[发明专利]一种水下支撑系统及深水海床静力触探设备

说明书

本文公布了一种水下支撑系统及深水海床静力触探设备，水下支撑系统包括：桅杆单元，桅杆单元垂直基座设置；固定支架单元，固定支架单元固定在基座上，桅杆单元通过固定支架单元固定在基座上；水平支撑单元桅杆单元通过支撑单元与钢缆连接；铠装电缆单元，铠装电缆单元的两端分别与基座和探杆的线缆连接；浮框单元，浮框单元设置在桅杆单元的上侧。深水海床静力触探设备包括上述水下支撑系统。本文涉及海洋工程地质勘察领域，提供了一种水下支撑系统及深水海床静力触探设备，克服现存的水下支撑系统笨重且安装效率低的问题，采用结构更加简单的水下支撑系统，可减小系统重量，降低安装难度，还可降低腐蚀变形断裂的风险。

技术领域

本发明涉及海洋工程地质勘察领域，尤其涉及一种水下支撑系统及深水海床静力触探设备。

背景技术

深水海床CPT(圆锥孔压静力触探)一般由基板系统、水下支撑系统、驱动单元、测试单元、数据传输单元和甲板单元组成。CPT的基板系统设备通过钢缆吊入海底，通过CPT的基座稳定坐在海床上，通过水下支撑系统在竖直方向保证探杆垂直海底，通过电力或液压驱动探杆，CPT探头(内部安装诸多传感器)以匀速(行业标准为2cm/s)贯入被测试的海底土体进行原位测试，以反映不同层次的土质特征。

目前，现有的深水海床CPT水下支撑系统均采用全金属支架结构，主要是铝合金和镀锌管等钢质材料，在实际生产应用中发现系统存在笨重、组装方式繁琐，工人劳动强度大，需要进行吊装等特种许可作业，作业耗时长且结构材料在海水工况下易腐蚀、变形断裂等现象，属于高风险，高强度，低效率的作业方式，且作业过程中存在不安全和不可控的一些不利因素。例如荷兰范登堡公司的ROSON系列和辉固集团公司研制的重型海床CPT测试设备都存在如上问题。

发明内容

本发明提供一种水下支撑系统及深水海床静力触探设备，克服现存的水下支撑系统笨重且安装效率低的问题，采用结构更加简单的水下支撑系统，可减小系统重量，降低安装难度，还可降低腐蚀变形断裂的风险。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水下支撑系统，其下端与静力触探的基座固定，用以保持探杆垂直于海底，所述基座设置有多条向上延伸的钢缆，所述水下支撑系统夹在相邻两所述钢缆之间，并与所述钢缆连接；所述水下支撑系统包括：

桅杆单元，所述桅杆单元垂直所述基座设置，用以导向探杆；

固定支架单元，所述固定支架单元固定在所述基座上，所述桅杆单元通过固定支架单元固定在所述基座上；

水平支撑单元，所述桅杆单元通过所述水平支撑单元与所述钢缆连接，用以水平方向限定所述桅杆单元；

铠装电缆单元，所述铠装电缆单元的两端分别与所述基座和所述探杆的线缆连接；

浮框单元，所述浮框单元设置在所述桅杆单元的上侧，用以悬吊所述铠装电缆单元而保持所述铠装电缆单元处于张紧状态。

一种可能的设计，所述浮框单元上设置有滑轮单元，所述铠装电缆单元挂吊在所述滑轮单元上。

一种可能的设计，所述桅杆单元包括一个或多个用于探杆穿通的主管，以及第一法兰，所述第一法兰设置在所述主管的两端。

一种可能的设计，所述铠装电缆单元包括铠装电缆、冗余电缆收纳套管和承重头，所述铠装电缆一端通过所述承重头与探杆的电缆连接，另一端连接在所述基座的电子仓上，且冗余的所述铠装电缆缠绕收纳在所述冗余电缆收纳套管内。

一种可能的设计，所述固定支架单元包括支架主体、第二法兰和第一导向器，所述支架主体的下端与所述基座固定，所述第二法兰设置在支架主体的中心，用以与所述桅杆单元连接；两个所述第一导向器设置在所述支架主体的长度方向的两端，用以连接所述钢缆。