锚泊床的评估装置与方法制造方法及图纸

一种有于产生能描绘海床土壤内描划的埋藏轨迹的测量数据的装置，包括含有主体元件的评估装置，该主体元件可安装于埋置装置或与埋置装置成一体，能够沿轨迹埋入海床土壤，该评估装置指示埋置装置或主体元件上一点在埋藏过程中在土壤内的位置而能跟踪该点的轨迹，该评估装置包括反应埋置装置运动的测量装置，以测量该点沿该轨迹运动的位移。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。当将埋置海锚作为在广阔的锚泊水域中用于海底锚泊床的锚定元件来评估时，希望知道，当锚埋入锚泊床内时随着基本上水平施加于它连接的牵引缆索上很大的力而预料的每个锚所走轨迹上诸点的锚泊床土壤的机械特性。依据锚爪的长度，对最新设计的埋置海锚已实验证明其走的轨迹为当用锚链拖动时该轨迹刺入常有的剪切强度梯度为1.6千帕/米(1.6kPa/m)的通常固结的粘土海床表面以下多达五个锚爪长度。当用直径为包围锚链的假想外接圆柱直径的三分之一的钢丝缆索拖动时，轨迹刺入多达九个锚爪长度。对于目前使用的最大尺寸的埋置海锚，其锚爪长约为6米和用钢丝缆索拖动，其埋藏轨迹形成一曲线，该曲线从开始刺入点倾斜于水平面50°渐减至在最大锚定能力约为锚重的40倍时变为水平的，此时锚水平运动约300米和埋入的垂直深度约54米。因此，这有助于取得沿海床表面延伸至少300米和表面以下54米的二维垂直面积范围内锚泊床土壤的工程数据，在广阔的锚泊区域内多达12个远离位置的每个位置能够预测每个轨迹。过去，对深深地沉入锚泊床土壤内的工程数据得自间接的剪切叶片试验和间接的圆锥穿透计试验与完成的土壤试样实验室试验一起评估，土壤试样取自在区域内选定位置的锚泊床上钻出的少数钻孔。这些试验和取样是在海床表面以下深达60米或更深的范围内完成的，在该区域的每个选定位置给出三维数组的土壤数据。然而，由于进行这样的研究的极高的费用，选定试验和取样位置势必被减至最少。其缺点是在很大的区域面积范围内插入少数数据点，在选定位置之间留下很大的不确定性。这又带来预测埋置海锚在锚泊床土壤内这些位置之间的特性和轨迹的相当大的不可靠性。过去也测定了锚埋藏的轨迹。由锚的近似水平位移确定了轨迹的水平坐标，该近似水平位移是通过测量它的没有埋入海床表面以下的拖动缆索水平部分上一标定点的相应水平位移取得的，或直接或间接地确定了其相应的垂直坐标，直接地是利用连接于锚上的细缆索并垂直向上拉以测量其刺入海床表面以下的深度。间接地是利用安装在锚上的压力传感器通过用来将水柱从海床表面导至锚上的软管测量从埋藏的锚到海床表面的水柱静压力。对于直接方法，过去的这些测量方法的缺点是缺乏细缆索被向上拉紧到足以在土壤中确实是垂直的而又没有扰动埋藏的锚的可靠性并需要多次重复这样的操作。对于间接方法，过去的这些测量方法的缺点包括因海水表面大的波浪引起的压力波动产生的不可靠性和因由于土壤压力导管壁的压扁，被纽结或在其自由端侵入土壤而使水柱导管阻塞。本专利技术的一个目的是提供一种拖动埋置装置，它能够形成深埋于海床土壤内的轨迹同时对拖动埋置装置产生的水平阻力基本上小于由埋置海锚和其缆索所产生的，同时在土壤内形成同样的轨迹。本专利技术的另一目的是提供一种装置，用于产生能够描绘埋入锚泊床土壤内的埋置装置上一点所描划的埋藏轨迹的测量数据。本专利技术又一目的是提供测量该埋置装置上所述点描划的轨迹上描绘的诸点土壤的工程特性的装置。本专利技术还有一个目的是提供评估锚泊海床的锚定能力的方法，该方法是通过说明由拖动埋置装置在那里形成的埋藏轨迹的形状。按照本专利技术的第一方面，用于能够产生描绘海床土壤内所描划的埋藏轨迹的测量数据的装置包括含有主体元件的评估装置，该主体元件安装于埋置装置或与埋置装置成一体，能够沿轨迹埋入海床土壤，该评估装置指示埋置装置或主体元件上一点在埋藏过程中在土壤内的位置而能跟踪该点的轨迹，该评估装置包括反应埋置装置运动的测量装置，用于测量该点沿轨迹运动的位移。按照本专利技术的第二方面，用于在海床土壤内形成和描绘埋藏轨迹的装置包括按照以上第一专利技术方面包含于埋置装置内的特性测量装置，埋置装置包括连接于细长锚杆元件一端的钢丝缆索，锚杆的另一端连接于锚爪元件，用来沿位于含锚杆元件的垂直平面上的轨迹拖动埋置入上述土壤内，其中锚杆元件和锚爪元件在该平面内的特定方向上的最小投影面积不超过在该平面内与上述特定方向成直角的方向上的相应最大投影面积的20％(且最好不超过10％)。优选地，该测量装置用作测量沿轨迹分离的两间隔点的距离并又测量包括以下任一个另外的参数a)轨迹上一点处的轨迹倾斜角；和b)该点相对于基准点的水平或垂直位移。优选地，测量沿轨迹分离的两点上的距离的上述装置包含于上述主体元件内。优选地，主体元件是细长和空心的并以铰链连接于埋置装置的上述点上，从而它能自动轴向对准轨迹。优选地，提供连接于主体元件的绳索元件，它在埋置装置埋入锚泊床土壤内时可以从主体元件后面引出与轨迹相重合。优选地，主体元件具有含贮存该绳索元件的贮存装置的内舱。优选地，绳索元件在其远离连接于主体元件的一端连接于主体元件外面的有阻抗的元件上，该阻抗元件在主体元件沿轨迹运动时抗阻刺入锚泊床表面内并保持在锚泊床表面上从而绳索元件被拉出主体元件与轨迹相重合。优选地，测量沿轨迹两点之间距离的装置由从主体元件引出时的绳索元件驱动。优选地，测量沿轨迹两点之间距离的装置包括滑轮和磁铁，滑轮安装于主体元件内且当绳索元件被拉出主体元件时通过绕过它的该绳索元件可使之转动，磁铁由滑轮使之作圆周转动以触发主体元件内的磁场传感开关而提供电脉冲输出，该电脉冲输出在引出的绳索元件转动滑轮时确定处于轨迹上的该绳索元件上已知不变间隔的连续的诸点。优选地，用于提供可以确定轨迹上一点处轨迹的倾斜角数据的测量装置包括刚性连接于主体元件的电倾角计装置，其输出利用由主体元件内磁场传感电路的定点脉冲取样。优选地，倾角计装置包括加速度计，用来提供正比于地球重力加速度与加速度计相对于水平而倾角的余弦的乘积的输出电压。优选地，主体元件包括电驱动的数据记录器，用于贮存沿处于轨迹上的绳索元件上已知不变间隔的所有确定脉冲的诸点的倾斜角测量数据。优选地，绳索元件用的该贮存装置包括螺旋绕组线圈与可从线圈内部拉出的绳索元件。优选地，上述包含该贮存装置的内舱被填满了脂类物质。优选地，上述舱是由贯通有小孔的密封的滑动活塞封闭的，该小孔在由通过它引出的绳索元件的周围密配合， 因而在绳索元件引出时压力引起的活塞的运动清除横过活塞的压力差和从而阻止锚泊床土壤材料侵入舱内。优选地，绳索元件包括电缆，另外用作通过电信号从沿轨迹的路径的主体元件向邻近锚泊床表面的声脉冲转发器传送数据，从而轨迹描绘数据可以被传递给邻近海面的接收机。另外优选地，测量沿轨迹上诸点之间的距离的该装置包括安装于从主体元件伸出的轴上的透平叶片和连接于该轴并由该轴使作圆周转动的磁铁以触发主体元件内的磁场传感开关而提供电脉冲输出，当由于主体元件穿过土壤沿轨迹运动，叶片受土壤的冲击而使上述轴转动时上述电脉冲输出确定轨迹上已知不变间隔的连续的诸点。优选地，该装置包括测量土壤参数例如穿透阻力的装置。优选地，测量土壤参数的该装置包括电学上易读的穿透计，用于测量土壤的穿透阻力。按照本专利技术的其他方面，为产生评估在锚泊海床内海床土壤的锚定能力的数据的方法包括(a)在锚泊床上布置一种装置，用来形成和描绘埋藏在该土壤内的轨迹并基本上水平拖动它的连接缆索直到记录了要求的埋藏轨迹部分为止；(b)显示该记录的轨迹的踪迹；(c)考查该踪迹以识别其上的诸点，凡是斜率发生迅速波动的地方表示横过地层之间的界面的土壤参数的迅速变化或啮合在障碍物上，所有这些都将影响符合锚泊床的锚定能力标称值。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·布鲁斯，
申请(专利权)人：布鲁帕特有限公司，
类型：发明
国别省市：