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5月14日,第五屆中央企業熠星創新創意大賽武漢站現場復選火熱進行。三峽上海院自主研發的"F73-XMAC-1型73mm偶極子聲波遠探測裝備"項目登臺路演,憑借"跨界應用+國產化突破+高效適配"的核心創新價值,展示國內首次將偶極子聲波技術從石油領域跨界應用于海上風電孤石探測的技術突破。

我國東南沿海海上風電資源豐富,是國家"雙碳"戰略的重要戰場。然而,這片藍色沃土下卻隱藏著不少"隱形陷阱"——花崗巖球狀風化形成的孤石、灰巖區發育的溶洞等復雜地質體廣泛分布。
這些直徑僅半米到數米的地質"暗礁",一旦在風機鋼管樁施工中被"撞上",極易導致樁體變形、施工癟樁等事故,不僅會造成數百萬元的設備損失,更可能引發工期延誤數月的連鎖反應。傳統勘察技術如同"盲人摸象",只能探測鉆孔周圍幾十厘米的范圍,存在嚴重的"一孔之見"局限性,難以全面掌握鉆孔旁側的地質情況,成為制約海上風電行業高質量發展的核心痛點。
面對這一行業難題,上海院科研團隊另辟蹊徑,首次將原本用于石油勘探的偶極子聲波技術跨界應用于海上風電勘察領域,打造出這款專為淺地層復雜探測難題量身定制的"地質B超"裝備。




F73-XMAC-1型偶極子聲波遠探測系統由井下儀器、地面采集、電動絞車三大硬件單元,以及自主開發的"大地聆音"數據解譯軟件構成。其工作原理就像給海底做"超聲波檢查":通過偶極子聲源向地層發射低頻聲波,聲波遇到孤石、溶洞等不同介質的分界面時會發生反射,再由高靈敏度傳感器接收反射回波,最后通過先進的算法處理,就能精準繪制出鉆孔旁側30米范圍內的地下地質"畫像"。


與普通聲波測井相比,偶極子聲波技術有兩大"獨門絕技":一是看得遠,低頻聲波衰減慢,能將探測范圍從幾十厘米拓展到30米:二是辨得準,偶極聲源具有方向性,就像給聲波"戴上了瞄準鏡",能夠精確判斷地質體的方位和大小。
這款裝備不僅實現了技術原理的創新突破,更在國產化和性能指標上交出了亮眼答卷:
核心部件100%國產化,徹底擺脫了對國外同類設備的依賴,成本較進口產品降低50%以上;
探測精度行業領先,可精準識別鉆孔旁側30米范圍內、直徑≥0.5米的孤石和溶洞;
數據處理速度驚人,"大地聆音"軟件采用SRME濾波等優化算法,單孔數據處理時間≤10秒,現場即可輸出結果;
識別準確率高,有效過濾海浪、施工等環境干擾,大幅提升復雜海域的探測可靠性;
適配性強,采用小型化硬件集成設計,完美適配海上風電勘察的"短、頻、快"作業需求。
截至目前,該項目已獲得發明專利1項,實用新型專利3項及軟件著作權1項,受理發明專利6項,形成了完整的自主知識產權體系。
好技術要用實戰說話。F73-XMAC-1型系統已在福建興化灣、平潭A區等多個海上風電項目中完成示范應用,取得了顯著的經濟和社會效益,累計減少30%的鉆孔數量,單項目節約勘察成本超20%,有效規避了施工癟樁等事故風險,大幅降低了工期延誤的可能性。
除了核心的海上風電勘察場景,F73-XMAC-1型偶極子聲波遠探測技術還可延伸應用至水利水電、隧道交通、橋梁工程等多個領域,為各類工程的設計和施工提供精準的地質數據支撐。產業化推廣后,將形成從裝備制造到技術服務的完整產業鏈,為我國工程地質勘察行業的技術升級注入新動能。
下一步,上海院將繼續深耕地質探測技術領域,為我國能源綠色低碳轉型和基礎設施安全建設貢獻更多智慧和力量。