海上风电工程勘探方法选择

郭海峰 王晨 尚晓 常雷

摘要：随着人们对能源的需求日益增长，当前煤炭等传统能源已经不能有效地满足人们的需求，基于环保可持续发展的理念，人们越来越多地注重开发新能源。应当看到，海洋中各类能源丰富，如果能够充分地利用海上风力进行发电，那么将为人们的能源需求提供有效的保障。海上风电的开发关键在于有效地做好勘探工作，由于我国当前对于海上风电的研究还在初级阶段，因此对于海上风电的勘探还处于摸索阶段，因此要加大相关的研究，选择好勘探方法，推动我国海上风电事业不断发展。

关键词：海上风电;工程勘探;方法;选择

海洋上风力很大，如果能够将风力有效地转化为电能，将为人们提供足够的能源保障。海上风电是一种可持续的清洁能源，应用前景广泛，值得重视。我国对于海上风电的开发越来越多，但目前海上风电大部分的研究还是在近海领域。近海领域也是有海水覆盖的，海中的情况复杂，因此，必须要进行充分的勘探，了解建设环境从而采取有针对性的措施安装海上风力发电设备，确保风电机组等设备高效率的开展工作。海上风电是一种新的能源开发利用方式，是今后我们加强能源开发的主要研究方向。可以说，勘探方法的选择决定着整个海上风力发电设备的质量和效率。

1海上风电勘探方法概论

海上风电勘探的方法有很多，但是应当看到海上勘探风险多，环境恶劣，条件复杂多变。因此要深化研究，采取最好的方式，充分地结合海上勘探环境，借助于现在的先进技术，有效地选择合适的勘探方法，确保勘察结果准确可靠。海上勘探工程划分为不同的阶段，要围绕不同阶段有针对性地选择不同的勘探方法。要认真的探讨工程各阶段，深入的研究，根据相关的因素，选择出合适的海上风电勘探方法，对此，我们做出以下建议：

1.1勘探阶段的合理划分

风电工程是一项系统的工程，施工涉及阶段比较多。当前，我们把海上风电开发有效地划分为规划、可行性研究，施工设计几个阶段，在不同的阶段分别承担着不同的任务。在每个阶段勘探的过程中，要立足于精益求精，结合实际，突出重点的原则，确保每个阶段勘探结果能够有效的满足工作需求。

1.2覆盖层的有效区分对待

进行海上风电勘探的主要目的在于弄清楚以后将要安装的机组与地区岩土性质之间的关系，发电机组所处的覆盖基层是勘探的主要对象，同时也是下一步要进行针对性的勘探目标，要充分的查明风机基础所能涉及影响的范围，以及因海域不同二造成的基岩厚度不同、覆盖层厚度存在的区别。基于此，针对不同覆盖层勘探方法的选择也会受到影响。因此，在海上风电勘探过程中，我们要根据基础的影响范围以及基层的覆盖厚度来选择不同的勘探方法。

2做好海上风电勘探平台的选择

海上风力发电的勘探区域远离陆地，需要在海上进行，因此要借助于辅助平台进行勘探。当前海上风电的选择位置多集中在风力丰富的海域，这些地方情况较为复杂，风大、浪高，环境恶劣。该种环境对于勘探工作来说是一项挑战，需要在最短的时间内尽快地勘探清楚情况。基于此，要选择合适的勘探平台，从而确保勘探工作有序高效的开展。当前，我们在海上风电勘探中所选用的平台主要有两种。一种是移动的漂浮式平台，一种是便于固定的固定式平台。

2.1漂浮移动式平台

在水深地区适用范围广，多采用船载式平台。船载式平台，它具有较好的灵活性，适用于水深的地区。目前，我国在此领域的平台已达到了50米深，这种方式操作灵活、进出方便，同时航行速度较快，特别适合于当前的海上勘探。同时在具体的海上风电勘探时，要结合实际需求，根据不同位置选择不同的船舶。通过船锚的定位，从而达到精准的定位，确保勘探点误差控制在两米左右。这种平台缺点也是显而易见，工作周期短，而且对于恶劣的海洋环境适应性较差，容易受到海洋潮汐的影响，导致勘探过程中取芯率精度不高，对于土层的扰动大，进一步影响到勘探测试的精准性，对于勘探的质量无法保障。

2.2位置固定的平台

在水深较深的区域，多采用可以固定位置的升降式平台，这是当前海上风电勘探所采用的主要平台。升降平台的优点明显，勘探平面固定，不受海洋潮流的影响，能够在原位测试时保证精度和准度，同时在勘探的过程中对土层也不会产生扰动且取芯率较高，这些都保证了勘探工作的精准度和质量，。我国当前在海上风电勘探过程中，已经通过升降车平台取得了较好的勘探效果，能较好的进行静力触探，进而保证了岩土测试能够在原位置实现，原位参数有保障，满足了设计的需求。不足之处在于其只能够在较浅的水域进行，在50米以上的水深无法使用，而且该平台需要通过拖船托運到达指定的测试地点、勘探地点，因此施工速度较慢，当前我国对于升降式平台的应用比较少，还没有有效的满足海上风电勘探的需求。

3勘探方法的选择

海上风电勘探的选择要立足于海上电风电勘探各个阶段的不同特点，采取不同的方法，保证针对性和精准性，从而不断提升效果和效率。

3.1海上风电建设规划阶段的勘探方法的选择

这个阶段勘探的主要目的在于获取需要勘探的地域的土质情况，进而有效的分析地质条件，获取充足的工程资料，特别是要充分地了解海上风电机组施工位置的土质情况和海域资料，比如地震发生概率等情况。要明确地质条件以及影响工程地质的问题，从而对在此海域进行海上风电建设是否可行、是否满足相关的条件作出有效的决策。

3.2海上风电建设可行性研究阶段的勘探方法

这个阶段的主要目的是在前期掌握的资料基础上，深入的了解地质情况，作出真实评价，从而为下一步布置风电机组提供详细的地质资料。在这一阶段，要对区域内的地震参数进行明确复核，同时对该区域的稳定性评价做到有效地补充和完善。此外，要彻底查明地质问题，有效地评价影响风电机组的地质问题，也要对地层的组成、岩体分布做到有效的明确，这样为下一步进行详细勘探提供相关的指导和基础数据。特别是要重点的做到对施工场区进行有针对性的勘探。勘探以静力触探为主，同时要有效的结合其他原位测试，这样对土质条件进行初步的了解。同时，要进行试钻，获取样本来加强勘探工作的针对性。这一阶段是海上风电勘探的主要环节和重点任务，做好可行性研究阶段的海上风电勘探不仅可以为下一步明确布置风电机组提供专业的参考依据，还是下一步做好风电机基础性类型选择的重要参考。在此阶段要多措并举，优中选优，采用先进的勘探方法，进而确保勘探结果准确有效，这也是下一步验证具体详细勘探的重要参考依据，为下一步的工作进行指导。这其中较为常用的一种方法就是浅地层剖面法，通过该法可以有效地测定区域的各种数据，进而能够有效地在区域内进行设置风电机组。该方法的原理是通过声波来实现，声波在不同介质的速度不同，甚至可能在能量上发生变化，同时发生变化的还有频谱速度等。借助声波穿过物质时能量速度频谱出现变化的原理来进行水面下的勘探，进而确定水面下载岩土结构和构造这一种有效的物理方法，这种方法主要是通过发射信号，该信号信号的频率较低、传播力强，能够穿透海底的地层，勘探深度可达70米，可以有效的对地质结构进行探测，同时这种方法具有较好的分辨率，对于地质结构以及周围的局部结构，能够做到高效率的探测。

3.3海上风电建设的详细勘探阶段的勘探方法选择

这个阶段就是要在前期勘探的基础上再进一步的明确各种数据、查明各种情况。同时做好评价，为下一步进行施工提供相应的参考资料，以便于设计施工图纸、编制招标文件。主要任务是对于需要安装的每台机组基础进行明确，对于其基础下的土层查明埋藏深度、机组基础的地质条件。同时，采取有效的措施做好对地质基础的处理，要针对每个机组进行勘探，这也是本阶段的重点和难点。要有效的有针对性的以原位测试方法进行勘探，静力触探方法要结合钻探取样。对一些地质条件特别复杂的，要采用构建三维模型的方式来进一步的掌握地质条件，为下一步工作进行提供详细的地质资料，这一阶段持续时间最长，需要付出较多的人力、物力。

结束语：

对于海上风电的勘探方法选择，要做到精益求精，在选择时要积极落实好静力勘探，同时，不断地优化其他原位测试的方法，补足短板，确保原位测试结果真实可靠。特别是要高度重视推动可行性研究阶段作用的最大化，采用先进的技术推动三维地质模型的广泛应用，确保勘探质量能够得到有效保障。

参考文献：

[1]周济福;林毅峰;;海上风电工程结构与地基的关键力学问题[J];中国科学：物理学 力学 天文学;2013年12期

[2]徐涛;;我国海上风电现状[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集（上）[C];2013年

[3]李炜;郑永明;陆飞;罗金平;姜贞强;郇彩云;;海上风电基础结构动力分析[J];海洋通报;2012年01期

作者简介：

郭海峰 1985 河北邯郸人，硕士研究生 高级工程师 2012年毕业于中国地质大学（武汉），主要从事工程物探和海洋物探方面的工作与研究