[發明專利]潛水式海洋靜力觸探機

有效

• 申請號: 201610039656.3
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105696541B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 鈕建定;成利民;陳智勇;陳捷華;程澤坤;余緒杰;費涵昌;陳航;陳華仁;陳莊華;徐威;陶旭光;趙樹光;顧敏智;江君聰;余青松
• 申請（專利權）人: 臺州市建元工程勘察儀器有限公司;中交第三航務工程勘察設計院有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于海洋裝備技術領域，涉及一種潛水式海洋靜力觸探機，特別是一種無間斷往復油缸式的潛水式海洋靜力觸探機。

背景技術

靜力觸探設備是巖土工程勘察常用的原位測試設備，其試驗方法是通過一系列探桿用準靜力將一個內部裝有傳感器的觸探頭勻速壓入到土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據測得的貫入阻力大小間接判定土的物理力學性質。由于靜力觸探試驗不用取樣，對于地層變化較大的復雜場地以及不易取得原狀土樣的飽和砂土、砂質粉土和高靈敏性軟土地層的勘察，具有獨特的優越性，因而使用廣泛。靜力觸探試驗結果受多種因素的影響，包括貫入速率、貫入方式、探頭尺寸等。傳統的貫入方式是采用間歇式貫入方式，試驗過程中隨著一根探桿的壓入需要停下來加接另一根探桿，導致試驗過程的探桿貫入速度不均勻、不連續和不穩定，對試驗曲線形態及試驗數據產生影響。因此，研制連續貫入式靜力觸探設備對于提高試驗精度和增進工作效率具有重要意義。

例如，中國專利公開了一種鏈條傳動連續貫入式靜力觸探裝置[申請公布號為CN103122604A]，包含條形底座，該條形底座的上端固定有底板，該底板的底部鏡像設有下鏈輪軸架，該下鏈輪軸架之間插有與其轉動配合的下轉軸，下鏈輪軸架之間的下轉軸之間鏡像套有下鏈輪，上固定有中空結構的立柱，立柱的中心處設有探桿，探桿上設有兩個與其套接的山形板，山形板通過夾具卡接在探桿上，立柱的頂部蓋有上蓋，上蓋的頂部鏡像固定有上鏈輪軸架，上鏈輪軸架之間插有與其轉動配合的上轉軸。

該鏈條傳動連續貫入式靜力觸探裝置能夠有效的實現連續貫入并能夠有效的提高探測現場的工作效率，有效避免了因貫入間歇而影響測試精度的現象，可以滿足廣大沿海地區的工程勘察需求。但由于其采用鏈條傳動，靜探貫入力一般為6t～10t，達不到20t的要求，滿足不了我國工程勘察的設計要求。

又如，中國專利公開了一種雙油缸組全液壓連續貫入靜力觸探機[授權公告號為CN 102116018B]，它采用兩組油缸呈十字交叉分上下兩層安裝在機架上，每組油缸通過橫梁固聯在一起，橫梁上安裝有液壓卡盤，油缸的下方裝有行程限位開關；探桿從兩個液壓卡盤的中心內孔中通過。它采用雙油缸組進給及自動換向控制；雙液壓卡盤自動夾緊及松開探桿，配合油缸的運動自動實現連續不間斷進給；利用電液比例調速閥實現穩定的均速進給，但由于這種結構液壓卡盤卡緊力不夠，而且極易產生故障，滿足不了20t的要求。由于此油缸的上下腔是不同的體積，雖然可以連續勻速的貫入，但不能實現連續勻速的起拔。

又如，中國專利公開了一種海床式靜力觸探貫入裝置[申請公布號CN10251805B]，包括用于支撐整個裝置的基架、探桿庫、行走機構、機械手、地錨、底板、轉動間歇機構和液壓動力源，底板固定于底板上，轉軸和探桿架位于庫架內，探桿放置于探桿架上，轉軸固定于探桿架的中心并且能夠帶動探桿架轉動，其中轉軸的頂端通過滾動軸承固定于庫架的頂部，轉軸的底端通過滾動軸承固定于底板上，該海床式靜力觸探貫入裝置結構緊湊，控制簡單方便，使用可靠穩定，可實現最大錐探深度為15m的觸探工藝，適用于海底靜力觸探，也可以在陸地上進行作業。但此結構貫入深度達不到設計要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種貫入力和起拔力大、靜探貫入深度能達到工程設計要求的潛水式海洋靜力觸探機。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

本潛水式海洋靜力觸探機，包括海底架和固連于海底架上的由滑輪與鋼絲索構成的起吊結構，所述的海底架內穿設有其下端伸出至海底架下側的探桿，所述探桿的下端設有靜探探頭，其特征在于，所述的海底架上設有用于驅動探桿貫入或起拔的連續貫入液壓系統，該連續貫入液壓系統上設有在貫入或起拔時用于卡住探桿的卡桿器，所述的海底架上還設有潛水液壓控制單元和測斜與電控單元，上述的連續貫入液壓系統與該潛水液壓控制單元連接。

潛水液壓控制單元控制連續貫入液壓系統的動作，勘探時通過起吊結構將海底架運輸到海面下的指定位置，通過測斜與電控單元反饋的信號判定海底架是否出現傾斜現象，若發生傾斜，起吊結構將海底架吊起移至另一位置后繼續將海底架運輸到海面下，當測斜與電控單元反應的信號無異常后，潛水液壓控制單元控制連續貫入液壓系統工作，從而控制探桿的貫入或起拔。