[發(fā)明專利]海床式鏈夾緊驅動連續(xù)貫入靜力觸探裝置

在審

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• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114232581A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 劉志浩;管毓輝;王偉勝;孔憲海;鄭文彬;曹在文;范慶來
• 申請（專利權）人: 煙臺三維巖土工程技術有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;F16H7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了海床式鏈夾緊驅動連續(xù)貫入靜力觸探裝置，包括機架和探桿探頭，機架的一側固定安裝有配重塊，機架的內側固定安裝有調平機構，機架內側的底部固定安裝有夾持器，機架的內側安裝有鏈條夾緊驅動機構，機架內側的頂部固定安裝有計米器，機架的內側固定安裝有滑輪組，機架的內側固定安裝有液壓系統(tǒng)。本發(fā)明結構緊湊，模塊化設計，全程視頻監(jiān)控，工作穩(wěn)定可靠，能夠滿足一般的水下靜力觸探自動連續(xù)貫入需要，并且能耗低，性價比高，本發(fā)明可廣泛應用于碼頭建設、海上風電、跨海橋隧、能源勘探開發(fā)、軍事后勤保障、海底管線鋪設、海上人工島、海洋牧場、海洋科學研究等一系列海上工程項目靜力觸探等項目勘測任務。

技術領域

本發(fā)明屬于靜力觸探技術領域，具體涉及海床式鏈夾緊驅動連續(xù)貫入靜力觸探裝置。

背景技術

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內的力傳感器，通過電子量測儀器將探頭受到的貫入阻力記錄下來，以反映不同層次土質特征。其主要應用于土層劃分，取得各土層工程性質的指標，確定地基土的參數等。相比海底取樣分析的方法，海底靜力觸探具有快速、準確的優(yōu)點，是海底工程土力學調查的重要手段。在海洋環(huán)境實施靜力觸探作業(yè)，國內外有三種施工工藝較為成熟：平臺式、海床式和井下式。平臺式的主要特點是貫入設備安裝在固定平臺上，觸探操作時探桿需要首先從平臺甲板經過水層后才能貫入海底地層；海床式的主要特點是貫入設備穩(wěn)定支撐于海床面上，將探頭直接連續(xù)的貫入海底以取得探頭所檢測到的地層應力；井下式的主要特點是鉆探與靜力觸探相結合的循環(huán)貫入方式，觸探操作時貫入裝置設置于鉆桿內部并將探頭從鉆桿底部經鉆頭貫入海底地層，而鉆探主要負責掃除觸探已經完成的地層以便開始下一循環(huán)周期的觸探操作。綜合比較，海床式靜力觸探無論從技術方面還是從施工方面均具有明顯的優(yōu)勢，主要表現在：淺水和深水均可使用，適用范圍廣；觸探基準穩(wěn)定、觸探路徑連續(xù)；可通過貫入力、自重以及套管的不同配置，適應于不同的探測深度需求；施工難度小、施工成本較低、施工效率高。因此，海床式靜力觸探是目前國際上使用最為廣泛的海洋靜力觸探施工工藝，其相關設備也最為多種多樣。

目前，國外從事海床式靜力觸探系統(tǒng)的研發(fā)、生產和銷售，分別為：荷蘭輝固公司、荷蘭范登堡公司和英國Datem公司等。相應公司的產品幾乎承接了我國80%以上的海洋靜力觸探工作量，但是這些產品都得依賴進口，價格昂貴而且技術保密。因此我國各類海洋工程建設迫切需要性價比高的海底勘測高端裝備，來得到準確的海床地質條件情況與具體的物理力學參數。國內的海床式靜力觸探起步較晚，上世紀七十年代中國科學院海洋研究所研制成功的海底靜力觸探儀為首要代表，后來研制出了一批適合不同水下工況的海底靜力觸探系統(tǒng)，這些系統(tǒng)并沒有像國外一樣得到大規(guī)模的推廣應用，技術上仍停留在科研水平，實際應用的案例較少，尤其是較大貫入力的海底靜力觸探系統(tǒng)更少。

發(fā)明內容

針對現有技術存在的不足，本發(fā)明目的是提供海床式鏈夾緊驅動連續(xù)貫入靜力觸探裝置，解決了我國各類海洋工程建設迫切需要性價比高的海底勘測高端裝備的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：海床式鏈夾緊驅動連續(xù)貫入靜力觸探裝置，包括機架和探桿探頭，所述機架的一側固定安裝有配重塊，所述機架的內側固定安裝有調平機構，所述機架內側的底部固定安裝有夾持器，所述機架的內側安裝有鏈條夾緊驅動機構，所述機架內側的頂部固定安裝有計米器，所述機架的內側固定安裝有滑輪組，所述機架的內側固定安裝有液壓系統(tǒng)，所述機架的內側固定安裝有電控系統(tǒng)。

所述鏈條夾緊驅動機構由兩組鏈輪鏈條傳動機構組成，且兩組鏈輪鏈條傳動機構均包括滑架、滑板、液壓馬達和減速機、橫向張緊裝置、夾緊油缸、縱向張緊裝置、從動軸輪、鏈條壓板、鏈條卡瓦和主動軸輪，所述滑板固定滑動安裝在滑架的頂部，所述滑板的一側固定安裝有液壓馬達和減速機、橫向張緊裝置和縱向張緊裝置，所述滑板的另一側轉動安裝有從動軸輪和主動軸輪，所述鏈條卡瓦滑動安裝在從動軸輪和主動軸輪的外側。

所述調平機構包括調平油缸、水準儀和傾角傳感器，所述水準儀和傾角傳感器的輸出端均與調平油缸的輸入端相連接。