[发明专利]一种用于水下定位的装置及定位方法

说明书

本发明公开了一种用于水下定位的装置及定位方法，定位装置包括有水上平台、导向套筒、流体容纳部件、悬浮件、连接绳、对中部件和位置测定机构，导向套筒活动地设置在水上平台上，流体容纳部件的顶端具有敞口且敞口围绕导向套筒设置，悬浮件悬浮在流体容纳部件内的流体上，连接绳的一端连接在悬浮件位于开口上方的部位，连接绳的另一端与对中部件连接，对中部件用于使连接绳的另一端趋于或位于导向套筒的中心，对中部件位于导向套筒内，位置测定机构用于测量连接绳与悬浮件相连的一端的位置。本发明的定位装置结构简单，定位精度高，可快速测量导向套管的偏差值与偏差方向，克服了现有技术中深水定位难度大、不准确的问题。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及一种用于水下定位的装置及定位方法，尤其是用于深水钻孔的定位技术领域。

背景技术

随着国家对生态环保要求愈加严格，众多已建成的水电站尤其是部分高坝电站，因库水超深（超过60m），底部库水水温常年处于低值，低温水下泄后影响下游河段水环境并对水生生物繁殖造成负面影响。由此需要采用工程措施提高下泄水温度。其中一种处理措施是在水库内设置悬挂式隔水幕布，例如公开号为CN104389297B的专利公开一种提高大型水库分层低温水的装置及方法，将水库下部低温水阻隔，从而使表层高温库水通过大坝或发电取水口下泄。该工程措施需要在水库中形成一道不透水幕墙，幕墙在水中保持稳定状态则需要底部深水地锚与表层浮力系统共同承受幕布所受水流推力。其中深水地锚施工需要在水库底部或库岸基岩部位设置锚杆，而锚杆的位置需要按设计布置锚孔位精确施工，由此引申出深水钻孔精确定位问题。此外，部分已建成面板堆石坝趾板补强灌浆等工程也存在灌浆孔水下定位问题。

已有深水钻孔定位一般采用水面放样，通过吊绳将钻孔坐标引入水底或采用潜水员潜入水下放样或者采用测斜仪测量导向套管偏斜度反算水下孔位等方式。以上各种定位方式存在如下问题：

1）吊绳方式：吊绳在库水中受水流影响无法保持铅锤状态，钻孔定位偏差很大。

2）潜水员水底放样：在库水超过一定深度（一般为60m）后，潜水员无法下潜或下潜难度很大，有效工作时间短。

3）测斜仪测量导向管倾斜角方式：精度差，偏斜方向不准确，耗时长。

由此可见，现有深水钻孔定位方式均存在定位精度差的问题，而锚杆孔定位偏差过大则直接影响幕布受力均匀性，可能导致幕布运行过程中失效。其他的水下施工工程中也不允许水下钻孔的误差太大。

发明内容

本发明为解决现有的深水钻孔定位困难、不准确的问题，提供一种用于水下定位的装置及定位方法。具体技术方案如下。

一种用于水下定位的装置，其包括有水上平台、导向套筒、流体容纳部件、悬浮件、连接绳、对中部件和位置测定机构，所述导向套筒活动地设置在所述水上平台上，所述导向套筒相对于所述水上平台可自由摆动，所述导向套筒的顶端位于水面上方且设置有所述流体容纳部件，所述流体容纳部件的顶端具有敞口且所述敞口围绕所述导向套筒设置，所述流体容纳部件内具有流体，所述悬浮件悬浮在所述流体上且所述悬浮件横跨所述导向套筒顶端的开口，所述连接绳的一端连接在所述悬浮件位于所述开口上方的部位，所述连接绳的另一端与所述对中部件连接，所述对中部件用于使得所述连接绳的另一端趋于或位于所述导向套筒的中心，所述对中部件位于所述导向套筒内且靠近所述导向套筒的底端，所述导向套筒的底端位于水下，所述位置测定机构用于测量所述连接绳与悬浮件相连的一端的位置。

进一步地，所述对中部件为球形吊锤，所述导向套筒的内径与所述球形吊锤的外径之差小于等于4mm。或者所述对中部件卡接在所述导向套筒内，所述连接绳连接在所述对中部件的中心，所述对中部件的中心与所述导向套筒的轴心重合。

进一步地，所述流体容纳部件上设置有透明的防风罩，所述敞口、导向套筒顶端的开口和悬浮件均位于所述防风罩的内腔中。