首次使用Neptune3000海底靜力觸探CPT記錄

      最近出海使用了海底靜力觸探CPT設備,此設備主要用來測量海底以下一定深度內的土層的錐尖阻力、側摩阻力和孔壓力,最後通過這三個實測參數計算土層的物理和力學性質。《工程地質手冊》原位測試章節對CPT有詳細地闡述。

一、安裝連接

1)CPT水下單元已經由製造商整體安裝完畢,直接連使用即可。 水下單元已經由製造商整體安裝完畢,直接連使用即可。
2)安裝配備的專用滑輪。
3)鎧裝纜安, CPT水下單元需要與預纏在所購絞車的鎧裝電纜進行連接。外 部鎧殼與水下單元的連接需採用特製承重頭
4)連接絞車滑環。
5)當以上步驟連接完畢,吊起 CPT水下單元測試。 水下單元測試。
6)測試完成後,安裝探針。
7)連接甲板單元和水下。
CPT甲板單元共有三個接口,由左至右分別爲纜、電源網如下圖: 甲班纜連接 CPT專用 絞車,然後 絞車光纜連接 CPT水下單元。
網口連接手提電腦,需要英文操作系統。
電源連接 220V電源。
注:絞車和通信光纜可以更換其他的,但是規格 要一致,長度不能超過 5000m。

二、儀器操作、軟件設置

1. 打開總電源及高壓控制系統,後綠燈亮起如下圖:

 2. 打開 Neptune Control System軟件 ,軟件會自動連接通訊。
3. 軟件通訊完畢後軟件通訊完畢後進入主菜單選擇探頭型號,如下圖:

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4. 軟件內部調諧, 點擊 performance test,如果設備運行完好,會提示成功,點擊確定後進入下一步主界面。如果測試失敗, 請仔細檢查所有連接是否連通,檢查水下單元是否供電。

5. 系統設置
1) 進入管理設置界面後按要求填寫相關採樣信息及,如下圖:

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2) 信息填寫完畢後點擊 Select Cone,系統會自動計算 ,系統會自動計算 Cone Data的內容 的內容
3) 點擊 Control Screen,進入取樣控制界面 ,進入取樣控制界面

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6. 取樣控制
1) 水下單元放置在甲板,點擊 Deck Baseline。
2) 水下單元入水後,屏幕下方會實時顯示高度、傾角等信息,儀器到海底後點擊 Seabed Baseline。
3) 判斷可以進行推進測量後,點擊 Thrust,推出探針,取樣時會實時顯示錐尖阻力、側壁摩擦力及孔隙水壓曲線。

4) 當鑽孔結束後,系統會自動彈出對話框,點擊確認後自動收回探針,測量結束。通常根據設定,thrust 之後應當是自動停止,自動回收,但是在該過程中,如遇情況,或根據需要可以手動 stop thrust、retract。
5) 如果錐尖阻力到達上限,會停止打孔,此時收回探針,將 CPT 收起至離水,返回步驟 1,若兩次作業均到達阻力上限,未到預設深度,則判斷此處海底堅硬,進行下一個站位作業。
6) 作業完成後需要填寫《CPT 作業情況表》
7.數據保存
所有測量數據會保存在之前的設定文件夾, 根據需要進行整理、保存 。

本次作業,由於採用的是大船,有動力定位(DP),開始擔心動力定位不能定住,後來動力定位能夠定住,而且可以根據方向和距離進行移動,於是,將GPS綁在CPT的吊裝點附近,提高取樣定位的準確性,保證取樣定位誤差小於5m。

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三、常規維護方法和頻次

3.1 常規維護方法

每一次下水使用後應當進行的維護步驟:

1) 使用淡水沖洗水下單元,減少可能的水下單元的腐蝕。
2) 視檢連接電纜及接頭,確保電纜未出現損傷,所有的水密接頭連接完好。
3) 視檢所有的螺栓無外傷,並緊固完畢。
4) 檢視承重頭,有無連接問題,所有螺栓緊固確認。

5) 鎧裝纜檢視,檢查有無外傷。
6)  原則上每做完 1 個站位均需拆卸刮泥器底座,清洗探針,實際作業時一般做完 2-3 個站位後清洗。

日常維護方法:

1) 保持設備各部件清潔。
2) 連接 CPT 水下單元、甲板單元、絞車和採集電腦,打開 Neptune Control System 軟件,點擊 performance test,如果設備運行完好,會提示成功,則通電完成。
3) 一次項目使用完畢,應當進行保養處理。
4) 齒輪保養無需加油,用淡水清洗,保持清潔即可。

3.2 維護頻次

1)  每 3 個月進行一次通電維護。每次出入庫前必須進行通電維護檢查。停用後每 6 個月進行一次下水測試。
2)  每次任務出航前必須對 CPT 進行通電運行檢查,如有條件,進行海試。

本次作業完成以後,將探針的保護罩(刮泥器)打開以後,發現探針不在中央,見下圖:

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需要通過調節上面兩個輪子將探杆捋直,我們搗鼓好2-3個小時,最後弄清楚怎麼幹,就是先將上面的兩個輪子全部鬆開,觀察探杆究竟那個地方引起探針不在中央,然後調節輪子,反覆回收和下放,將探杆捋直。

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四、注意事項

1、安裝探針時,先反轉 3 圈,再順着擰上,防止內部接線越擰越緊。
2、每次下水之前確定儀器工作正常,檢查水密頭,水密頭必須保持清潔、塗硅脂。
3、量算 CPT 至 GPS 天線位置關係,必須確保系統收到改正後的 GPS 差分信號。
4、下水前要注意動力定位是否已經穩定。
5、當整個項目結束後必須用淡水沖洗 CPT 水下單元。
6、網區作業時,現場負責人必須在駕駛臺親臨指揮。
7、注意儀器各部件的最大耐壓深度。目前東勘院的 3000 型探針的最大深度
有 700m 和 2500m 兩種;CPT 水下單元的最大耐壓深度爲 3000m,嚴禁超常使用。
8、如需更換探針或調整探針和 CPT 主體之間的角度,需將其放置在堅固的鋼架上或者將 CPT 傾倒。在 CPT 懸空的狀態下更換探針是非常危險的。

9、探針每半年返廠標定 1 次,每個重大項目前進行標定。

當探針 raw bits 的出廠值和當前值的差值大於 1000 時,需返廠進行標定(軟件 Engineering 裏查看)。 

 五、感謝

    感謝本次外業的全體人員,特別是船長將DP操作得非常好,晨明的楊工團隊將CPT絞車操作得如此平穩。

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圖片有些無法上傳,建議看xiaok海洋測繪網或者關注同名公衆號。

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