[发明专利]一种双贯入模式海底静力触探装备

说明书

本发明涉及海洋工程技术装备领域，具体涉及一种双贯入模式海底静力触探装备。包括整体框架，整体框架内设有用于存放探杆的探杆架，底部设有液压贯入机构、丝杠贯入机构和电控系统。丝杠贯入机构包括导轨和丝杠，导轨上设有多个移动块；每个移动块上均设有机械手，机械手用于对接或拆卸探杆；静力触探探头设于第一个贯入土体的探杆的前端；液压贯入机构包括两个液压油缸，两个液压油缸伸缩杆分别与一支撑板两端相连，支撑板中部设有抱紧油缸；抱紧油缸正下方的整体框架内底面上设有底部抱紧油缸。本发明采用双模式贯入方式有效提升贯入的精准性，双贯入模式在不同的工作状态下切换。同时，分段探杆对接有着较好的稳定性，防止径向失稳的问题。

技术领域

本发明涉及海洋工程技术装备领域，具体涉及一种双贯入模式海底静力触探装备。

背景技术

近年来海洋资源开发的步伐日益加快，海洋工程建设日益增多，而海底土体性质的调查研究是海洋工程建设必不可少的重要部分。海底以下数米至数十米内沉积物性质的研究对于海洋环境调查、海底资源勘探、海洋开发利用等各方面都具有重要意义。安全、经济的海洋工程结构基础设计主要取决于海床地层力学特性的高效勘测和科学分析。

海上静力触探的方法是一种操作简单、经济高效、测量数据可靠的海床土体原位测量方法，在海上工程勘察、地质灾害研究等方面有着广阔的应用前景，在工程地质领域有着无可比拟的优越性。海底静力触探技术作为一种原位探测技术，在海底土体的实际环境中进行测试可以获得更为真实的土体性质。底静力触探技术同时具有测试速度快、效率高等特点，这种优势在进行大范围的海底土体测试时更加明显，如海底电缆和输油管线的路由调查等。将静力触探探头停留在待测土体中可对海底土体进行长期观测，尤其是测试波浪作用下海底土体的物理力学性质变化，而钻探、取样等操作却无法达到这种长期观测结果。

目前静力触探技术装备多采用整长度的平直刚性探杆直接将探头压入海床表面，会导致径向失稳等问题，因此不适用较深海床沉积物的勘测。此外，采用人工对接分段探杆的方式，有较大作业劳动要求，并且这种探测方法只限于浅水作业环境，并不适用于较深的海域。同时静力触探技术装备对探杆的贯入过程有匀速的要求，不同的土体性质需要改变贯入力的大小，目前的贯入方式主要采用液压的技术手段，单液压的贯入方式在贯入力变化的情况下速度会产生波动。

因此，设计一种双贯入模式海底静力触探装备，将满足针对海底土体性质的精准勘测技术装备的需求，可以进一步提高我国海洋岩土工程原位勘测设备水平，具有一定的普适性和推广前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种双贯入模式海底静力触探装备。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

提供一种双贯入模式海底静力触探装备，包括立式整体框架，整体框架内中心设有探杆架，底部设有液压贯入机构、丝杠贯入机构和电控系统。

探杆架包括竖向中心杆，中心杆上设有水平保护盘和卡盘，中心杆底端与伺服电机相连。保护盘和卡盘外缘上设有缺口，连接杆能卡设在保护盘和卡盘外缘的缺口上；探杆两端有对接机构，多个探杆能通过对接机构串联形成一整个刚性探杆；

丝杠贯入机构设于探杆架旁侧，包括沿竖向设置的导轨和丝杠，导轨和丝杠两端均固设于限位块上，底侧的限位块固设于整体框架内底面上，丝杠底端与伺服电机相连；导轨上设有多个移动块，移动块上设有外螺纹，移动块与丝杠通过螺纹连接，多个移动块通过连接杆相连；每个移动块上均设有机械手，机械手用于对接或拆卸探杆；静力触探探头设于第一个贯入土体的探杆的前端；

液压贯入机构包括两个沿竖向设置的液压油缸，液压油缸底端固设于同一连接板上，连接板固设于整体框架内顶部，两个液压油缸伸缩杆分别与一支撑板两端相连，支撑板中部设有抱紧油缸；抱紧油缸正下方的整体框架内底面上设有底部抱紧油缸；

电控系统包括水下电子舱和水下电机，水下电子舱与水下电机相连，水下电机与液压阀箱相连，液压阀箱连接液压贯入机构。