5月14日,第五届中央企业熠星创新创意大赛武汉站现场复选火热进行。三峡上海院自主研发的"F73-XMAC-1型73mm偶极子声波远探测装备"项目登台路演,凭借"跨界应用+国产化突破+高效适配"的核心创新价值,展示国内首次将偶极子声波技术从石油领域跨界应用于海上风电孤石探测的技术突破。

我国东南沿海海上风电资源丰富,是国家"双碳"战略的重要战场。然而,这片蓝色沃土下却隐藏着不少"隐形陷阱"——花岗岩球状风化形成的孤石、灰岩区发育的溶洞等复杂地质体广泛分布。
这些直径仅半米到数米的地质"暗礁",一旦在风机钢管桩施工中被"撞上",极易导致桩体变形、施工瘪桩等事故,不仅会造成数百万元的设备损失,更可能引发工期延误数月的连锁反应。传统勘察技术如同"盲人摸象",只能探测钻孔周围几十厘米的范围,存在严重的"一孔之见"局限性,难以全面掌握钻孔旁侧的地质情况,成为制约海上风电行业高质量发展的核心痛点。
面对这一行业难题,上海院科研团队另辟蹊径,首次将原本用于石油勘探的偶极子声波技术跨界应用于海上风电勘察领域,打造出这款专为浅地层复杂探测难题量身定制的"地质B超"装备。




F73-XMAC-1型偶极子声波远探测系统由井下仪器、地面采集、电动绞车三大硬件单元,以及自主开发的"大地聆音"数据解译软件构成。其工作原理就像给海底做"超声波检查":通过偶极子声源向地层发射低频声波,声波遇到孤石、溶洞等不同介质的分界面时会发生反射,再由高灵敏度传感器接收反射回波,最后通过先进的算法处理,就能精准绘制出钻孔旁侧30米范围内的地下地质"画像"。


与普通声波测井相比,偶极子声波技术有两大"独门绝技":一是看得远,低频声波衰减慢,能将探测范围从几十厘米拓展到30米:二是辨得准,偶极声源具有方向性,就像给声波"戴上了瞄准镜",能够精确判断地质体的方位和大小。
这款装备不仅实现了技术原理的创新突破,更在国产化和性能指标上交出了亮眼答卷:
核心部件100%国产化,彻底摆脱了对国外同类设备的依赖,成本较进口产品降低50%以上;
探测精度行业领先,可精准识别钻孔旁侧30米范围内、直径≥0.5米的孤石和溶洞;
数据处理速度惊人,"大地聆音"软件采用SRME滤波等优化算法,单孔数据处理时间≤10秒,现场即可输出结果;
识别准确率高,有效过滤海浪、施工等环境干扰,大幅提升复杂海域的探测可靠性;
适配性强,采用小型化硬件集成设计,完美适配海上风电勘察的"短、频、快"作业需求。
截至目前,该项目已获得发明专利1项,实用新型专利3项及软件著作权1项,受理发明专利6项,形成了完整的自主知识产权体系。
好技术要用实战说话。F73-XMAC-1型系统已在福建兴化湾、平潭A区等多个海上风电项目中完成示范应用,取得了显著的经济和社会效益,累计减少30%的钻孔数量,单项目节约勘察成本超20%,有效规避了施工瘪桩等事故风险,大幅降低了工期延误的可能性。
除了核心的海上风电勘察场景,F73-XMAC-1型偶极子声波远探测技术还可延伸应用至水利水电、隧道交通、桥梁工程等多个领域,为各类工程的设计和施工提供精准的地质数据支撑。产业化推广后,将形成从装备制造到技术服务的完整产业链,为我国工程地质勘察行业的技术升级注入新动能。
下一步,上海院将继续深耕地质探测技术领域,为我国能源绿色低碳转型和基础设施安全建设贡献更多智慧和力量。