[發(fā)明專利]一種灘淺海沉積物強(qiáng)度原位檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310045448.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN103144751A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈永剛;劉曉磊;鄭杰文;單紅仙;郭磊;郭騰飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): B63C11/52
• 分類號(hào): B63C11/52;G01N3/10
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋地質(zhì)勘測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種灘淺海沉積物強(qiáng)度原位檢測(cè)裝置及方法。?

背景技術(shù)

灘淺海地區(qū)主要指沿海灘涂、潮間帶以及淺海地帶，水深范圍主要在0-10米，其具有重要的科研與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前已經(jīng)成為中國(guó)石油勘探開發(fā)的重要陣地。對(duì)灘淺海沉積物強(qiáng)度進(jìn)行原位測(cè)試，可以大大減少海洋工程勘察中鉆孔的數(shù)量，提高工程勘察的質(zhì)量與精度，經(jīng)濟(jì)效益明顯，使海洋工程地質(zhì)評(píng)價(jià)勘測(cè)周期也大為縮短。隨著開發(fā)海洋油氣資源的持續(xù)進(jìn)行，沉積物強(qiáng)度原位測(cè)試技術(shù)將被普遍應(yīng)用于灘淺海油氣開發(fā)區(qū)的工程地質(zhì)調(diào)查。?

目前，用于海上作業(yè)的海底沉積物強(qiáng)度原位測(cè)試技術(shù)在國(guó)外已非常成熟，并已廣泛應(yīng)用于海上工程領(lǐng)域，主要靠在配有吊車或A型吊架的調(diào)查船只上使用靜力觸探設(shè)備或結(jié)合鉆探來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這些海底靜力觸探設(shè)備對(duì)載體(調(diào)查船)及鉆探設(shè)備的要求較高，探測(cè)深度大的測(cè)試設(shè)備一般要求裝載在大噸位的調(diào)查船上或鉆井平臺(tái)上，因此觸探設(shè)備的可移植性較差，無(wú)法在灘淺海地區(qū)使用，且設(shè)備的造價(jià)昂貴，使用成本高。而在國(guó)內(nèi)，海上作業(yè)的沉積物強(qiáng)度原位測(cè)試技術(shù)還未被廣泛采用，且主要靠購(gòu)進(jìn)或者租借國(guó)外的儀器設(shè)備，而適合于灘淺海區(qū)沉積物強(qiáng)度原位測(cè)試的設(shè)備則更加少見。因此為了了解灘淺海地區(qū)海底沉積物強(qiáng)度及地層變化情況，現(xiàn)階段一般采用大量的鉆探、取樣和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來(lái)替代，以滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的灘淺海油氣開發(fā)的工程建設(shè)勘查需要。?

經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利名稱：水下巖土觸探設(shè)備及水下巖土勘探方法，專利申請(qǐng)?zhí)?00910244129.6，該發(fā)明雖提出了一種可在不同尺度深水中進(jìn)行巖土工程勘測(cè)的水下巖土靜力觸探設(shè)備以及采用該設(shè)備的水下巖土勘探方法，在一定程度上解決了海底強(qiáng)度原位測(cè)試時(shí)觸探設(shè)備可移植性差的問(wèn)題。但該方法涉及的儀器體積大，重量大，必須用大船進(jìn)行裝載，僅適用于深海的海底工程地質(zhì)勘查。所以，在灘淺海沉積物強(qiáng)度原位測(cè)試技術(shù)方面，我國(guó)目前仍然沒(méi)有擁有自己獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和設(shè)備，這也一直是我國(guó)灘淺海地區(qū)資源開采平臺(tái)、油氣輸送管線及海下電纜鋪設(shè)、港口、海岸基礎(chǔ)設(shè)施等工程建設(shè)中的瓶頸技術(shù)難題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，提供一種灘淺海沉積物強(qiáng)度原位檢測(cè)裝置及方法，使其可在灘淺海環(huán)境下對(duì)海底沉積物進(jìn)行連續(xù)貫入強(qiáng)度測(cè)試。?

一種灘淺海沉積物強(qiáng)度原位檢測(cè)裝置，包括裝有控制裝置的控制船，以及由控制船進(jìn)行控制的水下部分，其特征在于所述的控制船上還有充氣裝置(7)與真空發(fā)生裝置；?

所述的水下部分包括一個(gè)框架裝置，該框架裝置的底部中央設(shè)有貫入裝置、頂部中央設(shè)有液壓裝置；且框架裝置上還設(shè)有用于使水下部分從水底浮升至水面的空氣壓力艙；?

所述的充氣裝置與真空發(fā)生裝置分別與空氣壓力艙相連接。?

另外，本發(fā)明的灘淺海沉積物強(qiáng)度原位檢測(cè)裝置還具有如下附加技術(shù)特征中的至少一個(gè)：?

上述空氣壓力艙是橫截面為圓形的圓筒狀皮囊，且所述的圓筒狀皮囊豎直設(shè)置在框架裝置上。?

上述圓筒狀皮囊外還設(shè)有保護(hù)筒。?

上述保護(hù)筒表面設(shè)有排水孔。?

上述排水孔在保護(hù)筒表面的開孔率是底部1/6的表面為3個(gè)/dm²、頂部1/6的表面為1個(gè)/dm²，底部至頂部之間的2/3的表面開孔率在1～3個(gè)/dm²之間。?

上述框架裝置是一個(gè)長(zhǎng)方形框架，且所述圓筒狀皮囊設(shè)置在長(zhǎng)方形框架的四角，且每個(gè)角的設(shè)有至少4個(gè)圓筒狀皮囊；或者所述的長(zhǎng)方形框架分為前中后三段，所述圓筒狀皮囊設(shè)置在長(zhǎng)方形框架的前段和后段，且前后兩段的圓筒狀皮囊數(shù)量相等。?

上述排水孔的形狀為橢圓形；且橢圓形上半部設(shè)有朝向保護(hù)筒內(nèi)部的導(dǎo)流罩。?

或者上述排水孔的形狀為V形或U形；且所述的V形或U形的排水孔處設(shè)有朝向所述的保護(hù)筒內(nèi)部的導(dǎo)流罩。?

上述的貫入裝置，包括至少一個(gè)可續(xù)觸探桿、用于可續(xù)觸探桿的容納和導(dǎo)向的觸探桿容納艙、用于推進(jìn)可續(xù)觸探桿的觸探桿推進(jìn)艙、與觸探桿容納艙相連接的觸探桿下夾持裝置、與觸探桿推進(jìn)艙相連接的觸探桿上夾持裝置、可續(xù)觸探桿下端的觸探頭，以及用于將觸探桿推進(jìn)艙的位移數(shù)據(jù)準(zhǔn)確上傳至控制裝置的位移傳感器，和用于為可續(xù)觸探桿實(shí)際貫入深度定距離線性適時(shí)計(jì)數(shù)發(fā)訊，?上傳至控制裝置，觸發(fā)強(qiáng)度參數(shù)的采集記錄的觸探深度發(fā)訊裝置。?

上述的圓筒狀皮囊，內(nèi)部設(shè)置壓力傳感器，用來(lái)將氣囊壓力數(shù)據(jù)上傳至控制裝置。?

上述框架裝置的前端還設(shè)有一個(gè)定向?qū)Я餮b置。?

上述空氣壓力艙的浮心高于框架裝置高度的1/2。?