[实用新型]一种多功能海底原位测试装置

说明书

本实用新型公开了一种多功能海底原位测试装置包括机架、原位测试探头以及设置在机架上的液压动力单元、测控与供电单元、若干卷盘式贯入机构、检测机构和液压缸式贯入机构，卷盘式贯入机构包括绞车组件、导向组件和柔性探杆，液压动力单元与绞车组件连接，绞车组件和导向组件均设置在机架中，柔性探杆一端缠绕在绞车组件上，另一端穿过导向组件与原位测试探头连接，检测机构与液压缸式贯入机构连接，液压动力单元、检测机构、柔性探杆和卷盘式贯入机构与测控与供电单元电性连接。本实用新型通过采用柔性探杆来提高探测工作的工作效率，同时通过设置若干液压装置驱动不同的探头或检测机构对海底地层进行探测，以获得更全面的探测数据。

技术领域

本实用新型涉及海洋工程勘察领域，尤其涉及一种多功能海底原位测试装置。

背景技术

相关海洋工程设施建设前需要开展海底土体的基本物理力学性质和地基承载力等的前期勘察，而静力触探是获取这些海底土体性质的有效手段。随着海洋资源开发利用和海洋工程建设的不断发展，海底土体静力触探在海洋地质调查、海洋工程勘察领域得到越来越广泛的应用。

静力触探是通过贯入设备将探头以准静力匀速贯入到海底土体中而获取土体的相关测试参数。目前海底静力触探工艺主要采用设备系统构成较为简单、使用操作较为方便的海床式静力触探。海床式触探通过贯入设备坐落在海床面上，再采用前端带有探头的探杆由贯入设备自海床面贯入海底土体中。探头的贯入深度决定探杆的长度，而常规的探杆长度一般不小于10m，现有的海床式触探工艺所用的探杆通常有两种类型：一是使用整长度的直线刚性探杆，此探杆在触探设备下水前预先加接并夹持就位；二是使用一定数量的分段刚性探杆，当探头超过一个周期深度时，将分段的刚性探杆进行人工或自动加接(接杆)，以使探头继续贯入。对前者而言，在浅水区域作业时通常难度并不大，但在深水、深层条件下作业时，因需在贯入设备下水前将探杆加接到应有长度，这不但增加人工操作的不便和设备吊装的困难，而且竖立在水中的整根探杆的径向稳定性会变差，以致在触探过程中对测试结果产生不良影响。对后者而言，刚性探杆需要人工加接，劳动强度大，只限于浅水作业环境，而深水下分段刚性探杆的自动加接会使触探设备机构变得非常复杂。

中国专利申请号为CN201710826374.2公开了一种海床式静力触探贯入装置及其控制方法，贯入装置包括贯入机构、卷绕机构和柔性齿柱，贯入机构包括准直管和齿轮传动机构，卷绕机构包括绞盘和导向盘，柔性齿柱包括钢缆和滑动套设于钢缆上的多个串联连接的齿柱节，柔性齿柱的一端与绞盘缠绕连接，柔性齿柱的另一端绕过导向盘后穿过准直管，位于准直管内的相邻齿柱节插接连接，且齿柱节的两侧均与齿轮传动机构啮合；柔性齿柱具有平直和弯折两种状态，操作方便、稳定性高；齿柱节自动串联，无需加接，便于实现深层条件下海底静力触探；且利用齿轮传动机构与齿柱节的两侧均啮合的双啮合结构，保证贯入所需的准直度和压力。但是该专利还存在不足之处，第一，柔性齿柱需要准直管和齿轮传动机构相互配合才可实现平直状态，增加贯入装置的工作成本和日常的维护成本以及降低工作效率；第二，柔性齿柱相当于多个铰接在一起的探杆，其弯曲程度始终受限于每一个齿柱节的大小，无法做到最大程度的弯曲，导致贯入装置的空间无法充分利用；第三，贯入装置单次下水探测获取的数据不够全面，需要对贯入装置进行多次的打捞和下水，加大探测难度，以及影响探测数据的精度。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多功能海底原位测试装置，其能解决探杆在海洋中工作效率低下以及海底原位测试装置的功能过于单一的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：