[发明专利]水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法

权利要求书

1.一种水下岩土钻探设备，包括：

反力支撑装置，用于为水下岩土钻探设备提供反力；

真空形成装置，所述真空形成装置设置在所述反力支撑装置上， 用于在反力支撑装置中产生负压；

钻进装置，所述钻进装置设置在所述反力支撑装置内用于钻进钻 杆；

控制装置，所述控制装置设置在所述反力支撑装置内，用于控制 钻杆的钻进；以及

钻进数据测量和处理装置，所述钻进数据测量和处理装置用于测 量并处理钻杆的钻进参数；

还包括：钻杆续接装置，所述钻杆续接装置与钻进装置相邻设置， 用于续接所述钻杆；

所述钻杆续接装置包括：

至少一个联结钻杆；

联结钻杆放置装置，所述联结钻杆放置装置用于容纳所述联结钻 杆；

旋转电机，所述旋转电机用于将联结钻杆放置装置旋转至预定位 置；以及

推进直线电机，所述推进直线电机用于推进已安置的联结钻杆， 以与所述钻杆进行续接。

2.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述钻杆 续接装置还包括：

卡盘联结装置，用于在联结钻杆和所述钻杆进行续接过程中进行 卡接。

3.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述反力 支撑装置包括：

钻杆放置和控制舱，用于容纳钻杆和所述控制装置；

钻杆连接和推进舱，所述钻杆连接和推进舱与所述钻杆放置和容 纳舱相连接，用于容纳所述钻进装置；

真空钻进舱，所述真空钻进舱与所述钻杆连接和推进舱进行连 接；以及

贯入舱，所述贯入舱与所述真空钻进舱连接，用于贯入到水下岩 土内。

4.根据权利要求3所述的水下岩土钻探设备，其中，所述真空 钻进舱和所述贯入舱之间设置有分离板，用于防止水下岩土中的泥浆 进入所述真空钻进舱。

5.根据权利要求3所述的水下岩土钻探设备，其中，所述负压 为-60kPa～-80kPa。

6.根据权利要求3所述的水下岩土钻探设备，其中，所述真空 形成装置包括：

排水排气管；

水泵，所述水泵抽出所述贯入舱和真空钻进舱内的水，并通过排 水排气管排出；以及

真空泵，所述真空泵经由所述排水排气管将真空钻进舱和贯入舱 的气体排出至预定的负压。

7.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述反力 支撑装置的重量为15-30吨。

8.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，还包括对所述反 力支撑装置进行密封的密封装置。

9.根据权利要求6所述的水下岩土钻探设备，还包括：

水土分离装置，所述水土分离装置与所述排水排气管连接，用于 对流经所述排水排气管内的水执行水土分离。

10.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述钻进 装置包括：

钻杆；

钻进位置传感器，用于检测钻杆钻进到预定位置后，触发钻进停 止信号；以及

用于驱动钻杆钻进的电机，所述电机在接收到所述停止信号之后 停止驱动。

11.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述控制 装置配置成用于自动执行下述中的至少之一：钻杆连接过程控制、钻 杆自动推进控制以及钻进数据测量和处理控制。

12.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，还包括：水下监 控装置，用于在水下作业时进行过程监控。

13.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，还包括：岩土工 程反馈分析与评价装置，用于对所述钻进参数进行分析和评价。

14.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备，其中，所述水下 岩土钻探设备的水下勘探深度为30-1000m。

15.一种水下岩土勘探方法，该方法利用权利要求1-14中任一 所述的水下岩土钻探设备进行水下岩土勘探，所述方法包括下述步 骤：

将所述水下岩土钻探设备下沉至水下岩土区域；

利用所述真空形成装置将所述水下岩土钻探设备吸力贯入所述 水下岩土区域内；以及

利用钻杆执行水下岩土钻探。