近缆抛锚技术在海南联网二回路由勘察中的应用

引言

南方主网与海南电网第一回联网工程于2009年顺利投产,结束了海南岛长期以来电网孤岛运行的历史,在此基础上,南方主网与海南电网第二回联网工程的开工建设,将现有的电力输送能力由60万kw提升至120万kw,将极大地降低因台风多发从而带来的海南岛大面积停电风险,提升客户的电力获得感,保障其安全可靠用电。建成投运后,海南岛与大陆将实现双回线路联网,进一步提高海南省供电可靠性,为海南自贸区(港)建设提供坚强的电力支撑。该工程将化解海南电网运行风险,进一步提升南方电网五省区清洁能源交互的能力,不断提升清洁能源的消纳比例,支持海南自贸区(港)构建安全、绿色、集约、高效的清洁能源供应体系,为确保重大战略的实施提供坚强的电力保障。

1项目概况

南方主网与海南电网第二回联网工程跨琼州海峡海底电缆路由勘察工程施工地点位于海南联网一回东侧,最近处不足30m,考虑本次海底地质勘察为国内首次在运行中的海底电缆保护区内开展地质勘察作业,为降低海南联网一回海底电缆运行风险,本次勘察创新性地采用了近缆抛锚技术开展施工作业。

1.1工作范围

南方主网与海南电网第二回联网工程位于琼州海峡,海缆坐标位置测绘起始点位于广东省徐闻县南岭村500kV南岭海缆终端站,南侧登陆点位于海南省澄迈县林诗村500kV林诗岛海缆终端站,需勘察的路由共4条。

1.2工作应用系统

本项目起锚定位主要采用DGPs、电台、导航软件相结合的方式实时监控船位及锚点的布设。基本原理为先确定作业船只的位置,以GPs天线位置为基本点,同时根据电罗经或定向仪的船赠向,可以换算到作业船只上任何一点,从而满足在作业船不同位置进行定位工作的需要。天线架设以后,输入船只的长度、宽度、GPs天线到船赠的距离和到左舷的距离,即可建立起临时坐标系统坐标原点,以船赠向为X轴正向,垂直于右舷方向为y轴正向,可计算出实际钻探工作点、系统的起算点、锚缆出口点等坐标。根据主作业船锚泊系统的相对位置、DGPs位置、定向仪的航向及需要布设的锚链的方向和角度,计算出各抛锚点的位置,并将各抛锚点显示在计算机上。

本项目采用MarineNavi定位软件,其可根据海上定位工作的需要进行及时调整,适用性强、操作简单、系统开放性强大,用于高斯投影和墨卡托投影,系统内置BJ一54坐标系、

wGs一84坐标系和wGs一72坐标系统。在图幅参数设置中输入坐标参数,可以与任何坐标系统连接,是一套开放性很强的定位系统。

导航定位系统采用TrimblesPs351DGPs信标机,如图1所示。

图1  TrimbIeSPS351DGPS信标机

2抛锚技术方案

本次地质勘察作业由于是在海南联网一回海底电缆保护区范围内开展,最近处距离不足30m,需要制定抛锚保护技术方案以保护一回海缆免受二回勘察的影响。抛锚作业主要考虑有两类一近缆抛锚和跨缆抛锚,近缆抛锚主要是预设的抛锚点位均在一回海底电缆同侧,对于距离接近一回海底电缆区段采取跨越整个一回海底电缆至另一侧抛锚。

抛锚勘探作业程序如下:

2.1前期准备

在勘探船出发前,勘探船技术负责人须认真了解预勘探点对应已建海缆相应段的埋设及地质情况,对预勘探点进行锚位设计(抛锚绳长按照勘探点处3倍水深考虑),告知船长勘探点的经纬度坐标(度分格式)。

2.2下锚

即将航行至勘探点位前,勘探船减速,船上抛锚人员到达锚机前,等待船长的命令放锚:勘探船采用主动放4个锚的作业方式,4个锚均绑定水下信标,通过信号传输至抛锚定位系统实时掌握锚点坐标,到达预设点位后,定位人员根据抛锚定位系统所示指挥4个锚机操作人员放锚。靠近已建海缆侧的两个锚点,定位人员会通过高频对讲机命令抛锚作业人员抛锚(落锚点位误差控制在30m以内),为保证定位精准,预备抛锚艇,技术人员手持差分GPs在抛锚艇精确定位后抛锚。而远离已建海缆侧的两个锚点,定位人员命令抛锚作业人员按照预设锚位进行抛锚。抛锚后,船长据定位人员提供的实时船位信息,指挥4个锚机操作人员操控绞锚机,通过锚缆的收缩使勘探船上的钻机到达预设勘探点位,最后锁死绞锚机,防止船位移动。勘探船抛锚定位图如图2所示。

2.3勘查作业实时监测锚位

定位人员通过差分GPs及定向仪监视勘探船和勘探点的位置,当勘探船及勘探点的位置稳定10min后通知钻探作业人员开始探测作业。勘探过程中,锚机操作人员在锚机位值守,并备有弃锚工具,以便应对突发情况。在钻探过程中,钻机机长须实时监控套管的位置,定位人员须始终监控勘探船及勘探点的位置,一旦发生船位移动现象,立即暂停钻探工作,并核实锚位是否发生偏移(检查锚机、锚绳是否松动)。若锚位发生偏移,定位人员会监控到勘探船位发生位移,并且此时钻机套管也会出现一定角度的歪斜(走锚5m以上钻杆就不能通过套管向下钻进)。勘探负责人、船长及定位人员须及时查找原因(据套管歪斜程度及方向、定位软件显示的船位变化情况、锚机及锚绳是否松动),若是轻微移位,船长告知锚机负责人进一步收紧锚缆(绳),看是否可以继续固船,若不能继续固船,须马上将该锚用绞锚机绞起后重新放锚固船,若移位超过20m,锚机负责人须立即将该锚的锚缆(绳)全部放出,控制锚的继续移动。

2.4起锚

勘探作业完成后,勘探负责人通知船长可以起锚,船长立即命令各锚机负责人操控绞锚机起锚,命令抛锚艇上的起锚作业人员通过锚上水面浮球的位置进行起锚,抛锚艇拖着锚与船上的锚机负责人配合将锚拖上勘探船。

3结语

本文以在运行中的海底电缆附近开展海洋抛锚施工实际工作为背景,介绍了科学有效的施工技术措施,降低了施工时在运海底电缆受损的风险,既做到了保护在运海底电缆的安全稳定运行,又兼顾了保护区范围内抛锚作业类施工的顺利开展,既实现了技术措施在施工实践中的成功应用,也为后续可能开展的类似近缆施工提供了技术经验。