一种十字板剪切试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种十字板剪切试验系统，改善了测试精准度较差的技术问题。该装置包括右上到下依次连接的驱动装置、扭矩传感器、轴杆和十字板头，还包括：支撑套筒，顶端与所述驱动装置固定、底端与所述十字板头转动连接，且所述轴杆转动设置于所述支撑套筒内；限位件，设置于所述支撑套筒上；其中，所述限位件能够与海底钻孔的孔壁固定，以实现对所述轴杆的支撑与限位。本发明专利技术可以实现对轴杆的支撑与限位，以降低轴杆发生抖动的风险，从而降低十字板头出现颤动的风险，使得十字板头在土体旋转的过程中能够形成规整的圆柱状破坏面，进而提高试验系统的测试精准度。验系统的测试精准度。验系统的测试精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种十字板剪切试验系统


[0001]本专利技术属于原位测试系统
，具体涉及一种十字板剪切试验系统。

技术介绍

[0002]十字板原位测试系统是针对饱和黏土进行的一项现场原位不排水抗剪强度的测试试验，是海洋工程地质勘察中非常重要的原位测试方法之一。海上原位十字板剪切试验是一种通过在海底钻孔内，对插入孔底黏土中的十字板头施加扭矩，使十字板头在土体中匀速扭转形成圆柱状破坏面，通过换算、评价黏土不排水抗剪强度及其灵敏度等指标的现场原位测试方法。
[0003]相关技术中的试验系统通常包括由上至下依次连接的驱动装置、轴杆、扭矩传感器以及十字板头，通过驱动装置给轴杆施加扭矩，并使轴杆带动十字板头旋转，此时，扭力传感器测出十字板旋转的扭转力矩，并实时记录所测力矩值和旋转角度的关系，从而实现饱和黏土的抗剪强度测试。
[0004]然而，在深水工程地质探测作业中，为了实现深水作业，轴杆通常比较长，利用驱动装置控制轴杆转动的过程中，轴杆受到海水以及自身惯性力等因素会出现横向抖动的问题，从而使得十字板头出现颤动，十字板头在土体旋转的过程中，就难以形成规整的圆柱状破坏面，从而影响测试精准度，有待改进。

技术实现思路

[0005]为了解决上述全部或部分问题，本专利技术的目的在于提供一种十字板剪切试验系统，可以降低轴杆发生抖动的风险，从而降低十字板头出现颤动的风险，使得十字板头在土体旋转的过程中能够形成规整的圆柱状破坏面，进而提高测试精准度。
[0006]本专利技术提供了一种十字板剪切试验系统，包括右上到下依次连接的驱动装置、扭矩传感器、轴杆和十字板头，还包括：
[0007]支撑套筒，顶端与所述驱动装置固定、底端与所述十字板头转动连接，且所述轴杆转动设置于所述支撑套筒内；
[0008]限位件，设置于所述支撑套筒上；
[0009]其中，所述限位件能够与海底钻孔的孔壁固定，以实现对所述轴杆的支撑与限位。
[0010]可选地，所述限位件包括至少一组限位板，每组所述限位板分别沿所述支撑套筒的圆周方向排布，所述限位板的宽度大于所述十字板头的宽度，且所述限位板能够刺入到海底钻孔的孔壁。
[0011]可选地，所述限位板的底部设置有第一导向斜面。
[0012]可选地，所述限位板的顶部设置有第二导向斜面。
[0013]可选地，所述支撑套筒包括由上到下依次设置的过渡接头、支撑筒以及前端轴套，所述支撑筒的顶端与所述前端轴套螺纹连接、底端与所述前端轴套螺纹连接，所述过渡接头与所述驱动装置螺纹连接，所述前端轴套与所述十字板头的旋转轴转动连接，且所述限
位件至少设置在所述支撑筒上。
[0014]可选地，所述轴杆包括延长杆和连接杆，所述连接杆同轴连接于所述延长杆的顶端，所述延长杆的底端与所述十字板头的旋转轴同轴连接、顶端与所述驱动装置的输出轴同轴连接。
[0015]可选地，所述驱动装置包括：
[0016]支撑壳，其支撑作用；
[0017]驱动部，设置于所述支撑壳内，且用于提供动力；
[0018]驱动轴，转动连接于所述支撑壳内；
[0019]其中，所述扭矩传感器的一端与所述驱动部的输出轴连接、另一端与所述驱动轴的顶端连接，且所述驱动轴的底端与所述轴杆同轴连接。
[0020]可选地，所述支撑壳的底部设置有导向轴承座，所述驱动轴的底部转动连接于所述导向轴承座内，且所述支撑套筒的顶端与所述导向轴承座固定。
[0021]可选地，所述支撑套筒与所述导向轴承座之间设置有密封外盖，所述驱动轴的底端穿过所述密封外盖并与所述轴杆连接。
[0022]由上述技术方案可知，本专利技术提供的十字板剪切试验系统，具有以下优点：
[0023]该装置可以实现对轴杆的支撑与限位，以降低轴杆发生抖动的风险，从而降低十字板头出现颤动的风险，使得十字板头在土体旋转的过程中能够形成规整的圆柱状破坏面，进而提高试验系统的测试精准度。
[0024]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0026]图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例的剖视图；
[0028]图3为本专利技术实施例中支撑套筒的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例中支撑套筒的俯视图；
[0030]图5为图2中A区域的放大示意图；
[0031]图6为图2中B区域的放大示意图。
[0032]附图标记说明：
[0033]1、驱动装置；11、支撑壳；12、驱动部；13、驱动轴；14、导向轴承座；15、密封外盖；2、轴杆；21、延长杆；22、连接杆；3、扭矩传感器；4、十字板头；5、支撑套筒；51、过渡接头；52、支撑筒；53、前端轴套；6、限位件；61、限位板；62、第一导向斜面；62、第二导向斜面。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0035]如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示为本专利技术实施例，该实施例中公开了一种十字
板剪切试验系统，包括右上到下依次连接的驱动装置1、扭矩传感器3、轴杆2和十字板头4，还包括竖直设置的支撑套筒5，支撑套筒5的顶端与驱动装置1固定、且底端与十字板头4转动连接，同时，轴杆2转动设置于支撑套筒5内。
[0036]在一个实施例中，如图2、图3所示，支撑套筒5上设置有限位件6，当十字板头4下入海底钻孔内的过程中，限位件6能够与海底钻孔的孔壁固定，以实现对轴杆2的支撑与限位。
[0037]本实施例中的十字板剪切试验系统，通过在轴杆2的外侧额外设置支撑套筒5，并且支撑套筒5上设置有能够与海底钻孔的孔壁进行固定的限位件6，以实现对轴杆2的支撑与限位。此设计能够降低轴杆2发生抖动的风险，从而降低十字板头4出现颤动的风险，使得十字板头4在土体旋转的过程中能够形成规整的圆柱状破坏面，进而提高试验系统的测试精准度。
[0038]在一个实施例中，如图3、图4所示，限位件6包括至少一组限位板61，每组限位板61分别沿支撑套筒5的圆周方向排布，限位板61的宽度大于十字板头4的宽度，且限位板61能够刺入到海底钻孔的孔壁。
[0039]当下放试验系统，并使得十字板头4进入到海底钻孔的过程中，多个限位板61刺入到海底钻孔的孔壁，从而实现限位板61与孔壁的卡接固定，进而实现限位板61与海底钻孔的孔壁的固定。
[0040]在本实施例中，限位板61设置有一组，每组六个，且六个限位板61间隔60
°
均匀分布，同时，限位板61位于支撑套筒5的中部位置。当然，在其他实施例中，限位板61也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种十字板剪切试验系统，包括右上到下依次连接的驱动装置(1)、扭矩传感器(3)、轴杆(2)和十字板头(4)，其特征在于，还包括：支撑套筒(5)，顶端与所述驱动装置(1)固定、底端与所述十字板头(4)转动连接，且所述轴杆(2)转动设置于所述支撑套筒(5)内；限位件(6)，设置于所述支撑套筒(5)上；其中，所述限位件(6)能够与海底钻孔的孔壁固定，以实现对所述轴杆(2)的支撑与限位。2.根据权利要求1所述的十字板剪切试验系统，其特征在于，所述限位件(6)包括至少一组限位板(61)，每组所述限位板(61)分别沿所述支撑套筒(5)的圆周方向排布，所述限位板(61)的宽度大于所述十字板头(4)的宽度，且所述限位板(61)能够刺入到海底钻孔的孔壁。3.根据权利要求2所述的十字板剪切试验系统，其特征在于，所述限位板(61)的底部设置有第一导向斜面(62)。4.根据权利要求2所述的十字板剪切试验系统，其特征在于，所述限位板(61)的顶部设置有第二导向斜面(62)。5.根据权利要求1所述的十字板剪切试验系统，其特征在于，所述支撑套筒(5)包括由上到下依次设置的过渡接头(51)、支撑筒(52)以及前端轴套(53)，所述支撑筒(52)的顶端与所述前端轴套(53)螺纹连接、底端与所述前端轴套(53)螺纹连接，所述过渡接头(51)与所述驱动装置(1)螺纹连接，所述前端轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝义，朱友生，周杨锐，杨兵，沈志明，杨平，刘剑涛，崔明晓，闫庆勋，王艳秋，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：