[发明专利]一种滩浅海沉积物强度原位检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋地质勘测领域，尤其涉及一种滩浅海沉积物强度原位检测装置及方法。 

背景技术

滩浅海地区主要指沿海滩涂、潮间带以及浅海地带，水深范围主要在0-10米，其具有重要的科研与经济价值，目前已经成为中国石油勘探开发的重要阵地。对滩浅海沉积物强度进行原位测试，可以大大减少海洋工程勘察中钻孔的数量，提高工程勘察的质量与精度，经济效益明显，使海洋工程地质评价勘测周期也大为缩短。随着开发海洋油气资源的持续进行，沉积物强度原位测试技术将被普遍应用于滩浅海油气开发区的工程地质调查。 

目前，用于海上作业的海底沉积物强度原位测试技术在国外已非常成熟，并已广泛应用于海上工程领域，主要靠在配有吊车或A型吊架的调查船只上使用静力触探设备或结合钻探来实现。但是这些海底静力触探设备对载体(调查船)及钻探设备的要求较高，探测深度大的测试设备一般要求装载在大吨位的调查船上或钻井平台上，因此触探设备的可移植性较差，无法在滩浅海地区使用，且设备的造价昂贵，使用成本高。而在国内，海上作业的沉积物强度原位测试技术还未被广泛采用，且主要靠购进或者租借国外的仪器设备，而适合于滩浅海区沉积物强度原位测试的设备则更加少见。因此为了了解滩浅海地区海底沉积物强度及地层变化情况，现阶段一般采用大量的钻探、取样和室内实验来替代，以满足我国日益增长的滩浅海油气开发的工程建设勘查需要。 

经过现有的技术文献检索发现，中国专利名称：水下岩土触探设备及水下岩土勘探方法，专利申请号200910244129.6，该发明虽提出了一种可在不同尺度深水中进行岩土工程勘测的水下岩土静力触探设备以及采用该设备的水下岩土勘探方法，在一定程度上解决了海底强度原位测试时触探设备可移植性差的问题。但该方法涉及的仪器体积大，重量大，必须用大船进行装载，仅适用于深海的海底工程地质勘查。所以，在滩浅海沉积物强度原位测试技术方面，我国目前仍然没有拥有自己独立知识产权的技术和设备，这也一直是我国滩浅海地区资源开采平台、油气输送管线及海下电缆铺设、港口、海岸基础设施等工程建设中的瓶颈技术难题。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足或缺陷，提供一种滩浅海沉积物强度原位检测装置及方法，使其可在滩浅海环境下对海底沉积物进行连续贯入强度测试。 

一种滩浅海沉积物强度原位检测装置，包括装有控制装置的控制船，以及由控制船进行控制的水下部分，其特征在于所述的控制船上还有充气装置(7)与真空发生装置； 

所述的水下部分包括一个框架装置，该框架装置的底部中央设有贯入装置、顶部中央设有液压装置；且框架装置上还设有用于使水下部分从水底浮升至水面的空气压力舱； 

所述的充气装置与真空发生装置分别与空气压力舱相连接。 

另外，本发明的滩浅海沉积物强度原位检测装置还具有如下附加技术特征中的至少一个： 

上述空气压力舱是横截面为圆形的圆筒状皮囊，且所述的圆筒状皮囊竖直设置在框架装置上。 

上述圆筒状皮囊外还设有保护筒。 

上述保护筒表面设有排水孔。 

上述排水孔在保护筒表面的开孔率是底部1/6的表面为3个/dm²、顶部1/6的表面为1个/dm²，底部至顶部之间的2/3的表面开孔率在1～3个/dm²之间。 

上述框架装置是一个长方形框架，且所述圆筒状皮囊设置在长方形框架的四角，且每个角的设有至少4个圆筒状皮囊；或者所述的长方形框架分为前中后三段，所述圆筒状皮囊设置在长方形框架的前段和后段，且前后两段的圆筒状皮囊数量相等。 

上述排水孔的形状为椭圆形；且椭圆形上半部设有朝向保护筒内部的导流罩。 

或者上述排水孔的形状为V形或U形；且所述的V形或U形的排水孔处设有朝向所述的保护筒内部的导流罩。 

上述的贯入装置，包括至少一个可续触探杆、用于可续触探杆的容纳和导向的触探杆容纳舱、用于推进可续触探杆的触探杆推进舱、与触探杆容纳舱相连接的触探杆下夹持装置、与触探杆推进舱相连接的触探杆上夹持装置、可续触探杆下端的触探头，以及用于将触探杆推进舱的位移数据准确上传至控制装置的位移传感器，和用于为可续触探杆实际贯入深度定距离线性适时计数发讯， 上传至控制装置，触发强度参数的采集记录的触探深度发讯装置。 

上述的圆筒状皮囊，内部设置压力传感器，用来将气囊压力数据上传至控制装置。 

上述框架装置的前端还设有一个定向导流装置。 

上述空气压力舱的浮心高于框架装置高度的1/2。