浅地层剖面仪在海底管线调查中应注意的问题.pdf

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1、科技创新2015年第9期l科技创新与应用浅地层剖面仪在海底管线调查中应注意的问题于小射牙刚反(交通运输部天津水运工程脉科脉学研究所，天津300456)冲l量振摘要：文章简单介绍了浅地层剖面仪的工作原理，结合工程实幅例探讨浅地层剖面仪Edgetech一3200XS在海底管线调查中的安装、使用及注意事项，剖析数据处理过程中存在的问题，并且提出一些可行的方法进行偏移改正，减小测量误差，最终获取管道的精确位置与埋深状况，对浅地层剖面仪在海底管线调查中的应用具有非常重要的意义。关键词：浅地层剖面仪；海底管线；计划测线；偏移浅地

2、层剖面仪探测作为海底管线调查中的一种重要调查手段，数据采集软件为Discover—Sub—bottom，频率范围为216KHz，脉冲可以准确、高效地查明海底管线的位置及掩埋状况，十分便利。范围选择2~15KHz，穿透深度需要根据测区的地质环境而定。作业1浅地层剖面仪的工作原理过程中，GPS可安装在尽量靠近浅地层剖面仪拖鱼的位置，以减小浅地层剖面仪是利用回声测深原理设计的，换能器按一定开测量误差；测量船须垂直管线路由沿布设的计划测线进行探测，船角、特定的时间间隔垂直海底向下发射一声脉冲，声脉冲穿过海水速控制在3kn。如

3、图2所示为仪器设备的安装示意图。触及海底以后，一部分声能反射返回换能器；另一部分声能继续向2．2外业调查注意事项地层深层传播，同时回波陆续返回，声波传播的声能逐渐损失，直到外业调查过程中应注意以下事项：(1)GPS天线的安装位置非声波能量损失耗尽为止，如图1为声脉冲在三种介质中传播示意常重要要尽量选择靠近浅地层剖面仪拖鱼的工作位置处安装，可图。以减小数据处理过程中仪器偏移带来的误差；(2)倘若GPS天线安通常将衡量声脉冲反射强度的变量称为反射系数，也称波阻装在浅地层剖面仪拖鱼的工作位置时，恰好受到船舶舵楼的干扰，抗，

4、反射系数R的数学表达式为：影响了GPS的差分信号，则须调整GPS天线的安装位置，保证GPSR=一P2V2-P1V1的差分信号，提高测量精度；(3)测量过程中必须要严格控制船速，p2V2+p1Vl浅地层剖面测量的船速一般控制在3kn左右；(4)对于探测外径较式中，R为反射系数(波阻抗)，pl、V为第一种介质的密度和声细的海管(外径小于8寸时)，可进一步放慢船速或是将计划测线布一一波传播速度；P2,V：为第二种介质的密度和声波传播速度。设成与海管成45。方向，增加声波切割海管的时间，实践证明此方法一一由式(1)中可知，反

5、射系数的大小取决于界面两侧的物质是否有效。路道管底海存在着较大的差异。因此，回波信号经接收处理后，在浅地层剖面仪2．3数据处理终端显示器会反映出灰度较强的剖面界面线，从而可以辨别海底管浅地层剖面仪Edgetech一3200XS数据处理采用的软件是“Dis—线在海床中的埋设位置。cover—Sub—bottom”，数据处理过程中，首先利用采集软件回放原始数由、＼据，然后经过声速改正、涌浪改正、设置海底跟踪、调整TVG数值海水面等，获取较为清晰的管线剖面图像，最后摘取管线节点的坐标位置。接收基阵／将会发现摘取的“．dat

6、”数据文件中包含“测线名、纬度、经度、深度1、深度2、航向”等其他数据信息，然后根据需要选择有用的数据信R／DI,V1息进行整合，其中“深度2一深度1”为海底管线的大致埋深，最终可获得管线节点的位置与埋深状况。3存在问题及分析∥仪器设备安装过程中，我们发现GPS天线安装在浅地层剖面仪拖鱼工作位置附近处可能会遭受船舶舵楼的干扰，影响GPS的差分信号，必须要调整GPS天线的位置。在使用“Discover_Sub—bottom”软件处理数据时发现，仪器设备的偏移量无法在软件中进行改正。因此，我们需要对软件摘取的管线数据文件

7、进行后续处理，手动改月{．／正仪器设备的偏移量，从而获取海底管线的精确位置及埋深状况。图1声脉冲在三种介质中传播示意图本次调查中浅地层剖面仪拖鱼相对GPs的偏移量为(一4．5m，1．3m)，即拖鱼在GPS后4．5m、右1．3m，图3所示为部分数据在Au—海底管道路由toCAD中通过绘图平移进行偏移改正前后对比。剿面仪计划测线{右舷j-戋地层削面仅拖鱼艏向(GPSlI测量船舶I图3仪器偏移改正前后对比4结束语浅地层剖面仅计划测线文章通过工程实例简述浅地层剖面仪在海底管线调查中的安海底管道路由装、使用及调查注意事项，指出

8、数据处理过程中存在的问题，提出合图2仪器设备安装示意图理的解决方法，并在实际的海底管线调查中得到很好的应用。2工程实例参考文献文章以渤海湾某条海底管线调查项目为工程实例，调查所使用【1】刘杰，张彦昌，韩德忠．管沟对浅地层剖面图像影响的多弧现象形的管线探测仪器为美国EdgeTech公司生产的3200XS浅地层剖面成分析叭水道港口，2014，35(