[實用新型]具有無線傳輸功能的海底土液化監測探桿

有效

• 申請號: 201420849260.1
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN204405649U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 劉海超;初新杰;徐松森;樊敦秋;蒙占彬;李森;崔希君;徐增強;郭強;王宏安
• 申請（專利權）人: 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G08C17/02
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域：

本實用新型屬于海洋地質監測裝置領域，具體是一種具有無線傳輸功能的海底土液化監測探桿。

背景技術：

在海洋石油開發中，海洋工程結構物基本上以海洋地基為依托，而海底土在惡劣條件下可能發生液化，造成海底地基下沉、海上平臺就位困難、平臺傾斜甚至可能傾覆等事故。現在國內一般的取樣測試方法和現場原位動力觸探等技術手段受船舶出海限制，難以獲得大風浪等極端海況條件下海底土物理力學性質的變化過程。因此需要一種監測設備能夠實時監測海底土的物理力學性質并將監測結果實時傳輸給分析人員進行分析判斷。

實用新型內容：

本實用新型目的是針對現有技術存在的不足，提供一種具有無線傳輸功能的海底土液化監測探桿，以解決現有技術中無法獲得極端海況條件下海底土物理力學性質的變化信息的問題，避免海上結構物在海底土液化時出現傾覆的事故。

本實用新型是通過以下技術方案實現的。

一種具有無線傳輸功能的海底土液化監測探桿，包括監測探桿1、數據采集存儲控制器9和信號接收裝置11，其中：監測探桿1是由數根連接套管3之間間隔連接孔隙水壓力傳感器4組成，監測探桿1的下端連接CPT探頭2，監測探桿1上端設置數據艙5；數據艙5是由密閉配合的不銹鋼艙體6和艙蓋8組成，數據采集存儲控制器9和電池10設置在數據艙5內；CPT探頭2和孔隙水壓力傳感器4通過數據線連接至數據采集存儲控制器9，由數據采集存儲控制器9通過無線傳輸的方式連接信號接收裝置11。

上述方案還包括：監測探桿1和數據艙5通過T型螺紋連接，CPT探頭2、連接套管3和孔隙水壓力傳感器4之間通過T型螺紋連接并在螺紋連接部位采用雙層密封圈進行防水密封。數據采集存儲控制器9和電池10通過線路板安裝骨架7安裝在艙體6內，在數據艙5頂部設有吊耳。

本實用新型的工作原理是：所述的監測探桿和數據艙連接好后，由專用設備將其貫入海底，數據艙位于泥面上，信號接收裝置單獨布置在海上結構物上。監測探桿貫入過程中由CPT探頭探測土層樁端阻力，由數據采集存儲控制器將數據采集、存儲并傳輸到信號接收裝置。監測探桿貫入后由4只孔隙水壓力傳感器實時監測海底不同深度土層的孔隙水壓力，孔隙水壓力信息由數據采集存儲控制器將數據采集、存儲并傳輸到信號接收裝置，從而判斷海底土物理力學性質的變化。

本實用新型的優點是：針對海底土液化進行實時監測，能不間斷的探測海底土物理力學性質的變化，并將探測數據通過無線傳輸發送到信號接收裝置，具有數據實時監測、無線傳輸的特點，且結構相對簡單，探桿及數據艙密封性?好，工作可靠性高。

附圖說明：

圖1為本實用新型探桿及數據艙結構示意圖；

圖2為利用本實用新型在自升式平臺作業過程中地基監測示意圖。

圖中：1-監測探桿；2-CPT探頭；3-連接套管；4-孔隙水壓力傳感器；5-數據艙；6-艙體；7-線路板安裝骨架；8-艙蓋；9-數據采集存儲控制器；10-電池；11-信號接收裝置。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。

如圖1所示，一種具有無線傳輸功能的海底土液化監測探桿，是在借助現有的數據采集存儲控制器9和信號接收裝置11的基礎上，利用無線傳輸的方式監測數據實時傳輸到計算機處理系統中的。包括監測探桿1、CPT探頭2、連接套管3、孔隙水壓力傳感器4、數據艙5、艙體6、線路板安裝骨架7、艙蓋8、數據采集存儲控制器9、電池10、信號接收裝置11。

其中監測探桿1包括：1個CPT探頭2，4個連接套管3和4只孔隙水壓力傳感器4。其中CPT探頭、套管、壓力傳感器通過T型螺紋連接。監測探桿的連接部位采用雙層密封圈進行防水密封。

數據艙5包括：不銹鋼艙體6、數據采集存儲控制器9、電池10、線路板安裝骨架7和艙蓋8。艙蓋8裝有兩道徑向密封圈具有良好的水密性，艙蓋8上配裝有鋅塊，可防海水中的電化學腐蝕，保證數據采集系統正常工作。數據采集存儲控制器9和電池10通過線路板安裝骨架7安裝在不銹鋼艙體6內。監測探桿1和數據艙5通過T型螺紋連接。

數據采集存儲控制器9具有采集、存儲探頭及傳感器數據并進行無線數據實時發送的功能。CPT探頭1、孔隙水壓力傳感器4、數據采集存儲控制器9、電池10通過監測探桿和數據艙內部空間進行線路連接，形成閉合回路。

信號接收裝置11放置在自升式平臺中控室內，用以接收數據艙發射的無線信號。

具體實施時，自升式平臺坐底后，通過平臺吊機將攜帶監測探桿的貫入機具下放到平臺樁靴附近泥面上，通過貫入機具將監測探桿貫入到泥面以下，數據艙停留在泥面上，信號接收裝置放置在平臺中控室內。在監測探桿的貫入過程中，CPT探頭探測到各土層的樁端單位承載力數據通過數據采集存儲控制器采集存儲并通過無線信號發送到信號接收裝置上供平臺操作人員記錄分析。監測探桿貫入后在泥面以下放置數天，整個過程中由4個孔隙水壓力傳感器監測泥面以下不同土層的土壤孔隙水壓力，通過數據采集存儲控制器采集存儲并通?過無線信號發送到信號接收裝置上供平臺操作人員記錄分析。