[发明专利]一种辅助海底柔性观测装置布放的套管系统及方法

说明书

本发明公开了一种辅助海底柔性观测装置布放的套管系统及方法，包括贯入配重及止位、圆柱套管、锥形钻头配重及释放三个部分。贯入配重及止位部分包括配重块、导位孔、止位圆盘，其中配重块的作用为提供贯入压力，导位孔方便牵引线通过和固定脱落配重，止位圆盘防止贯入压力太大将整体结构埋入海床。锥形配重包括两侧的缺口和两个固定架，缺口的功能是方便与套管连接不发生转动，两个固定架分别用于固定牵引线和观测装置。本发明结构简单，操作方便，可以不借助钻机钻孔而通过重力贯入将存放在套管内的观测装置布放到海底,来柔性观测装置的布放，克服柔性观测装置布放过程工序复杂成本高的难点。

技术领域

本发明涉及海洋工程地质与原位长期观测装置领域，具体而言，特别涉及一种辅助海底柔性观测装置布放的套管系统及方法。

背景技术

在“孔隙水压力-海床位移联合观测装置”、阵列式位移计等柔性地质灾害监测装置的海底布放过程中往往需要钻机钻孔后布放观测装置，海上钻机需要配备专业的工程作业船，成本高、过程繁琐，且沿着钻机套管内下放观测装置及线缆比较困难，当线缆较长或较粗时下放装置及配套线缆等物件容易摩擦套管内壁导致物件磨损甚至影响监测精度。

基于此，本专利设计了一款适用于软粘土海床地区的套管式布放装置，该装置无需配备大型专业工程船，避免了钻孔这一关键步骤，采用重力式灌入方式，将观测装置布放到海床内，通过脱落底部配重块将连带的观测装置留在海床内，回收套管完成布放，过程简单，效率高，大大降低了作业成本。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种辅助海底柔性观测装置布放的套管系统及方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种辅助海底柔性观测装置布放的套管系统及方法，包括盘式配重，位于盘式配重的下方的止位盘，止位盘的下方安装有金属套管，其中，止位盘包括止位圆盘和固定连接在止位圆盘中心位置上的垂直支撑套管，盘式配重络放在在垂直支撑套管上，止位盘的直径要大于盘式配重的2倍，且大于金属套管直径的6倍；垂直支撑套管上端且位于盘式配重之上安装有释放器；

金属套管为中空式一体结构，金属套管的顶端设置有连接圆盘，连接圆盘上设计有与第一固定螺孔相对应的第二固定螺孔，金属套管与止位盘通过第一固定螺孔和第二固定螺孔的螺栓连接为一体，金属套管的空腔为不完全圆形，金属套管的空腔前后两侧分别设置有穿线孔，穿线孔内为牵引线，位于金属套管底端的穿线孔处为凸型定位卡，金属套管的空腔右侧设置有压敏电阻传输孔，压敏电阻传输孔内为压敏电阻电路，金属套管底部安装有锥形配重，锥形配重通过穿线孔内部的牵引线安装在金属套管底端，锥形配重的上表面设置有两处对称的定位缺口，定位缺口与金属套管底端的凸型定位卡相对应，锥形配重内部分别装有第一固定架和第二固定架，其中第一固定架用来固定观测装置，第二固定架用来牵引锥形配重；锥形配重上方设置有突出柱体；压敏电阻电路包括设置在压敏电阻传输孔内的压敏电阻电路线缆，安装在压敏电阻电路线缆底端并位于压敏电阻传输孔的底部的电阻定位片，以及安装在压敏电阻电路线缆上的固定电阻，突出柱体用于当金属套管与锥形配重紧密连接时压缩金属套管内部压敏电阻传输孔底部安装的压敏电阻电路的电阻定位片。

释放器为电磁式释放结构，上下可分离，上部为电磁线圈密封舱，下部为可透水空心仓，可透水空心仓内设弹簧和固定支架圆盘，固定支架圆盘上方即弹簧下方为一铁质圆形金属块，固定支架圆盘下方焊接固定有固定支架牵引架，固定支架牵引架下方通过铰接圆柱连接固定支架卡位支架，固定支架卡位支架的下端设置有卡口，卡口固定安装牵引线上端，。

压敏电阻电路主要用于配合锥形配重的突处圆柱体进行工作，当锥形配重未与套管底部连接固定时电阻最大，电流最小；当锥形配重与套管底部连接时，锥形配重的圆柱体压缩压敏电阻，电阻减小，电压不变则水面供电处可监测到电流变大。释放时套管与追星配重脱离，压敏电阻处压力变小直至为0，电阻逐渐变大至最大，船载供电可监测到电流逐渐变大则释放工作正常。

作为优选方案，盘式配重的材质为高密度钢材，提供足够的贯入压力。