[发明专利]海床式链夹紧驱动连续贯入静力触探装置

说明书

本发明公开了海床式链夹紧驱动连续贯入静力触探装置，包括机架和探杆探头，机架的一侧固定安装有配重块，机架的内侧固定安装有调平机构，机架内侧的底部固定安装有夹持器，机架的内侧安装有链条夹紧驱动机构，机架内侧的顶部固定安装有计米器，机架的内侧固定安装有滑轮组，机架的内侧固定安装有液压系统。本发明结构紧凑，模块化设计，全程视频监控，工作稳定可靠，能够满足一般的水下静力触探自动连续贯入需要，并且能耗低，性价比高，本发明可广泛应用于码头建设、海上风电、跨海桥隧、能源勘探开发、军事后勤保障、海底管线铺设、海上人工岛、海洋牧场、海洋科学研究等一系列海上工程项目静力触探等项目勘测任务。

技术领域

本发明属于静力触探技术领域，具体涉及海床式链夹紧驱动连续贯入静力触探装置。

背景技术

静力触探是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来，以反映不同层次土质特征。其主要应用于土层划分，取得各土层工程性质的指标，确定地基土的参数等。相比海底取样分析的方法，海底静力触探具有快速、准确的优点，是海底工程土力学调查的重要手段。在海洋环境实施静力触探作业，国内外有三种施工工艺较为成熟：平台式、海床式和井下式。平台式的主要特点是贯入设备安装在固定平台上，触探操作时探杆需要首先从平台甲板经过水层后才能贯入海底地层；海床式的主要特点是贯入设备稳定支撑于海床面上，将探头直接连续的贯入海底以取得探头所检测到的地层应力；井下式的主要特点是钻探与静力触探相结合的循环贯入方式，触探操作时贯入装置设置于钻杆内部并将探头从钻杆底部经钻头贯入海底地层，而钻探主要负责扫除触探已经完成的地层以便开始下一循环周期的触探操作。综合比较，海床式静力触探无论从技术方面还是从施工方面均具有明显的优势，主要表现在：浅水和深水均可使用，适用范围广；触探基准稳定、触探路径连续；可通过贯入力、自重以及套管的不同配置，适应于不同的探测深度需求；施工难度小、施工成本较低、施工效率高。因此，海床式静力触探是目前国际上使用最为广泛的海洋静力触探施工工艺，其相关设备也最为多种多样。

目前，国外从事海床式静力触探系统的研发、生产和销售，分别为：荷兰辉固公司、荷兰范登堡公司和英国Datem公司等。相应公司的产品几乎承接了我国80%以上的海洋静力触探工作量，但是这些产品都得依赖进口，价格昂贵而且技术保密。因此我国各类海洋工程建设迫切需要性价比高的海底勘测高端装备，来得到准确的海床地质条件情况与具体的物理力学参数。国内的海床式静力触探起步较晚，上世纪七十年代中国科学院海洋研究所研制成功的海底静力触探仪为首要代表，后来研制出了一批适合不同水下工况的海底静力触探系统，这些系统并没有像国外一样得到大规模的推广应用，技术上仍停留在科研水平，实际应用的案例较少，尤其是较大贯入力的海底静力触探系统更少。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供海床式链夹紧驱动连续贯入静力触探装置，解决了我国各类海洋工程建设迫切需要性价比高的海底勘测高端装备的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：海床式链夹紧驱动连续贯入静力触探装置，包括机架和探杆探头，所述机架的一侧固定安装有配重块，所述机架的内侧固定安装有调平机构，所述机架内侧的底部固定安装有夹持器，所述机架的内侧安装有链条夹紧驱动机构，所述机架内侧的顶部固定安装有计米器，所述机架的内侧固定安装有滑轮组，所述机架的内侧固定安装有液压系统，所述机架的内侧固定安装有电控系统。

所述链条夹紧驱动机构由两组链轮链条传动机构组成，且两组链轮链条传动机构均包括滑架、滑板、液压马达和减速机、横向张紧装置、夹紧油缸、纵向张紧装置、从动轴轮、链条压板、链条卡瓦和主动轴轮，所述滑板固定滑动安装在滑架的顶部，所述滑板的一侧固定安装有液压马达和减速机、横向张紧装置和纵向张紧装置，所述滑板的另一侧转动安装有从动轴轮和主动轴轮，所述链条卡瓦滑动安装在从动轴轮和主动轴轮的外侧。

所述调平机构包括调平油缸、水准仪和倾角传感器，所述水准仪和倾角传感器的输出端均与调平油缸的输入端相连接。