[發(fā)明專利]一種能實(shí)現(xiàn)非開挖定向鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810794403.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN108956118B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳英龍;王俊杰;張?jiān)雒?/a>;侯交義;寧大勇;弓永軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發(fā)明提供一種能實(shí)現(xiàn)非開挖定向鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)臺(tái)。本發(fā)明包括：鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)裝置和樣本土層調(diào)整裝置，所述鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)裝置包括回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中心齒輪、齒輪減速器、聯(lián)軸器Ⅰ、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、聯(lián)軸器Ⅱ、壓力傳感器、抗震光電位移傳感器、鉆架、齒輪齒條、壓電式振動(dòng)傳感器和位置傳感器，所述樣本土層調(diào)整裝置包括樣本土層容器和支撐架。本發(fā)明在鉆機(jī)過(guò)程中，檢測(cè)系統(tǒng)配置有精度高、性能穩(wěn)定的傳感器，實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量多路工程參數(shù)，記錄鉆進(jìn)參數(shù)，從而獲得鉆壓、鉆速、轉(zhuǎn)速等基本參數(shù)，實(shí)時(shí)了解所鉆進(jìn)海底地質(zhì)物理特性與鉆機(jī)的工作狀態(tài)，可避免受力過(guò)載、鉆桿折斷等異常工況的出現(xiàn)，可以在水下沉船模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下沉船模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種能實(shí)現(xiàn)非開挖定向鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外沉船打撈技術(shù)中，最常用的是水下攻打過(guò)底千斤洞技術(shù)。其整個(gè)過(guò)程是用攻泥器鉆頭借高壓水沖力，在船底泥沙中沖出一個(gè)孔洞，在難船船底穿引過(guò)底小鋼絲并逐級(jí)穿引過(guò)底大鋼絲，實(shí)現(xiàn)沉船的快速打撈。

目前，基于陸地非開挖技術(shù)所設(shè)計(jì)的攻打千斤洞鉆機(jī)設(shè)備日趨完善，尤其是水下導(dǎo)向鉆機(jī)設(shè)備，即水下導(dǎo)向攻泥器的研制，相比于潛水員人工攻打，該設(shè)備降低了人工作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)系數(shù)，但鉆機(jī)設(shè)備受制與技術(shù)瓶頸，在運(yùn)行控制中也存在以下問(wèn)題：

鉆機(jī)攻進(jìn)基本參數(shù)無(wú)法檢測(cè)，出現(xiàn)過(guò)載工況而導(dǎo)致鉆桿折斷。水下非開挖導(dǎo)向鉆機(jī)運(yùn)行時(shí)，攻打過(guò)底千斤洞的鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆速等由施工人員操控，因缺乏運(yùn)行過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)卡死，鉆桿折斷等異常工況?！叭A勇6號(hào)”沉船打撈工程中，因HT-12C鉆機(jī)受石塊影響，而運(yùn)行過(guò)程中單靠施工人員經(jīng)驗(yàn)，過(guò)載參數(shù)無(wú)法檢測(cè)，導(dǎo)致鉆桿多次折斷。

鉆桿軌跡導(dǎo)向精度低?，F(xiàn)有水下攻打千斤洞由潛水員人工確定導(dǎo)向軌跡，鉆頭的位置和位姿等參數(shù)由操作人員憑經(jīng)驗(yàn)判斷鉆機(jī)設(shè)備入土位置和角度，且攻過(guò)一節(jié)鉆桿都要探摸攻泥器方向是否準(zhǔn)確，無(wú)法判斷孔內(nèi)工況，需要派潛水員下水觀測(cè)是否對(duì)準(zhǔn)過(guò)底千斤洞的攻打位置，若偏差較大則需重新布置，導(dǎo)向參數(shù)采用人工測(cè)得，準(zhǔn)確性較差，數(shù)據(jù)不能及時(shí)處理，攻打過(guò)底千斤洞的效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出鉆機(jī)攻進(jìn)基本參數(shù)無(wú)法檢測(cè)、鉆桿軌跡導(dǎo)向精度低的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種能實(shí)現(xiàn)非開挖定向鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)臺(tái)。本發(fā)明主要利用各傳感器對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)，從而幫助沉船打撈施工人員獲得鉆機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的基本參數(shù)，根據(jù)鉆壓、鉆速、轉(zhuǎn)速等參數(shù)分析鉆機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，以防過(guò)載、卡死等各類異常工況的出現(xiàn)，同時(shí)通過(guò)模擬海底地質(zhì)，獲得鉆頭在海底泥中位置和位姿，完成水下攻打千斤洞的準(zhǔn)確鉆進(jìn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種能實(shí)現(xiàn)非開挖定向鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)臺(tái)，包括鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)裝置和樣本土層調(diào)整裝置，所述鉆進(jìn)參數(shù)檢測(cè)裝置包括回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中心齒輪、齒輪減速器、聯(lián)軸器Ⅰ、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、聯(lián)軸器Ⅱ、壓力傳感器、抗震光電位移傳感器、鉆架、齒輪齒條、壓電式振動(dòng)傳感器和位置傳感器，所述樣本土層調(diào)整裝置包括樣本土層容器和支撐架；

動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的輸出端與所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中心齒輪嚙合，其分別通過(guò)所述齒輪減速器和所述聯(lián)軸器Ⅰ與所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的輸入端相連，所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出端與所述壓力傳感器的輸入端相連，所述壓力傳感器的輸出端通過(guò)所述聯(lián)軸器Ⅱ與動(dòng)力頭連接，動(dòng)力頭推進(jìn)液壓系統(tǒng)的輸出端通過(guò)齒輪齒條推動(dòng)所述鉆桿在樣本土層中鉆進(jìn)，所述鉆桿前端設(shè)有導(dǎo)向板，通過(guò)內(nèi)置的所述位置傳感器檢測(cè)鉆頭的位置和位姿，

所述樣本土層容器內(nèi)部設(shè)有樣本土層，外部布設(shè)用于檢測(cè)振動(dòng)參數(shù)的所述壓電式振動(dòng)傳感器，所述樣本土層容器通過(guò)所述支撐架固定于水平地面。

進(jìn)一步地，所述鉆架上設(shè)有所述抗震光電位移傳感器和多個(gè)用于所述抗震光電位移傳感器檢測(cè)鉆速的檢測(cè)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器兩端與滾動(dòng)軸承配合，通過(guò)兩個(gè)軸支撐座固定于所述鉆架上。