[发明专利]一种海底多点位静力触探装备

说明书

本发明公开了一种海底多点位静力触探装备，包括：水下升沉移动单元，所述的水下升沉移动单元包括支撑框架、导向架、船式浮筒，所述的导向架竖直固定在所述支撑框架上，所述船式浮筒对称布置在所述导向架上，用于提供升沉力；CPTu探杆组件，所述CPTu探杆组件安装在所述支撑框架上，由导向架导向；液压推进系统，用于给所述CPTu探杆组件提供贯入力。本发明的CPTu触探装备能够在海底100m深度作业，探杆静力贯入深度可达30m，通过水下升沉移动平台，并配合水上小型浮拖船，自主灵活选择探测站位，完成该站位的海底表层沉积物的土力学性质的测试。

技术领域

本发明属于海洋观测技术领域、海洋工程地质领域，涉及一种海底多点位静力触探装备。

背景技术

我国在建和规划中的海上重大基础设施(如海上风电、海上油气平台、海洋牧场平台等)总量居世界前列，海床地基是其最终的承载者。在海洋极端环境荷载下(如台风、巨浪等)，海上结构基础倒塌或过度倾斜时有发生，导致常规设计冗余度过高。安全、经济的海工结构基础设计主要取决于海床地层力学特性的高效勘测和科学分析。目前，海床力学特性原位勘测装备(主要有静力触探仪CPTu及其贯入设备)最大作业水深和贯入探测深度无法满足我国海域所有深度的作业需求，且一般多针对单点式固定勘察，缺乏移动式多点位高效勘测装备。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种海底多点位静力触探装备，以解决现有勘测装备存在的最大作业水深和贯入探测深度无法满足我国海域作业需求，且一般无法进行移动式多点高效勘测的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种海底多点位静力触探装备，包括：

水下升沉移动单元，所述的水下升沉移动单元包括支撑框架、导向架、船式浮筒，所述的导向架竖直固定在所述支撑框架上，所述船式浮筒对称布置在所述导向架上，用于提供升沉力；

CPTu探杆组件，所述CPTu探杆组件安装在所述支撑框架上，由导向架导向；

液压推进系统，用于给所述CPTu探杆组件提供贯入力。

进一步地，所述的CPTu探杆组件位于支撑框架中心对称位置。

进一步地，所述的CPTu探杆组件包括触探杆、锥头、透水滤器和摩擦筒，所述锥头固定在触探杆下端，摩擦筒套装在触探杆上，所述的透水滤器布置在靠近锥头后，其中锥头用于测定锥尖阻力，透水滤器用于测定超孔隙水压力，摩擦筒用于测定侧摩阻力。

进一步地，所述的液压推进系统包括液压马达、弹力夹紧装置和摩擦轮，两个弹力夹紧装置对称分布在触探杆两侧，每个弹力夹紧装置上安装有一个液压马达，每个液压马达的转动轴上安装摩擦轮，两个摩擦轮对称分布在触探杆两侧且与触探杆抵接，所述的弹力夹紧装置固定在支撑框架上。

进一步地，所述的弹力夹紧装置包括固定支座、控制杆和弹簧，所述固定支座与支撑框架铰接，所述液压马达安装在所述固定支座上，所述控制杆安装在支撑框架内，所述弹簧的一端抵住固定支座，另一端抵住控制杆的端部。

进一步地，还包括：静力触探测控系统，所述的静力触探测控系统包括用于收集CPTu探杆组件数据的探杆贯入集成器和用于控制液压马达的液压推进总成测控器。

进一步地，所述的船式浮筒具有进水口、排水口和进气口，通过进气口利用高压气体在水下将船式浮筒内的水排出。

进一步地，所述的进水口和排水口分别设置有进水阀门及排水阀门。

进一步地，所述的船式浮筒的总体积为4～8m³。