[發(fā)明專利]一種海底液壓貫入裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710978266.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107632121A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張民生;郭秀軍;賈永剛;王振豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋地質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種海底液壓貫入裝置及方法。

背景技術(shù)

隨海洋探測(cè)技術(shù)的日益發(fā)展，針對(duì)海洋底部的研究對(duì)象逐漸由海水層向海底沉積物內(nèi)部發(fā)展，探究海底沉積物各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。目前多通過將安裝傳感探頭的探桿貫入到沉積物中的技術(shù)探測(cè)參數(shù)，探桿涉及到靜力觸探探桿、孔隙水壓力探桿、聲學(xué)特性測(cè)量探桿、電阻率測(cè)量探桿等，所使用的貫入方式多采用液壓傳動(dòng)裝置進(jìn)行貫入。

現(xiàn)有的采用液壓貫入式探桿探測(cè)的裝置中，貫入裝置中的活動(dòng)壓盤與探桿固定連接，通過活動(dòng)壓盤的移動(dòng)，帶動(dòng)探桿貫入，這樣貫入裝置只能在同一時(shí)間進(jìn)行同一根探桿的貫入，探測(cè)參數(shù)單一，無法為海洋工程提供多元化的參數(shù)指標(biāo)；因?yàn)樨炄胙b置能夠提供的貫入力有限，對(duì)于較硬的海底地質(zhì)，如若同時(shí)貫入多根探桿則易損壞貫入裝置；另外，探桿的貫入深度與活動(dòng)壓盤的行程一致，探桿的貫入深度受活動(dòng)壓盤的行程限制，無法對(duì)海底深層進(jìn)行測(cè)量，影響進(jìn)一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種海底液壓貫入裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的探桿貫入數(shù)量少、探測(cè)參數(shù)單一以及探桿貫入深度小的技術(shù)問題。

如上構(gòu)思，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種海底液壓貫入裝置，包括支撐框架、與所述支撐框架滑動(dòng)連接的升降平臺(tái)、與所述支撐框架固定連接的保持平臺(tái)和至少一個(gè)探桿；

所述探桿與所述升降平臺(tái)滑動(dòng)連接，對(duì)應(yīng)每個(gè)所述探桿于所述升降平臺(tái)上設(shè)置夾持機(jī)構(gòu)，能夠夾緊或松開所述探桿；

所述探桿與所述保持平臺(tái)滑動(dòng)連接，對(duì)應(yīng)每個(gè)所述探桿于所述保持平臺(tái)上設(shè)置保持機(jī)構(gòu)，能夠夾緊或松開所述探桿。

其中，所述夾持機(jī)構(gòu)與所述保持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，所述夾持機(jī)構(gòu)包括：

夾爪，兩個(gè)所述夾爪分別位于所述探桿兩側(cè)；

夾緊油缸，所述夾緊油缸與所述夾爪一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于驅(qū)動(dòng)所述夾爪運(yùn)動(dòng)。

其中，所述夾爪的一端與所述夾緊油缸連接，所述夾爪的另一端與所述探桿可選擇接觸，所述夾爪靠近所述探桿的表面為與所述探桿配合的弧形面。

其中，還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述升降平臺(tái)移動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括貫入油缸和與所述貫入油缸連接的滑輪組件，所述滑輪組件與所述升降平臺(tái)連接。

其中，所述滑輪組件包括：

上滑輪組件，其包括上動(dòng)滑輪和三個(gè)上定滑輪，第一鋼纜的一端與所述升降平臺(tái)固定連接，第一鋼纜的另一端依次繞過兩個(gè)所述上定滑輪、上動(dòng)滑輪和一個(gè)所述上定滑輪后固定；

下滑輪組件，其與所述上滑輪組件對(duì)稱設(shè)置，所述下滑輪組件包括下動(dòng)滑輪和三個(gè)下定滑輪，第二鋼纜的一端與所述升降平臺(tái)固定連接，第二鋼纜的另一端依次繞過兩個(gè)所述下定滑輪、下動(dòng)滑輪和一個(gè)所述下定滑輪后固定。

其中，所述滑輪組件通過滑輪支架固定于所述支撐框架上，所述上動(dòng)滑輪和所述下動(dòng)滑輪均安裝于動(dòng)滑輪支架上，所述動(dòng)滑輪支架與所述滑輪支架滑動(dòng)連接，所述貫入油缸的輸出端與所述動(dòng)滑輪支架連接。

其中，所述滑輪組件有兩組，兩組所述滑輪組件間隔平行設(shè)置，兩個(gè)所述上動(dòng)滑輪同軸設(shè)置。

其中，所述支撐框架上設(shè)置有若干個(gè)導(dǎo)向軸，所述升降平臺(tái)與所述導(dǎo)向軸滑動(dòng)連接，所述升降平臺(tái)上開設(shè)有用于穿設(shè)所述導(dǎo)向軸的導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向套。

其中，所述支撐框架包括若干個(gè)支撐桿，所述支撐桿的底端設(shè)置有防沉降盤，所述防沉降盤呈碗狀，所述支撐桿插入所述防沉降盤內(nèi)并與所述防沉降盤固定連接。

一種海底液壓貫入裝置的貫入方法，具體包括以下步驟：

步驟1：升降平臺(tái)位于貫入初始位置，夾持機(jī)構(gòu)夾緊，保持機(jī)構(gòu)松開，所述升降平臺(tái)下行，帶動(dòng)探桿貫入；

步驟2：當(dāng)所述升降平臺(tái)到達(dá)單次最大行程，所述升降平臺(tái)位于拔出初始位置，所述保持機(jī)構(gòu)夾緊，所述夾持機(jī)構(gòu)松開，所述升降平臺(tái)上行回到貫入初始位置，完成單次貫入；

步驟3：重復(fù)步驟1和步驟2，將探桿連續(xù)多次貫入。

本發(fā)明的有益效果：