[發(fā)明專利]一種水下孔壓靜力觸探探頭

有效

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• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107761694B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于春亮;陳銘;陳為;歐文;陳宇翔;陽寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳歡

本發(fā)明公開了一種水下孔壓靜力觸探探頭，包括錐頭、錐尖阻力檢測裝置、壓塊、摩擦套筒、側(cè)壁摩擦力傳感器、孔隙水壓力檢測裝置和信號接收裝置，孔隙水壓力檢測裝置設(shè)于錐頭內(nèi)，壓塊與信號接收裝置底部相連，側(cè)壁摩擦力傳感器設(shè)于壓塊下，側(cè)壁摩擦力傳感器下設(shè)頂頭，頂頭頂住側(cè)壁摩擦力傳感器，頂頭下方設(shè)三角爪且三角爪爪子可在頂頭內(nèi)活動，三角爪底部與錐尖阻力檢測裝置頂部相連，錐尖阻力檢測裝置底部與錐頭頂部相連，摩擦套筒設(shè)有凸起，凸起頂住頂頭，摩擦套筒套住錐尖阻力檢測裝置、壓塊、側(cè)壁摩擦力傳感器、三角爪和頂頭，錐頭設(shè)于摩擦套筒底部，錐尖阻力檢測裝置、側(cè)壁摩擦力傳感器和孔隙水壓力檢測裝置與信號接收裝置通過信號線連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下地質(zhì)原位勘探領(lǐng)域，具體涉及一種水下孔壓靜力觸探探頭。

背景技術(shù)

孔壓靜力觸探是工程地質(zhì)勘察中的一項原位測試方法，可用于劃分土層，判定土層類別，查明軟硬夾層及土層在水平和垂直方向的均勻性，評價地基土的工程特性。

在進(jìn)行孔壓靜力觸探時，使用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有錐尖阻力傳感器、側(cè)壁摩擦力傳感器、孔隙水壓力傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的土質(zhì)不同，力學(xué)性能不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過電信號輸入到記錄儀表中記錄下來，再通過貫入阻力、孔隙水壓力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系，來獲取土層參數(shù)。

隨著海洋工程的發(fā)展，海洋孔壓靜力觸探的重要性也逐漸顯現(xiàn)出來。目前全球研發(fā)海洋靜力觸探的公司主要集中在歐洲一些發(fā)達(dá)國家如荷蘭輝固公司、荷蘭范登堡公司等，本發(fā)明即為一種可用于深海的孔壓靜力觸探探頭。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供可用于水下或深海孔壓靜力觸探，并且針對海底沉積物等松軟土質(zhì)的錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力較小，通過三角爪和頂頭之間的配合能夠有效的分別測量錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力和孔隙水壓力的一種水下孔壓靜力觸探探頭。

本發(fā)明提供一種水下孔壓靜力觸探探頭，包括錐頭、錐尖阻力檢測裝置、三角爪、壓塊、摩擦套筒、側(cè)壁摩擦力傳感器、孔隙水壓力檢測裝置和信號接收裝置，所述信號接收裝置內(nèi)部設(shè)有用于補(bǔ)償壓力的壓力補(bǔ)償裝置，所述孔隙水壓力檢測裝置設(shè)于所述錐頭的上方，所述壓塊與所述信號接收裝置的底部相連，所述側(cè)壁摩擦力傳感器設(shè)于所述壓塊下方，所述側(cè)壁摩擦力傳感器下方設(shè)有頂頭，所述頂頭用于頂住所述側(cè)壁摩擦力傳感器，所述頂頭套在三角爪的三個爪子上且所述頂頭可在三角爪上沿軸向運動，所述三角爪的底部與所述錐尖阻力檢測裝置的頂部相連，所述錐尖阻力檢測裝置的底部與所述孔隙水壓力檢測裝置頂部相連，所述摩擦套筒設(shè)有凸起，所述凸起用于頂住所述頂頭，所述摩擦套筒用于套住所述錐尖阻力檢測裝置、壓塊、側(cè)壁摩擦力傳感器、三角爪和頂頭，所述錐頭設(shè)于所述摩擦套筒的底部，所述錐尖阻力檢測裝置、側(cè)壁摩擦力傳感器和孔隙水壓力檢測裝置與所述信號接收裝置通過信號線連接。

優(yōu)選地，所述錐尖阻力檢測裝置包括錐尖阻力傳感器，所述錐尖阻力傳感器的底部設(shè)有孔隙水壓力傳感器支座，所述孔隙水壓力傳感器支座的底部與所述錐頭的頂部相連，所述錐尖阻力傳感器的頂部與所述三角爪的底部相連，所述錐尖阻力傳感器與所述信號接收裝置通過信號線連接。

優(yōu)選地，所述孔隙水壓力檢測裝置包括第一透水石和孔隙水壓力傳感器，所述第一透水石設(shè)于所述錐頭的表面，所述第一透水石與所述孔隙水壓力傳感器相通，所述孔隙水壓力傳感器與所述信號接收裝置通過信號線連接。

優(yōu)選地，所述信號接收裝置包括電路艙、電路板、電路板支架、水密接插件和電路艙端蓋，所述電路艙的底部與所述壓塊的頂部相連，所述電路板和電路板支架設(shè)于所述電路艙的內(nèi)部，所述電路艙端蓋設(shè)于所述水密接插件的底部，所述電路艙端蓋的底部與所述電路艙的頂部相連，所述電路板支架設(shè)于所述電路艙端蓋的底部，所述電路板設(shè)于所述電路板支架的底部，所述電路板用于接收和處理所述側(cè)壁摩擦力傳感器、孔隙水壓力檢測裝置和錐尖阻力檢測裝置所檢測的數(shù)據(jù)，所述水密接插件可將所述電路板處理后的數(shù)據(jù)傳輸至外界。