,将探杆竖直部分塞到拉直器里,上紧拉直器的滚轮。

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4、总结

(1)国产geocean的CPT探针质量没有问题,但是操作复杂,需要进行改进,减少通讯缆,简化操作步骤,期待geocean的CPT新产品早日完成。

(2)datem的2平方探头由于采用的是减法substraction探头,在底质较软的时候容易出现负值,当负值小于3KPa的时候,需要更换探针或者清理探头;

(3)datem的设备结构比较精巧,看起来高大上,但是维护起来也比较麻烦。

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