单波束测深技术在海底管道检测中应用

为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用了单波束测深技术。对探测过程中海底管道的声波反射特征和解释方法进行了研究,研究结果表明,浅水时反射曲线更能反映管道的真实形态;深水时无论是绕射曲线还是反射曲线均与管道的真实形态有较大差异。波束角会严重影响单波束对海底管道的探测能力。通过对测量记录的分析,可对海底管道的位置、埋设深度和是否发生悬空等状况进行判断。     

综合地球物理方法在海底管道检测中的应用——以舟山大陆引水工程为例

如何快速、高效、准确地获取海底管道的在位状态是海底管道检测的关键所在。本文采用单波束测深、多波束测深、侧扫声呐探测和浅地层剖面探测等多种海洋地球物理探测方法,对杭州湾南部舟山大陆引水工程所属的4条平行排列的海底供水管道进行了在位状态检测,获取了研究区的海底地形特征以及海底片状冲刷和管道沟等微地貌特征,探明了海底管道悬空、出露和浅埋等在位状态。结果表明,通过综合应用多种海洋地球物理方法对海底管通进行检测,可以使不同方法之间形成有效互补,从而高效、准确的检测海底管道的埋藏状态,为后续的管线治理和保护提供技术支持。     

海底管道的浅地层剖面图上反射特征与判读方法

海底管道具有掩埋、出露、悬空三种空间状态。在浅地层剖面图上,海底管道具有较强能量的弯月形绕射特征。但管道空间状态不同,其反射特征也不同。另外,施工中会产生涌浪、船舶噪音等干扰波,这些干扰波叠加在浅地层剖面上,影响对管道反射的识别。较详细叙述了不同空间状态的管道在浅地层剖面图上的反射特征和干扰波特征,以便在海底管道检测中更好地识别管道反射,提高解释精度。     

杭州湾海底管道冲刷自埋演化过程初步研究

针对杭州湾海底管道的实际工程状况,使用声学探测技术对海底管道冲刷自埋演化过程进行了现场检测,验证了海底管道从初始敷设状态依次发展为孔道冲刷、部分掩埋、尾流冲刷、尾流冲刷平衡、再次孔道冲刷和回淤自埋状态的演化过程.采用数值模拟方法分析了海底管道自埋演化过程中的典型状态,结果表明:管道下方的渗流和天然微孔隙是孔道冲刷起动的...     

海底管道综合探测技术及东方1-1管道不稳定因素

海底管道在海洋油气工业中发挥着重要作用,必须定期或适时检测管道状态以保障其安全运营,这是海底科学新的研究领域。介绍了海底管道综合调查技术(包括侧扫声纳、多波束测深、浅地层剖面等)的基本原理及其在东方1-1海底管道调查中的应用,并利用调查结果分析了威胁该管道安全的主要因素。调查结果表明,管道周围海床冲刷和沙波移动均可造成管道悬跨,威胁管道安全,并提出了加强安全监测建议。     

声波探测技术在海底输油管道检测中的应用

介绍了多波束测深系统、侧扫声纳和浅地层剖面等声波探测技术的基本原理及在海底管道检测中常用设备与参数选择。结合工程实例给出了各种检测方法在海底输油管道检测中应用效果。介绍了海底管道检测流程,分析了各种检测方法的优缺点和不足之处。结果表明,海底管道检测时应充分利用各种方法的互补性,提高检测效率和准确性。     

声波探测技术在海底输油管道检测中的应用

介绍了多波束测深系统、侧扫声纳和浅地层剖面等声波探测技术的基本原理及在海底管道检测中常用设备与参数选择。结合工程实例给出了各种检测方法在海底输油管道检测中应用效果。介绍了海底管道检测流程,分析了各种检测方法的优缺点和不足之处。结果表明,海底管道检测时应充分利用各种方法的互补性,提高检测效率和准确性。     

海底管道检测与三维点云重建算法

随着海底油气管道的铺设规模越来越大,为防止管道油气泄漏而导致人员伤亡和财产损失,海底管道的日常巡检尤为重要。提出一种基于多波束点云的海底管道检测与三维重建算法,利用高频多波束声纳对水下管道进行成像,对声纳图像采用经典边缘检测算法检测管道边缘,得到相应的点云数据,将点云数据拼接成一组完整的空间点云集合,对点云集合进行三维重建。通过水池试验结果证明,提出的算法流程能够有效地实现水下管道的检测与三维重建,具有较好的工程应用前景。     

上覆硬质保护层海底管道检测技术探讨

海底管道在油气工业中发挥着重要作用,为保障其安全运营必须定期进行检测掌握其在海底的状态。有的海底管道在铺设时为其安全考虑,在海底管道上方覆盖了抛石等硬质保护层,这样就导致在海底管道定期检测时一些检测仪器难以探测到硬质保护层下海底管道的位置和埋深,而浅地层剖面仪和磁力仪仍然可以不同程度地实现这种情况下的海底管道检测。文中对浅地层剖面仪和磁力仪的原理进行了介绍并对其在上覆抛石等硬质保护层海底管道检测中的应用进行了分析探讨。分析结果表明浅地层剖面仪和磁力仪组成的综合检测系统对上覆硬质保护层的海底管道探测有一定效果,可查明海硬质保护层下海底管道的位置和埋深,为海底管道的安全管理和维护提供数据支持,也可为其他类似海底管道检测提供参考。     

联合多波束和侧扫声纳的非掩埋海缆调查技术

海底电缆冲刷监测对海上风电的运行维护具有重要意义,传统的海缆探测声纳存在调查手段单一、特征表达片面、检测效率较低等问题。采用同时集成测深模块和侧扫模块的SeaBat T50-P多波束系统,通过对两类声纳数据进行解译识别和相互印证,提高海缆状态判别的准确性。结合福清兴化湾海上风电场二期项目海缆冲淤监测工程实例,该调查技术能够直接反映海底电缆的三维空间形态,从而确定非掩埋海缆的裸露长度和悬空高度。水下探摸结果验证了本方法实施的有效性,非掩埋海缆探测的精度和效率得到显著提高。     

HY1621多波束测深仪的性能分析

基于HY1621多波束测深仪的多次研制试验,利用不同水域的测试数据,重点分析了HY1621多波束测深仪的测深稳定性、边缘波束稳定性以及测量精度。通过对比分析HY1621和T50-P多波束对新安江水库区域的水下地形扫测成果,以及对HY1621多波束在长江三峡库区的水下地形扫测成果所做的分析,验证了HY1621是一款达到预期性能设计指标的多波束测深仪。     

多波束测量边缘波束测深精度分析与评估

根据多波束测深系统边缘波束采集的异常数据云图,判别分析多波束测深系统的各误差源对边缘波束测深的影响,从理论上探讨声线折射所引起的测深误差与边缘波束角之间的关系,通过多波束测深工程实例的精度验证,结果表明:换能器安装的牢固程度和校准精度、测船定位和姿态改正与测深的时间同步性,对边缘波束的测深精度影响较大;声线剖面误差使得中央波束和边缘波束的测深偏浅或偏深,各波束的测深误差曲线呈现"哭脸"状或"笑脸"状,但对于各波束测深的综合精度,中央波束精度相对较高,两侧边缘波束精度相对较低。     

多波束水深测量误差源分析与成果质量评定

结合多波束测深系统在海洋水深测量实际生产中的应用,分析了受复杂海洋动态环境以及仪器自身原因等内外部因素影响易产生的各种粗差和系统性偏差,探讨了适用于多波束测深系统获取的水深测量成果的质量控制和检验指标,制定了涵盖多波束测深数据采集、处理、成果制作、验收等全过程的质量检验方案。     

温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律分析

在多波束测深中,温盐深剖面数据的准确性对测量精度起到非常重要的作用,而在实际测量中,温盐深误差又不可避免地存在。为了分析温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律并将其影响值量化,本文在声速剖面间接测量数据的基础上,选择精度较高、适应性较强的声速经验公式推导其误差公式,计算温盐深变化所引起的声速误差值,并且在常梯度声线跟踪模型的基础上推导出声波旅行轨迹的水平位移和垂直位移误差公式,然后结合声速剖面计算出声速误差对波束脚印坐标的影响程度。实验结果表明,温度变化对声速的影响最大,盐度和深度依序次之;温度、盐度、深度3个参量的变化引起波束脚印Z坐标的变化量均大于X、Y坐标,最高可达变化前深度的0.6%。温度和盐度的变化引起的三轴坐标值变化量随入射角的增大而减小,而深度变化引起的三轴坐标值变化量几乎不随入射角的变化而变化。本文研究结果可为温盐深误差对多波束测深精度评估工作提供借鉴作用。     

温、盐、深探头在多波束测量中的综合运用

针对多波束测量中存在的声速误差问题,探讨了声速误差对多波束测量的影响以及影响表层声速和换能器动态吃水深度变化的主要因素,提出了一种旨在提高多波束测量精度的有效手段——温、盐、深探头的综合运用,以便实时测定表层海水的声速和换能器的动态深度吃水改正。     

海底管线调查综合物探作业方法研究

海底石油管线调查方法包括物探方法和潜水方法或两者的结合。综合物探作业方法是综合利用浅地层剖面、旁侧声纳、测深仪、磁力仪等手段探测和分析海底管线状态。文章给出各种物探手段联合作业方法、作业程序和注意事项,以及数据处理方法;对布线方法、仪器选择原则及作业关键点进行较详细的说明,对海底管线综合物探作业给与了指导。     

浅水多波束系统及其最新技术发展

针对目前国际上8家公司生产的16种新型浅水多波束系统的技术指标,对它们的技术性能,包括采用的波束形成方法、频率范围、测深量程、深度分辨率、最大测幅、单位时间（s）内的采样次数、波束宽度、侧扫功能、测深精度、测量航速、声线弯曲改正、姿态传感器及设备寿命等给予了评价,并展望了浅水多波束技术的发展前景.     

Acoustic stereo images of the bottom surface

In order to enhance the efficiency of the interpretation of surface images obtained with a side scanning sonar, it is proposed to supplement the standard processing software with a program for obtaining acoustic stereo images. Examples of such images synthesized with this program using the data of a bottom sonar survey with a side scanning sonar and an echo sounder are presented. The cases are considered when the information on the bottom relief contained in sonar images obtained with a standard side scanning sonar or its modifications can be used instead of the data of an echo sounding survey.     

MUSIC算法在国产多波束测深仪中的应用研究

针对现有以常规波束形成技术为基础的多波束测深算法中存在空间分辨率不足的问题,将子空间类高分辨算法MUSIC应用到国产多波束测深系统中,探索提高多波束系统空间分辨力的方法。对MUSIC算法原理进行了数学表达式推导和性能分析,并通过计算机仿真、湖上试验数据处理验证了本算法能降低回波到达角度的估计误差,有效地提高了空间方位估计精度,具有实际应用的可行性。