一种海底液压贯入装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种海底液压贯入装置及方法，贯入装置包括支撑框架、与支撑框架滑动连接的升降平台、与支撑框架固定连接的保持平台和至少一个探杆；探杆与升降平台滑动连接，对应每个探杆于升降平台上设置夹持机构，能够夹紧或松开探杆；探杆与保持平台滑动连接，对应每个探杆于保持平台上设置保持机构，能够夹紧或松开探杆。贯入装置可将探杆连续多次贯入，探杆的贯入深度不受升降平台行程的限制，能够对海底深层进行测量；若沉积物松软可同时贯入多根探杆，若沉积物致密可依次贯入多根探杆，不仅实现了多根探杆对海底多个参数的同时测量，探测效率高，而且贯入深度大，测量参数具有更大的研究价值。

A hydraulic penetration device and method for seabed

The invention discloses a device and method for subsea hydraulic penetration, penetration device comprises a support frame, and the supporting frame sliding connection support is fixedly connected with the frame to keep the platform and at least one rod, the lifting platform; the probe rod connected with the lifting platform sliding rod, each corresponding to the lifting platform is provided with a clamping mechanism, can clamping or loosening the probe rod rod is connected with the platform; keep sliding, corresponding to each probe to maintain the platform is provided with a holding mechanism capable of clamping or loosening of the probe rod. Penetration device can be repeatedly rod penetration, the penetration depth of the probe rod from the lifting platform of the travel restrictions, can be used to detect deep sea sediments; if the soft and a plurality of penetration probe, if the sediment density can turn a penetration probe, not only to achieve the simultaneous measurement of multiple probe on the multiple parameters of rod, high detection efficiency, and the penetration depth, the measurement parameter has more research value.

【技术实现步骤摘要】
一种海底液压贯入装置及方法
本专利技术涉及海洋地质探测领域，尤其涉及一种海底液压贯入装置及方法。
技术介绍
随海洋探测技术的日益发展，针对海洋底部的研究对象逐渐由海水层向海底沉积物内部发展，探究海底沉积物各项物理力学性质参数成为现阶段的研究热点。目前多通过将安装传感探头的探杆贯入到沉积物中的技术探测参数，探杆涉及到静力触探探杆、孔隙水压力探杆、声学特性测量探杆、电阻率测量探杆等，所使用的贯入方式多采用液压传动装置进行贯入。现有的采用液压贯入式探杆探测的装置中，贯入装置中的活动压盘与探杆固定连接，通过活动压盘的移动，带动探杆贯入，这样贯入装置只能在同一时间进行同一根探杆的贯入，探测参数单一，无法为海洋工程提供多元化的参数指标；因为贯入装置能够提供的贯入力有限，对于较硬的海底地质，如若同时贯入多根探杆则易损坏贯入装置；另外，探杆的贯入深度与活动压盘的行程一致，探杆的贯入深度受活动压盘的行程限制，无法对海底深层进行测量，影响进一步的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海底液压贯入装置及方法，以解决现有技术中存在的探杆贯入数量少、探测参数单一以及探杆贯入深度小的技术问题。如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：一种海底液压贯入装置，包括支撑框架、与所述支撑框架滑动连接的升降平台、与所述支撑框架固定连接的保持平台和至少一个探杆；所述探杆与所述升降平台滑动连接，对应每个所述探杆于所述升降平台上设置夹持机构，能够夹紧或松开所述探杆；所述探杆与所述保持平台滑动连接，对应每个所述探杆于所述保持平台上设置保持机构，能够夹紧或松开所述探杆。其中，所述夹持机构与所述保持机构的结构相同，所述夹持机构包括：夹爪，两个所述夹爪分别位于所述探杆两侧；夹紧油缸，所述夹紧油缸与所述夹爪一一对应设置，用于驱动所述夹爪运动。其中，所述夹爪的一端与所述夹紧油缸连接，所述夹爪的另一端与所述探杆可选择接触，所述夹爪靠近所述探杆的表面为与所述探杆配合的弧形面。其中，还包括驱动机构，用于驱动所述升降平台移动，所述驱动机构包括贯入油缸和与所述贯入油缸连接的滑轮组件，所述滑轮组件与所述升降平台连接。其中，所述滑轮组件包括：上滑轮组件，其包括上动滑轮和三个上定滑轮，第一钢缆的一端与所述升降平台固定连接，第一钢缆的另一端依次绕过两个所述上定滑轮、上动滑轮和一个所述上定滑轮后固定；下滑轮组件，其与所述上滑轮组件对称设置，所述下滑轮组件包括下动滑轮和三个下定滑轮，第二钢缆的一端与所述升降平台固定连接，第二钢缆的另一端依次绕过两个所述下定滑轮、下动滑轮和一个所述下定滑轮后固定。其中，所述滑轮组件通过滑轮支架固定于所述支撑框架上，所述上动滑轮和所述下动滑轮均安装于动滑轮支架上，所述动滑轮支架与所述滑轮支架滑动连接，所述贯入油缸的输出端与所述动滑轮支架连接。其中，所述滑轮组件有两组，两组所述滑轮组件间隔平行设置，两个所述上动滑轮同轴设置。其中，所述支撑框架上设置有若干个导向轴，所述升降平台与所述导向轴滑动连接，所述升降平台上开设有用于穿设所述导向轴的导向孔，所述导向孔内设置有导向套。其中，所述支撑框架包括若干个支撑杆，所述支撑杆的底端设置有防沉降盘，所述防沉降盘呈碗状，所述支撑杆插入所述防沉降盘内并与所述防沉降盘固定连接。一种海底液压贯入装置的贯入方法，具体包括以下步骤：步骤1：升降平台位于贯入初始位置，夹持机构夹紧，保持机构松开，所述升降平台下行，带动探杆贯入；步骤2：当所述升降平台到达单次最大行程，所述升降平台位于拔出初始位置，所述保持机构夹紧，所述夹持机构松开，所述升降平台上行回到贯入初始位置，完成单次贯入；步骤3：重复步骤1和步骤2，将探杆连续多次贯入。本专利技术的有益效果：本专利技术提出的海底液压贯入装置，包括支撑框架、与支撑框架滑动连接的升降平台、与支撑框架固定连接的保持平台和至少一个探杆；探杆与升降平台滑动连接，对应每个探杆于升降平台上设置夹持机构，能够夹紧或松开探杆；探杆与保持平台滑动连接，对应每个探杆于保持平台上设置保持机构，能够夹紧或松开探杆。贯入时，升降平台位于贯入初始位置，夹持机构夹紧，保持机构松开，接着升降平台下行，带动探杆贯入；当升降平台到达单次最大行程，升降平台位于拔出初始位置，保持机构夹紧，夹持机构松开，升降平台上行回到贯入初始位置，完成单次贯入；重复上述过程，可将探杆连续多次贯入，这样探杆的贯入深度不受升降平台行程的限制，能够对海底深层进行测量；当需要贯入多根探杆时，根据海底沉积物条件确定贯入方式，若沉积物松软可同时贯入多根探杆，若沉积物致密可依次贯入多根探杆，不仅实现了多根探杆对海底多个参数的同时测量，探测效率高，而且贯入深度大，测量参数具有更大的研究价值。附图说明图1是本专利技术提供的海底液压贯入装置的结构示意图。图2是本专利技术提供的海底液压贯入装置的部分结构示意图；图3是图2中的升降平台和夹持机构的结构示意图；图4是本专利技术提供的海底液压贯入装置的部分结构的主视图；图5是本专利技术提供的海底液压贯入装置的部分结构的侧视图。图中：1、支撑框架；2、升降平台；3、保持平台；4、探杆；5、驱动机构；6、电池舱；11、支撑杆；12、连接板；13、防沉降盘；14、网板；21、夹持机构；22、导向轴；23、导向孔；24、导向套；25、固定套；26、法兰；211、夹爪；212、夹紧油缸；31、保持机构；51、贯入油缸；52、上滑轮组件；53、下滑轮组件；54、滑轮支架；55、动滑轮支架；521、上动滑轮；522、上定滑轮；523、第一钢缆；531、下动滑轮；532、下定滑轮；533、第二钢缆。具体实施方式下面结合附图和实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。参见图1至图5，本专利技术实施例提供一种海底液压贯入装置，包括支撑框架1、升降平台2、保持平台3、探杆4、驱动机构5、控制系统和电池舱6，通过夹持机构21、保持机构31的夹紧松开，配合升降平台2的下降与上升，完成探杆4的贯入、上拔动作。以下对贯入装置的各个部件进行详细介绍。如图1和图2所示，支撑框架1是用以固定整套装置各个部件的框架结构，为探杆4的贯入提供支撑。支撑框架1包括若干个支撑杆11，在本实施例中，四个支撑杆11间隔设置呈矩形，四个支撑杆11之间通过多个连接板12连接，连接板12将支撑框架1分为底层、中层和上层。相邻两个支撑杆11之间设置有网板14，用于对装置进行防护。在支撑杆11的底端设置有防沉降盘13，防沉降盘13呈碗状，支撑杆11插入防沉降盘13内并与防沉降盘13固定连接。防沉降盘13增加了支撑框架1与海平面的接触面积，保证整个装置的稳定性。在本实施例中，支撑框架1采用高强度耐腐蚀的钢材结构加工，尺寸为2.0×1.7×1.5m，自重为1.5t。支撑框架1上设置有若干个导向轴22，为升降平台2提供导向作用，升降平台2与导向轴22滑动连接。升降平台2上开设有用于穿设导向轴22的导向孔23，导向孔23内设置有导向套24。导向轴22的两端通过固定套25与支撑框架1固定连接，固定套25通过法兰26与支撑框架1固定连接。保持平台3与支撑框架1固定连接，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底液压贯入装置，其特征在于，包括支撑框架(1)、与所述支撑框架(1)滑动连接的升降平台(2)、与所述支撑框架(1)固定连接的保持平台(3)和至少一个探杆(4)；所述探杆(4)与所述升降平台(2)滑动连接，对应每个所述探杆(4)于所述升降平台(2)上设置夹持机构(21)，能够夹紧或松开所述探杆(4)；所述探杆(4)与所述保持平台(3)滑动连接，对应每个所述探杆(4)于所述保持平台(3)上设置保持机构(31)，能够夹紧或松开所述探杆(4)。

【技术特征摘要】
1.一种海底液压贯入装置，其特征在于，包括支撑框架(1)、与所述支撑框架(1)滑动连接的升降平台(2)、与所述支撑框架(1)固定连接的保持平台(3)和至少一个探杆(4)；所述探杆(4)与所述升降平台(2)滑动连接，对应每个所述探杆(4)于所述升降平台(2)上设置夹持机构(21)，能够夹紧或松开所述探杆(4)；所述探杆(4)与所述保持平台(3)滑动连接，对应每个所述探杆(4)于所述保持平台(3)上设置保持机构(31)，能够夹紧或松开所述探杆(4)。2.根据权利要求1所述的海底液压贯入装置，其特征在于，所述夹持机构(21)与所述保持机构(31)的结构相同，所述夹持机构(21)包括：夹爪(211)，两个所述夹爪(211)分别位于所述探杆(4)两侧；夹紧油缸(212)，所述夹紧油缸(212)与所述夹爪(211)一一对应设置，用于驱动所述夹爪(211)运动。3.根据权利要求2所述的海底液压贯入装置，其特征在于，所述夹爪(211)的一端与所述夹紧油缸(212)连接，所述夹爪(211)的另一端与所述探杆(4)可选择接触，所述夹爪(211)靠近所述探杆(4)的表面为与所述探杆(4)配合的弧形面。4.根据权利要求1-3任一项所述的海底液压贯入装置，其特征在于，还包括驱动机构(5)，用于驱动所述升降平台(2)移动，所述驱动机构(5)包括贯入油缸(51)和与所述贯入油缸(51)连接的滑轮组件，所述滑轮组件与所述升降平台(2)连接。5.根据权利要求4所述的海底液压贯入装置，其特征在于，所述滑轮组件包括：上滑轮组件(52)，其包括上动滑轮(521)和三个上定滑轮(522)，第一钢缆(523)的一端与所述升降平台(2)固定连接，第一钢缆(523)的另一端依次绕过两个所述上定滑轮(522)、上动滑轮(521)和一个所述上定滑轮(522)后固定；下滑轮组件(53)，其与所述上滑轮组件(52)对称设置，所述下滑轮组件(53)包括下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张民生，郭秀军，贾永刚，王振豪，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37