海底地质勘探技术应用 -海底地质勘探技术应用方向

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海洋工程勘察行业是海洋经济的支持层，内容涉及并融合了海洋科学研究、海洋地质勘察业、海洋技术服务业和海洋信息服务业，依附于海洋经济核心层主要海洋产业。

海洋工程勘察的分类及特点

海洋工程勘察主要包括海洋工程测量、海洋岩土勘察和海洋工程环境调查三个分专业。海洋工程测量包括海底地形测量、海底面状况侧扫和底床稳定性分析；海洋岩土勘察包括海底近表层沉积地层结构探测、海底岩土的工程（物理、力学）性质等；海洋工程环境调查包括物理、动力及防腐蚀环境的调查。

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其中，物理环境包括海水温度、盐度、海冰、气象、悬浮泥沙及通量、沉积物热导率；动力环境包括波浪、潮汐、海（潮）流的一般条件及极值条件计算；防腐蚀环境包括海洋化学要素、污损生物及沉积物电导率等。

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海洋工程勘察具有学科综合性和高科技性的特点。海洋工程测量必须具备海上导航定位、海上测绘数据采集、数据后处理、侧扫声纳及地磁测量、图件编绘等技术知识；海洋岩土勘察必须具备各类地层剖面仪（尤其是多道数字地震仪设备更为复杂）、海底取样及钻孔，及各种土工物理、力学性质测试等技术知识；海洋工程环境调查必须具备海洋水文、海洋生态、污损生物等的技术知识。

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海洋工程勘察的设备

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海洋工程测量设备包括水面水下导航定位设备、单波束多波束水深测量设备、地貌测量设备、磁力设备等；海洋岩土勘察设备包括浅地层设备、中地层设备、多道地震、重力设备、原位测试设备、底质取样设备（重力取样、箱式或抓斗取样）、海洋工程钻机、室内土工测试设备、海底泥温仪、常规沉积物化学分析设备等。

海洋工程环境调查设备包括温盐深系统（CTD）、声学多普勒测流仪（ADCP）、波浪观测系统、方向波潮流仪、海流计、海流剖面仪、自计水位仪、浮标系统、潜标系统（声学释放计）、气象观测仪器、常规海水水质化学分析仪器设备、常规海洋环境放射化学测试设备、常规海洋生态、污损生物调查设备等。

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海洋工程勘察的应用及资质要求

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海洋工程勘察所能获取的海洋数据资料基本上涵盖了所有海洋要素，从深部构造到浅地层沉积，从海底地形地貌到海水风浪潮流，污损生物等等，所以广泛应用在跨海大桥、码头、沿海核（火）电站、海底通讯光缆、电缆路由、海底输油管道路由和海上石油平台场址、海上风电场址等海洋工程建设中。

相关资料显示，我国获得海洋工程勘察设计资质的单位涉及海洋、交通、船舶、电力、机械、石油、石化、科学院等八大部门。根据建设部资质管理现有信息中的统计，有海洋工程勘察甲级资质大部分在沿海城市，目前拥有单位较少，与海洋工程勘察资质要求较高有关。

这些要求包括：具有同时承担2项大型海洋工程相关分专业的勘察能力，至少有6名具有本专业高级技术职称，近10年内获得不少于2项国家级或省、部级优秀工程勘察奖，或参加过1项与海洋工程勘察相关的国家、行业标准等编制工作，等等。同时，对拥有海洋工程勘察主要仪器设备也有很高的要求。

目前市场应用情况及效果

目前世界范围内深水勘探开展早、技术发展迅速，促使深水勘察装备和技术相应发展，并逐步成熟，作业主要集中在墨西哥湾、北海、西非和南美等1500米以上的海域。我国目前主要开展的是浅海海域海洋工程勘察，水深超过500米的深海勘察作业刚刚起步，还在摸索阶段。其中，浅海海洋工程勘察与深海勘察作业有较大的区别。

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浅海海洋工程勘察的局限性主要有：调查船较小，自持力和抗风浪能力相对较差；调查仪器通常安装在船底，或采用表面拖方式；调查仪器的能量较低，且一般都不具备耐高压能力；常规水深工程地质钻探一般采用四点锚泊方式就位。

深海勘察主要具有以下特点：一般采用动力定位调查船，自持力和抗风浪能力强，有较大的作业甲板面积，可安放各种专用绞车、吊机、ROV／AUV设备和工程地质钻探设备；工程物探调查一般采用深拖技术，或采用ROV、AUV搭载方法；采用声学定位系统为水下设备精确定位。

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另外，目前国外海底表层土质取样所采用的设备类型同国内基本相同，但深海取样收获率比较低。在我国，海上原位静力触探(CPT)设备目前仅有磐索地勘科技有限公司从事设备研发与应用；而在国外，CPT测试技术在海洋石油开发工程勘察中已得到广泛的应用。另外，国内勘察单位都不完全具备深水工程地质钻探的能力。据资料介绍，国外深水工程地质钻探的最大作业水深已达到3000m，我国目前的钻探技术能力直达到水深500米。

海洋工程勘察技术的发展方向

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目前国外海洋探测仪器发展的总趋势，除了数字化、自动化外，还向多功能的组合化发展。即将多种探测扫描系统组装在一起，运用一根铠装电缆，或是多股捆扎在一起的综合电缆，使它具有多功能的特性，所谓“深拖声纳系统”，“遥控操作的运载器具”和能显示拖曳深度，且能保持跟踪这一水深的声波发射器等都是为此目的而设计的。

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如美国的Klein和O.R.E公司提供的多频探测仪（MFES）和贝尼图像系统，能与声纳传感器相配合，可以以数字的形式实时提供清晰的三维彩色海底地形图像，海底剖面分辨率为5厘米，水平方向分辨率为20～25厘米，海底探测技术非常先进。目前，深水装备主要包括深水钻井装置、深水多缆物探船、大马力AHTS三用工作船、深水工程勘察船及深水勘察设备等。国外已经有较成熟的装备、技术和经验。

我国深水油气勘探正处在起步阶段，我国拥有广阔的深水海洋石油资源，发展深水装备，维护海洋权益已经到了刻不容缓的程度，随着我国首批适应3000米深海石油勘探施工的装备，即海洋石油981深海钻井平台、海洋石油681深海工程船、海洋石油720深海勘探船、海洋石油201深海铺管船的相继投产，吹响了我国深海石油勘探开发的号角。

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我国目前从事深水勘察技术装备还比较缺乏，仅具有500m以内浅海域的工程物探调查和约100m水深以内的浅孔钻探取芯作业能力。要满足我国未来深水海洋工程勘察以及向世界深水勘察市场拓展，应结合世界目前海洋勘察设备和技术水平和发展方向，在现有勘察装备和技术能力的基础上，大力发展深水勘察装备和作业能力，进一步提高国际竞争力，为实现深水勘探开发、保护我国海洋权益提供宝贵的技术、装备支持。

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■本文依据《工程管理前沿》（2020年第18期，作者/吕明喜）的文章重新整理，原标题为“海洋勘察技术的现状分析与趋势探讨”，编发时对部分内容做了修改与补充，图片系我平台加载，整理/溪流

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