专利名称：海床土体液化现场监测设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种能在恶劣海况条件下现场使用的，可对海床土体性质参数和底层水文要素进行原位、同步、连续观测的监测装置，属于海洋探测技术领域。具体说是一种海床土体液化现场监测设备。
背景技术：
随着海上油气资源的开发，我国大陆架浅水海域，出现了较多的离岸工程设施。在恶劣的海况条件下，高强度水文过程能使海床土体发生严重液化，从而大大削减了它的承载能力，这样会给以海床为地基的各种工程建筑物，尤其是海上平台带来灾难性的后果。基土液化问题是对海洋资源开发工程的严重挑战，如何防范，目前已经成为海洋科研界的重要研究课题。
如果能够在恶劣海况条件下，无人职守的对波浪作用下海底土的动力响应和液化特性进行海上现场实际观测，进而以这些观测数据，建立起海底砂体性质参数相对水动力要素的响应规律，并以此推演出海底砂体的液化趋势，则可为海洋工程构筑物，特别是为海上油气开发平台和输油管线的地基稳定性，提供出来源于现场实测的、十分有价值的基础评价数据，这对防范海上灾难是极具意义的。
欲实施这样的海上观测，就需要一种能够预先布放在海底的、可在恶劣海况出现时的高强度水文过程期，对海底土力学参数和底层水文要素两种类型的物理量，自动进行原位的、同步的、连续记录的监测装置。
经检索国内外文献，国内尚无类似装置。与上述观测要求相近的监测系统国外有两种一种是美国研制的PP系统，另一种是加拿大研制的Lancelot系统，这两种监测系统，仅能探测土力学量，而不能同时监测水文要素。此外，这两种设备主要适用于陆坡或半深海的软质海床的海底环境。它们向土层中的贯入，可用自由落体方式，只凭自身重力即可奏效。而对于我国大陆架浅水砂质海域，尤其对于广泛分布着俗称“铁板砂”的硬砂底海域而言，仅凭探杆自身重力而使深入土层，那是根本不可能的。所以，在防范地基弱化的研究上，上述设备不仅有功能上的不足，还有使用环境上的不适应。
发明内容本发明目的是为了克服上述技术中的不足，针对海底底土液化研究中，现有海上观测系统功能的不足仅能探测土力学量，而不能同时兼测水文要素；适应性上的不足主要适用于陆坡或半深海软质海床的海底环境，本发明提供一种海床土体液化现场监测设备，配置了土力学监测探杆和水动力学子系统，使它能够对测点土层土力学参数和近测点海水底层水文要素，进行原位的、同步的、连续记录的监测；并且能够使用测杆贯入机具于海底自身发挥压贯力，将测杆向海床土层中缓匀速压贯，适应于类似我国大陆架浅水砂质海域、尤其是俗称“铁板砂”的硬砂底海域海床。
本发明目的由以下技术方案实现该海床土体液化现场监测设备，包括有悬挂在框架6中间的方向波观测仪2，框架由回收索具7连接浮球9，其特征在于框架由高强纤维绳5连接土力学监测探杆1，土力学监测探杆1布放前，放在测杆支架4中，由焊接在测杆支架4上的手动夹具10夹紧固定，测杆支架4用直角钢板31和螺栓连接到探杆贯入机具3的承台32上，探杆贯入机具3的工作用电和数据传输线采用的专用电缆8一端连接水上控制箱，另一端通过水密接头连接到探杆贯入机具的水下液压动力供应机构36内，监测前，土力学监测探杆1由探杆贯入机具3压贯入海床土层预定的深度中。
土力学监测探杆1的下端装有静力触探(CPT)探头15，上端装有数采密封仓11，在数采密封仓11与静力触探探头15之间连接有数节相间排列的测杆端接头12和中空的连接套管13。
相间排列的测杆端接头12与连接套管13之间为螺纹连接，静力触探探头15与测杆端接头12之间也是螺纹连接，测杆端接头12与数采密封仓11的下端部法兰为焊接连接。
测杆端接头12的两端为圆柱形，上有连接螺纹121，与静力触探探头15连接端以及连接套管13两端的内螺纹对应连接，测杆端接头12的连接螺纹边上有T形密封槽122，T形密封槽内嵌有密封条16。由于密封条16的作用，连接套管与测杆端接头外面的水不会进入内部空间。
测杆端接头12内有偏心通孔124，与相间排列连接的连接套管13中间的通孔连成导线的通道，在测杆端接头上的与偏心通孔相对的侧壁面上有小孔125，孔口安装有透水石17，透水石与孔口之间装有密封圈18，透水石外面的水能经过透水石透进到透水石里面的小孔125内，并进入小孔里面的管形空间内，其他杂质不能进入小孔125。透水石外面装有挡圈19，挡圈置于小孔内的凹槽里，挡住透水石不会脱落。与小孔相连通的管形空间中装有孔隙水压力探头110，由透水石透进的水的压力，由孔隙水压力探头110通过探头导线插头111和导线接通数采密封仓11内的数采模块，数采模块定时记录、存储数据。
测杆端接头12的外壁面上有一圈用于夹头341夹持向下压贯的夹持槽123。由于每一节测杆端接头12都有一圈夹持槽，探杆贯入机具能够逐点夹持探杆施力向下压贯，能将探杆置于测量需要的不同深度的位置，探杆不会弯曲和损坏。
数采密封仓的仓体113与上端的仓盖112由螺栓连接，中间夹有密封胶垫117，仓体外部装有提拉架118，仓体内安装有支撑架114，数采模块116和电池组115分别置于支撑架内。数采密封仓具有良好的水密性和抗海水腐蚀能力，保证数据采集、存储正常进行。
数采模块116中的数据采集系统是以嵌入式Rabbit3000型高性能低功耗单片机为控制核心，采用模块化结构设计，静力触探探头15CH01和CH11连接信号放大器AD620进行信号调理后与孔隙水压力探头110CH0和CH1都连接到继电器端点，通过电阻R0和R1接入A/D数据转换器ADS7870输入端，孔隙水压力探头CH2-CH7直接通过电阻R2-R7接入A/D数据转换器ADS7870输入端；A/D数据转换器ADS7870数据输出端与命令控制端，通过数据控制总线接入Rabbit3000单片机数据控制端口；FLASH程序存储器29LF020B与SRAM动态存储器ZS62Y512B数据输入输出端与命令控制端，通过数据控制总线接入Rabbit3000单片机数据控制端口；数据传输电平转换器ADM3321E与MAX232的数据输入输出端，也通过数据总线接入Rabbit3000单片机数据输入输出端口，进行电平转换，分别连接外部PC机和USB数据存储器模块；电源控制器MAX603与继电器的控制端分别接入Rabbit3000单片机I/O数据控制端口；电池组通过稳压器LM7812与MIC5236输出端分别接入Rabbit3000单片机、FLASH程序存储器、SRAM动态存储器、压力传感器、A/D数据转换器、信号放大器、USB数据存储器模块、电源控制器、及数据传输电平转换器、继电器等部件的电源输入端VC与接地端。
探杆贯入机具3，包括固定在贯入机具底座31上的地锚装置35，探杆压贯油缸33，密封的水下液压动力供应机构36、承台32固定在贯入机具底座31上；油缸33固定在承台32上面，油缸33的缸杆331连接探杆间歇锁具34，探杆间歇锁具34在承台32的下面；探杆间歇锁具34和承台32有通过探杆的通孔；探杆间歇锁具34的夹头341有圆弧形夹口，能夹持在土力学监测探杆的夹持槽123内；水下液压动力供应机构36的油路连接控制油缸和油压马达，其电路和探杆贯入机具外的控制台连接。
探杆间歇锁具34的底盘343上固定着油缸342，油缸的缸杆活动连接两组连杆，两组连杆分别活动连接相对的夹头341，或者是底盘343上固定着相对的两个油缸342，油缸的缸杆分别连接夹头341，夹头与底盘343上的导轨滑动配合。
油缸342的缸杆伸缩时，带动夹头341夹紧和松开。夹头的圆弧夹口与探杆的夹持槽123配合良好，夹持可靠牢固，避免了贯入探杆时，探杆滑移而擦伤。
开始工作时，油缸342驱动探杆间歇锁具34，使探杆两侧的夹头341对正探杆的夹持槽123夹紧。启动油缸33，探杆间歇锁具34夹持的探杆便向下缓匀速运动，当油缸33的缸杆331满程伸出时，探杆第一个贯土进程完成，油缸342使探杆间歇锁具34松开探杆，令油缸33回程后，可以开始探杆第二个贯土进程。如此重复，使探杆贯达预定的土层。探杆被分段缓匀速压贯入海床，避免探杆弯曲和损坏。
地锚装置35的螺旋地锚导杆352固定在底座31上，地锚装置35的油压马达357的输出轴连接螺旋地锚锚杆351的上端，地锚锚杆的下端装有穿过底座31的螺旋地锚锚片；油压马达357固定在下法兰356上，下法兰和导杆352滑动配合。地锚装置35使探杆贯入机具3的固定定位更可靠。
导杆352上端固定连接上连板311，下端固定连接下连板353，下连板固定在底座31上；油压马达355固定连接在下连板353上，能够驱动锚杆夹具354夹紧锚杆351。
液压马达357、355采用防水油压马达，在油压马达357、355的曲轴和轴端盖的前端之间有“O”形密封圈。
地锚装置35成等边三角形布置，固定在贯入机具底座31上；各个地锚装置35的地锚上连板311通过连接杆固定连接，成为一体。
通过操控油压马达357正向启动，使锚杆351下端的锚片转动，探杆贯入机具3的重力克服了土层对锚片的反作用力和探杆贯入机具的浮力。油压马达357、下法兰356、锚杆351连接为一体，随着锚片的深入，在导杆352导向下一起下降，降到预定的位置后，停止油压马达357转动，启动固定在底座31上的锚杆夹紧油压马达355，使锚杆夹具354夹紧锚杆351，锚杆351牢固的与底座31连为一体，探杆贯入机具3稳固的被定位在预定的位置。反向启动油压马达355，使锚杆夹具354松开锚杆351，油压马达357反向转动，锚片被提升，可以起锚。
水下液压动力供应机构36内的器件都装在潜水密封罐中，由罐内引出罐外的输油管经过罐体壁处由液压密封接头密封，连接油压马达357、355和油缸33、342。
底座31成六边形，地锚装置35位于相间的三个角，水下液压动力供应机构36位于另一个角，其余两个角放置配重铁312。配重铁使探杆贯入机具3有更好的稳定性。
本发明的优点是结构合理、简单，方便操作控制，不需要人员下水固定定位、放收探杆操作；由于配置了土力学监测探杆和水动力学子系统，使它能够对测点土层土力学参数和近测点海水底层水文要素，进行原位的、同步的、连续记录的监测，避免了电缆数据传输距离长、信号噪音多以及发生意外断裂丢失数据等弊端，以建立海底砂体性质参数对水动力要素的响应规律为意旨的测量需求，能够得到满足；能够使测杆于海底自身发挥足够的压贯力，向海床土层中分段、缓匀速压贯，在贯入海床土体过程中，减少了对土体的干扰，避免了细长形土力学监测探杆的弯曲和损坏，以确保本发明的设备能贯穿铁板砂，从而可使本发明在贯土能力上，适应于类似我国大陆架浅水砂质海域、尤其是俗称“铁板砂”的硬砂底海域海床。
图1是一种海床土体液化现场监测设备结构示意图，图2是土力学监测探杆1装在测杆支架4上的示意图，图3是一种土力学监测探杆的结构示意图，图4是A向视图，图5是C局部放大图，图6是B局部放大图，图7是测杆端接头剖视图，图8是数采密封仓结构示意图，图9是数采密封仓有局部剖视的结构示意图，图10是图9的俯视图，图11是A局部放大图，图12是数采模块的电路图，图13是探杆贯入机具的主视图；图14是图1的侧视图；图15是图1的俯视图；图16是探杆间歇锁具的一种实施例；具体实施方式
结合
一个实施例。图1表示一种海床土体液化现场监测设备结构图。本发明主要由土力学监测探杆1、水动力学监测子系统，即S4ADW高级方向波观测仪2、探杆贯入机具3、测杆支架4、高强度纤维绳5、S4的布放框架6、回收索具7、动力/信号电缆8、浮球9和手动夹具10等器件组成。下面将本实施例的操作步骤作一简述，以冀进一步说明其技术方案。
本实施例的操作步骤大体如1、在待测点海域现场，以作业船吊具，以使本发明入水、坐底，2、启动探杆贯入机具3的地锚装置35，将探杆贯入机具3锚固于海底，3、启动探杆贯入机具3的土力学监测探杆1压贯设施，将土力学监测探杆1向海底土层中缓匀速压贯。在被压贯入土的过程中，静力触探探头15自动测量触探端阻与摩阻，4、当土力学监测探杆1被贯入到海底的预定深度后，开释探杆贯入机具3与土力学监测探杆之间的专用锁具，使二者分离，并以船吊单独回收探杆贯入机具3，此时土力学监测探杆1则留在海床土层中，以待恶劣海况来临，自动测量强水文过程期的海床土力学参数。
6、将水动力学监测子系统，即S4ADW高级方向波观测仪，以自由落体方式抛置于土力学监测探杆1侧畔的底砂上，以待与土力学监测探杆1一起，同步自动测量其所在位置的海域底层水文要素。
7、恶劣海况下的强水文过程期经过以后，作业船回收土力学监测探杆1和S4ADW高级方向波观测仪，随后回放二者采集、存储的记录数据。
S4ADW高级方向波观测仪用来观测海底处波浪、海流、潮、温度、盐度和水深等要素。
测杆支架4用直角钢板31和螺栓连接到探杆贯入机具3的承台上32，如图2所示。
土力学监测探杆1放到测杆支架4中，用焊接在测杆支架4上的手动夹具10夹紧固定。然后用探杆贯入机具3上的贯入夹具夹紧测杆后，旋转测杆支架4上的手动夹具的螺杆，松开手动夹具至最大。
探杆贯入机具3的工作用电和数据传输线专用电缆8采用天津安琪儿公司的专用电缆。专用电缆一端连接水上控制箱，另一端通过水密接头连接到探杆贯入机具的水下液压动力供应机构36内。
用3根Φ25钢缆连接到探杆贯入机具3的三个地锚上连板311的吊环上，然后连接到吊车上，吊起并布放到海底。
S4ADW高级方向波观测仪2为球形，上下有连接孔，用Φ16不锈钢U型环和Φ16不锈钢钢缆连接到布放用的框架6上。框架6由槽钢和圆钢棒焊接而成。
土力学监测探杆1上端用Φ25的不锈钢U型环和Φ16高强纤维绳5连接到S4ADW高级方向波观测仪的框架6底端上。
两个子系统通过各自的实时时钟实现整点同步数据采集存储。
土力学监测探杆1，其下端的双桥静力触探(CPT)探头15是电测静力触探探头，其上端为数采密封仓11。在数采密封仓11与静力触探探头15之间连接有8节相间排列的测杆端接头12和中空的连接套管13，8根测杆端接头上共装有8个孔隙水压力探头110，如图3、图5、图6、图7所示。孔隙水压力探头的间距，自探杆上端向下量起，2米之内间隔为0.5米，2米以下间隔为1米。将测杆端接头12的两端制成直径70毫米的圆柱形，上面的连接螺纹121与连接套管13两端的内螺纹以及触探探头15连接端的内螺纹对应连接，在测杆端接头的连接螺纹旁边有3道T形密封槽122，内嵌有密封条16，如图5、图6所示。孔隙水压力探头110装在与小孔125相连通的管形空间，如图7、图4所示。由透水石17透进小孔125内的水的压力，由孔隙水压力探头110经过探头导线插头111和导线接通数采模块，数采模块定时记录数据。透水石与孔口之间装有密封圈18，透水石外面装有挡圈19，挡住透水石不会脱落。测杆端接头12的外壁面上有一圈用于夹具夹持向下压贯的夹持槽123，使得向下贯压时，整个土力学监测探杆1缓匀速向下，不会弯曲和损坏，顺利、安全到达预定的深度。如图7、所示。
数采密封仓的仓体113与上端的仓盖112由螺栓连接，中间夹有密封胶垫117，仓体外部装有提拉架118，仓体内安装有支撑架114，数采模块116和电池组115分别置于支撑架内。
数采模块16中的数据采集系统是以嵌入式Rabbit3000型高性能低功耗单片机为控制核心，采用模块化结构设计，系统包括单片机、FLASH程序存储器、SRAM动态存储器、压力传感器、A/D数据转换器、信号放大器、USB数据存储器模块、电源控制器、稳压器、及数据传输电平转换器、继电器等部件，通过程序命令控制方式开关压力传感器电源，实现数据自动采集、存储、传输的功能。
数采模块的电路如图10所示。孔隙水压力探头10在电路图上是CH0-CH7，静力触探探头5在电路图上是CH01和CH11。当数据采集系统工作时，首先Rabbit3000单片机通过，控制总线发送控制指令，命令A/D数据转换器ADS7870准备工作，同时命令电源控制器MAX603给传感器加电，根据程序设定选择采集通道和采集时间。选择2通道工作时，静力触探滩头CH01和CH11经过信号放大器AD620和继电器，通过电阻R0和R1接入A/D数据转换器ADS7870得到采样信号数据，8通道工作时，孔隙水压力探头CH0和CH1是通过继电器与电阻R0和R1接入A/D数据转换器，孔隙水压力探头CH2-CH7直接通过电阻R2-R7接入A/D数据转换器ADS7870得到采样信号数据。Rabbit3000单片机通过数据总线得到信号数据并进行运算处理，结果存入SRAM 62Y5128B动态存储器中，同时判断采集时间是否结束，根据时间进行连续数据采集、存储；采集时间结束，命令A/D数据转换器ADS7870停止工作，关闭电源控制器MAX603给孔隙水压力探头与静力触探探头断电，同时打开串行数据传输电平转换器MAX232与USB数据存储器模块，进行数据传输；数据传输结束后，Rabbit3000单片机命令关闭所有控制总线端口，数据采集系统转入休眠低功耗状态，等待下一个工作时间状态继续工作。
探杆贯入机具3的底座31上固定有成等边三角形排列的三个地锚装置35，水下液压动力供应机构36，压贯机构的承台32。承台32位于底座1中部。两个油缸33固定在承台32两边。油缸33的缸杆331固定连接探杆间歇锁具34的底盘343，底盘343和承台32中心有探杆通孔，通过探杆的孔和两个油缸33的缸杆331在一条直线上，探杆间歇锁具34的油缸342固定在底盘343上，油缸342的缸杆活动连接两个连杆344，连杆344与连杆345活动连接，两个连杆345分别活动连接探杆通孔两侧的两个夹头341，夹头341与底盘343的导轨配合，夹头341有圆弧夹口，可以夹持在土力学监测探杆1的夹持槽123内。探杆间歇锁具34也可以是另外一种结构底盘343上固定着相对的两个油缸342，油缸342的缸杆分别连接夹头341，夹头341与底盘343的导轨滑动配合。地锚装置35的地锚下连板353固定在底座31上，螺旋地锚锚杆351的下端装有螺旋地锚锚片，穿过下连板353和底座31，其上端用轴节连接油压马达357的输出轴，油压马达357位于马达上法兰358和马达下法兰356之间，固定在下法兰356上。两侧的螺旋地锚导杆352与下法兰356的滑套滑动配合，其上端固定在地锚上连板311上，下端固定在下连扳353上，油压马达355固定连接在下连板353上，可以驱动锚杆夹具354夹紧锚杆351，水下液压动力供应机构36的A、B油路连接油压马达355的A、B油路口。三个地锚装置35的上连板311通过连接杆固定连接，成为一体。液压马达357、355采用防水油压马达，在油压马达357、355的曲轴和轴端盖的前端之间有“O”形密封圈。油缸33和油压马达357的油路连接水下液压动力供应机构36，受其驱动和控制，水下液压动力供应机构36的电路和探杆贯入机具3外的控制台连接。水下液压动力供应机构36内的器件都装在潜水密封罐中，由罐内引出罐外的输油管经过罐体壁处由液压密封接头密封，由密封接头将潜水密封罐中的电线引出罐外。底座31成六边形，地锚装置35位于相问的三个角，水下液压动力供应机构36位于另一个角，其余两个角放置配重。
权利要求
1.一种海床土体液化现场监测设备，包括有悬挂在框架(6)中间的方向波观测仪(2)，框架由回收索具(7)连接浮球(9)，其特征在于框架由高强纤维绳(5)连接土力学监测探杆(1)，土力学监测探杆(1)布放前，放在测杆支架(4)中，由焊接在测杆支架(4)上的手动夹具(10)夹紧固定，测杆支架(4)用直角钢板(31)和螺栓连接到探杆贯入机具(3)的承台(32)上，探杆贯入机具(3)的工作用电和数据传输线采用的专用电缆(8)一端连接水上控制箱，另一端通过水密接头连接到探杆贯入机具的水下液压动力供应机构(36)内，监测前，土力学监测探杆(1)由探杆贯入机具(3)压贯入海床土层预定的深度中。
2.按照权利要求1所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于土力学监测探杆(1)的下端装有静力触探(CPT)探头(15)，上端装有数采密封仓(11)，在数采密封仓(11)与静力触探探头(15)之间连接有数节相间排列的测杆端接头(12)和中空的连接套管(13)。
3.按照权利要求2所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于相间排列的测杆端接头(12)与连接套管(13)之间为螺纹连接，静力触探探头(15)与测杆端接头(12)之间也是螺纹连接，测杆端接头(12)与数采密封仓(11)的下端部法兰为焊接连接。
4.按照权利要求2所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于测杆端接头(12)的两端为圆柱形，上有连接螺纹(121)，与静力触探探头(15)连接端以及连接套管(13)两端的内螺纹对应连接，测杆端接头(12)的连接螺纹边上有T形密封槽(122)，T形密封槽内嵌有密封条(16)。
5.按照权利要求2所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于测杆端接头(12)内有偏心通孔(124)，与相间排列连接的连接套管(13)中间的通孔连成导线的通道，在测杆端接头上的与偏心通孔相对的侧壁面上有小孔(125)，孔口安装有透水石(17)，透水石与孔口之间装有密封圈(18)，透水石外面装有挡圈(19)，与小孔相连通的管形空间中装有孔隙水压力探头(110)，其通过探头导线插头(111)和导线接通数采密封仓(11)内的数采模块。
6.按照权利要求2所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于测杆端接头(12)的外壁面上有一圈用于夹头(341)夹持向下压贯的夹持槽(123)。
7.按照权利要求2所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于数采密封仓的仓体(113)与上端的仓盖(112)由螺栓连接，中间夹有密封胶垫(117)，仓体外部装有提拉架(118)，仓体内安装有支撑架(114)，数采模块(116)和电池组(115)分别置于支撑架内。
8.按照权利要求7所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于数采模块(116)中的数据采集系统是以嵌入式Rabbit3000型高性能低功耗单片机为控制核心，采用模块化结构设计，静力触探探头(15)CH01和CH11连接信号放大器(AD620)进行信号调理后与孔隙水压力探头(110)CH0和CH1都连接到继电器端点，通过电阻R0和R1接入A/D数据转换器(ADS7870)输入端，孔隙水压力探头CH2-CH7直接通过电阻R2-R7接入A/D数据转换器(ADS7870)输入端；A/D数据转换器(ADS7870)数据输出端与命令控制端，通过数据控制总线接入Rabbit3000单片机数据控制端口；FLASH程序存储器(29LF020B)与SRAM动态存储器(ZS62Y512B)数据输入输出端与命令控制端，通过数据控制总线接入Rabbit3000单片机数据控制端口；数据传输电平转换器(ADM3321E与MAX232)的数据输入输出端，也通过数据总线接入Rabbit3000单片机数据输入输出端口，进行电平转换，分别连接外部PC机和USB数据存储器模块；电源控制器(MAX603)与继电器的控制端分别接入Rabbit3000单片机I/O数据控制端口；电池组通过稳压器(LM7812与MIC5236)输出端分别接入Rabbit3000单片机、FLASH程序存储器、SRAM动态存储器、压力传感器、A/D数据转换器、信号放大器、USB数据存储器模块、电源控制器、及数据传输电平转换器、继电器等部件的电源输入端V与接地端。
9.按照权利要求1所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于探杆贯入机具(3)，包括固定在贯入机具底座(31)上的地锚装置(35)，探杆压贯油缸(33)，密封的水下液压动力供应机构(36)、承台(32)固定在贯入机具底座(31)上；油缸(33)固定在承台(32)上面，油缸(33)的缸杆(331)连接探杆间歇锁具(34)，探杆间歇锁具(34)在承台(32)的下面；探杆间歇锁具(34)和承台(32)有通过探杆的通孔；探杆间歇锁具(34)的夹头(341)有圆弧形夹口，能夹持在土力学监测探杆的夹持槽(123)内；水下液压动力供应机构(36)的油路连接控制油缸和油压马达，其电路和探杆贯入机具外的控制台连接。
10.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于探杆间歇锁具(34)的底盘(343)上固定着油缸(342)，油缸的缸杆活动连接两组连杆，两组连杆分别活动连接相对的夹头(341)，或者是底盘(343)上固定着相对的两个油缸(342)，油缸的缸杆分别连接夹头(341)，夹头与底盘(343)上的导轨滑动配合。
11.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于地锚装置(35)的螺旋地锚导杆(352)固定在底座(31)上，地锚装置(35)的油压马达(357)的输出轴连接螺旋地锚锚杆(351)的上端，地锚锚杆(351)的下端装有穿过底座(31)的螺旋地锚锚片；油压马达(357)固定在下法兰(356)上，下法兰(356)和导杆(352)滑动配合。
12.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于导杆(352)上端固定连接上连板(311)，下端固定连接下连板(353)，下连板(353)固定在底座(31)上；油压马达(355)固定连接在下连板(353)上，能够驱动锚杆夹具(354)夹紧锚杆(351)。
13.根据权利要求9或12所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于液压马达(357)、(355)采用防水油压马达，在油压马达(357)、(355)的曲轴和轴端盖的前端之间有“O”形密封圈。
14.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于地锚装置(35)成等边三角形布置，固定在贯入机具底座(31)上；各个地锚装置(35)的地锚上连板(311)通过连接杆固定连接，成为一体。
15.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于水下液压动力供应机构(36)内的器件都装在潜水密封罐中，由罐内引出罐外的输油管经过罐体壁处由液压密封接头密封，连接液压马达(357)、(355)和油缸(33)、(342)。
16.根据权利要求9所述的海床土体液化现场监测设备，其特征在于底座(31)成六边形，地锚装置(35)位于相间的三个角，水下液压动力供应机构(36)位于另一个角，其余两个角放置配重铁(312)。
全文摘要
海床土体液化现场监测设备是一种能在恶劣海况条件下现场使用的，可对海床土体性质参数和底层水文要素进行原位、同步、连续观测的监测装置，属于海洋探测技术领域。包括有方向波观测仪，框架、回收索具、浮球，其特征在于框架连接土力学监测探杆，探杆布放前，放在测杆支架中，由测杆支架上的夹具夹紧固定，测杆支架连接到承台上，工作用电和数据传输线采用的电缆一端连接水上控制箱，另一端通过水密接头连接到探杆贯入机具的水下液压动力供应机构内，土力学监测探杆由探杆贯入机具压贯入海床土层预定的深度中。优点是能对测点的土力学参数和水文要素同步监测，并能用于硬砂底海域。可广泛用于海洋探测。
文档编号G01V9/00GK1790016SQ20051004536
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者孙东昌, 李培英, 刘乐军, 刘保华, 高恒庆, 田海庆, 张士华, 马小兵, 熊学军, 樊敦秋, 刘自力, 张亭健, 吴伟, 辛海英, 纪育强, 曹成效, 马勇男, 王珂军 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院, 国家海洋局第一海洋研究所