CN108755647A - 一种探杆专用承重装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种探杆专用承重装置，包括铠装电缆，所述铠装电缆通过树脂胶浇注于承重头内，所述铠装电缆芯缆从所述承重头引出并与水密插头连接，所述承重头通过插销连接有探杆转接头，所述探杆转接头的底部连接有探杆；所述承重头上通过沉头螺钉固定安装有内衬管；所述探杆转接头上通过沉头螺钉固定安装有保护钢管；所述内衬管与所述保护钢管间形成空腔，用以盘绕冗余的探头尾缆。本发明公开了一种为原位测量探杆提供的既能辅助其保持竖直状态，又能为妥善处置探头尾部冗余的水密电缆提供足够空间，还能有效保护冗余的水密电缆免受外部机械损伤的装置。
Description
技术领域
本发明属于海洋地质勘查技术领域，具体涉及一种探杆专用承重装置。
背景技术
在海洋地质勘查中，应用最为广泛的探测技术为静力触探技术(简称CPT)，目前使用的海底原位静力触探系统主要分为三种：平台式CPT、海床式CPT和井下式CPT。其中，平台式CPT是将贯入设备安装于水面平台上，探头经过一定深度的海水，伸入海底进行测试。然而，当受到波浪、潮汐等因素的影响，水面平台不能给贯入设备提供稳定的反力，影响测量数据的真实性；海床式CPT是将贯入设备放置在海床上，探头直接贯入海底土层，是目前应用效果最好的一种静探设备。但海床式CPT自身的重量和体积较大，起吊运输比较困难；井下式CPT是将贯入系统放入事先装好的钻杆中，定位装置的卡爪伸出嵌入钻杆侧壁孔，为探头的贯入提供支撑反力。井下式CPT需要与钻杆配合使用，且不能对海底土体进行连续的测试。
具体的，在使用海床式CPT时会用到合金探杆，搭载具备实时原位测量能力的探头进行测量作业。合金探杆由多段短节合金管组装而成，可根据插入深度灵活调整整体长度。所搭载的探头可以是力学原位测量探杆，可以是声学原位测量探头，也可以是测量其他数据的探头。这些原位测量探头为实现实时数据传输，尾部需要连接一根水密电缆。水密电缆穿过探杆内腔通过水密连接器与其他部分对接。这根探头尾部水密电缆长度无法根据探杆长度灵活调整，一般按匹配最大探杆长度的尺寸配备。这样，当探杆未组装成最大长度时，会有一定长度的尾缆冗余。探头及探杆内腔空间很小，无法容纳多余的探头尾部水密电缆，需要将水密电缆从探杆末端引出后加以处置。极端情况下，冗余的水密电缆会长达数十米。此外，探杆总长与直径的比值很大，靠其自身强度无法保持竖直，甚至会在自身重力作用下弯折，需要其他结构辅助其保持竖直状态。
现有海床式CPT的探杆采用大尺寸桁架和拖链来辅助探杆的布放，结构笨重，操作复杂，所需操作人员较多。因此，提供一种既能辅助探杆保持竖直状态，又能为妥善处置探头尾部冗余的水密电缆提供足够空间，还能有效保护冗余的水密电缆免受外部机械损伤，并且结构紧凑，操作简单的装置具有推广意义。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种探杆专用称重装置。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种探杆专用承重装置，包括铠装电缆，所述铠装电缆通过树脂胶浇注于承重头内，所述铠装电缆芯缆从所述承重头引出并与水密插头连接，所述承重头通过插销连接有探杆转接头，所述探杆转接头的底部连接有探杆；所述承重头上通过沉头螺钉固定安装有内衬管；所述探杆转接头上通过沉头螺钉固定安装有保护钢管；内衬管与保护钢管间形成的管状区域用于盘绕冗余的探头尾缆。
优选的，所述承重头头部设有用于保护铠装电缆的护缆环，所述护缆环螺纹连接在所述承重头头部；所述承重头上还设有防转螺钉，其目的在于防止树脂胶凝固后在外力作用下与所述承重头发生相对转动；所述护缆环采用海军铜制作，海军铜具有耐海水腐蚀和硬度比铠装钢丝低的特性。
优选的，所述内衬管上部设有内定位套，所述内定位套通过沉头螺钉固定在所述内衬管上；所述保护钢管的上部设有外定位套，所述外定位套通过沉头螺钉固定在所述保护钢管上；定位套用于保证内衬管、保护钢管、铠装电缆的同轴度。
优选的，所述内定位套上设有用于通过铠装电缆的内通槽、所述外定位套上设有用于通过铠装电缆的外通槽，所述内通槽的开槽方向与外通槽的开设方向呈90°或呈180°。
优选的，所述探杆转接头一端的结构为锥形，所述探杆转接头的底部设有凹槽，所述凹槽内设有螺纹管，所述螺纹管上设有与所述探杆相适配的外螺纹；所述锥形结构用于防止本装置与外部其他物体剐蹭而被卡住。
优选的，所述探杆转接头的另一端为圆柱形，所述圆柱形内部设有与所述锥形内部以及所述承重头相通的内腔，所述内腔的结构与水密连接器组件相适配；所述圆柱形的内壁设有台阶一，在所述台阶一上方设有第一插销孔；所述承重头上设有与所述第一插销孔相适配的第二插销孔；所述承重头套装于所述探杆转接头的内部，所述承重头的尾端与所述台阶一平齐，并由插销穿过所述第一插销孔、所述第二插销孔将所述承重头与所述探杆转接头连接。
优选的，所述承重头、所述探杆转接头上设有用于减轻装置整体重量的环形凹槽
优选的，所述内衬管、所述保护钢管上设有若干透水孔，其目的在于，以防止装置内形成密闭小空腔，在大水压环境下将装置内部结构破坏。
优选的，所述内衬管、所述内定位套、所述外定位套采用高分子材料制作。内定位套、外定位套优选为PTFE制作，内衬管优选为PVC制作。
优选的，所述承重头、所述插销、所述探杆转接头、所述沉头螺钉、所述保护钢管采用奥氏体不锈钢制作。
使用本发明时，实施步骤为：
1、安装所述防转螺钉至所述承重头上，将所述护缆环套入所述铠装电缆，再将所述铠装电缆用树脂胶浇注于所述承重头内部，并将所述护缆环螺纹连接至所述承重头头部。
2、将所述铠装电缆的芯缆从所述承重头尾部引出并与水密插头连接，连接方式为水密硫化。
3、将所述内衬管用所述沉头螺钉固定安装在所述承重头上并将所述内定位套用所述沉头螺钉固定安装在所述内衬管上。
4、将安装好的铠装电缆、承重头、内衬管等零件的组合体穿过保护钢管并拉出。
5、将所述探杆与所述探杆转接头对接，再将所述承重头与所述探杆转接头用插销连接。
6、将所述铠装电缆水密插头和所述探头尾缆水密插头对插；将冗余的探头尾缆紧密盘绕在所述内衬管上。
7、将所述保护钢管用所述沉头螺钉固定安装在所述探杆转接头上，并将所述外定位套用所述沉头螺钉固定安装在所述保护钢管上。
本发明的有益效果在于：为原位测量探杆提供一种既能辅助其保持竖直状态，又能为妥善处置探头尾部冗余的水密电缆提供足够空间，还能有效保护冗余的水密电缆免受外部机械损伤的装置；相比于常规的组装式桁架和拖链的方式，本发明提供的方案能使作业所需辅助设备和操作人员减少，操作人员的劳动强度显著降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
图2为内定位套、外定位套方向示意图。
图中：1、铠装电缆；2、承重头；3、铠装电缆水密插头；4、插销；5、探杆转接头；6、探杆；7、沉头螺钉；8、内衬管；9、保护钢管；10、护缆环；11、防转螺钉；12、内定位套；13、外定位套；14、内通槽；15、外通槽；16、凹槽；17、螺纹管；18、探头尾缆；19、第一插销孔；20、第二插销孔；21、环形凹槽；22、透水孔；23、台阶一；24、探头尾缆水密插头。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1、图2所示，一种探杆专用承重装置，包括铠装电缆1，所述铠装电缆1用树脂胶浇注于承重头2内，所述铠装电缆1的芯缆从所述承重头2引出并与铠装电缆水密插头3连接，所述承重头2通过插销4连接有探杆转接头5，所述探杆转接头5的底部连接有探杆6；所述承重头2上通过沉头螺钉7固定安装有内衬管8；所述探杆转接头5上通过沉头螺钉7固定安装有保护钢管9。
所述承重头2头部设有用于保护铠装电缆1的护缆环10，所述护缆环10螺纹连接在所述承重头2头部，所述承重头2上还设有防转螺钉11；所述护缆环10采用海军铜制作。
所述内衬管8上部设有内定位套12，所述内定位套12通过沉头螺钉7固定在所述内衬管8上；所述保护钢管9的上部设有外定位套13，所述外定位套13通过沉头螺钉7固定在所述保护钢管9上。
所述内定位套12上设有用于通过铠装电缆1的内通槽14、所述外定位套13上设有用于通过铠装电缆的外通槽15，所述内通槽14的开槽方向与外通槽15的开设方向呈90°或呈180°。
所述探杆转接头5一端的结构为锥形，所述探杆转接头5的底部设有凹槽16，所述凹槽16内设有螺纹管17，所述螺纹管17上设有与所述探杆6相适配的外螺纹。
所述探杆转接头5的另一端为圆柱形，所述圆柱形内部设有与所述锥形内部以及所述承重头2相通的内腔，所述内腔的结构与水密连接器组件相适配；所述圆柱形的内壁设有台阶一23，在所述台阶一23上方设有第一插销孔19；所述承重头2上设有与所述第一插销孔19相适配的第二插销孔20；所述承重头2套装于所述探杆转接头5的内部，所述承重头2的尾端与所述台阶一23平齐，并由插销4穿过所述第一插销孔19、所述第二插销孔20将所述承重头2与所述探杆转接头5连接。
所述承重头2、所述探杆转接头5上设有用于减轻装置整体重量的环形凹槽21。
所述内衬管8、所述保护钢管9上设有若干透水孔22。
所述内衬管8、所述内定位套12、所述外定位套13采用高分子材料制作。
所述承重头2、所述插销4、所述探杆转接头5、所述沉头螺钉7、所述保护钢管9采用奥氏体不锈钢制作。
使用本发明时，按如下步骤实施：
1、安装所述防转螺钉11至所述承重头2上，将所述护缆环10套入所述铠装电缆1，再将所述铠装电缆1用树脂胶浇注于所述承重头2内部，并将所述护缆环10螺纹连接至所述承重头2头部。
2、将所述铠装电缆1的芯缆从所述承重头2尾部引出并与铠装电缆水密插头3连接，连接方式为水密硫化。
3、将所述内衬管8用所述沉头螺钉7固定安装在所述承重头2上并将所述内定位套12用所述沉头螺钉7固定安装在所述内衬管8上。
4、将安装好的铠装电缆1、承重头2、内衬管8等零件的组合体穿过保护钢管9并拉出。
5、将所述探杆6与所述探杆转接头5对接，再将所述承重头2与所述探杆转接头5用插销4连接。
6、将所述铠装电缆水密插头3和所述探头尾缆水密插头24对插；将冗余的探头尾缆18紧密盘绕在所述内衬管8上。
7、将所述保护钢管9用所述沉头螺钉7固定安装在所述探杆转接头5上，并将所述外定位套13用所述沉头螺钉7固定安装在所述保护钢管9上。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (10)
1.一种探杆专用承重装置，其特征在于，包括铠装电缆(1)，所述铠装电缆(1)通过树脂胶浇注于承重头(2)内，所述铠装电缆(1)芯缆从所述承重头(2)引出并与铠装电缆水密插头(3)连接，所述承重头(2)通过插销(4)连接有探杆转接头(5)，所述探杆转接头(5)的底部连接有探杆(6)；所述承重头(2)上通过沉头螺钉(7)固定安装有内衬管(8)；所述探杆转接头(5)上通过沉头螺钉(7)固定安装有保护钢管(9)；所述内衬管(8)与所述保护钢管(9)间形成空腔，用以盘绕冗余的探头尾缆(18)。
2.根据权利要求1所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述承重头(2)头部设有用于保护铠装电缆(1)的护缆环(10)，所述护缆环(10)螺纹连接在所述承重头(2)头部；所述承重头(2)上还设有防转螺钉(11)；所述护缆环(10)采用海军铜制作。
3.根据权利要求1所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述内衬管(8)上部设有内定位套(12)，所述内定位套(12)通过沉头螺钉(7)固定在所述内衬管(8)上；所述保护钢管(9)的上部设有外定位套(13)，所述外定位套(13)通过沉头螺钉(7)固定在所述保护钢管(9)上。
4.根据权利要求3所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述内定位套(12)上设有用于通过铠装电缆(1)的内通槽(14)、所述外定位套(13)上设有用于通过铠装电缆(1)的外通槽(15)，所述内通槽(14)的开槽方向与外通槽(15)的开设方向呈90°或呈180°。
5.根据权利要求1所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述探杆转接头(5)一端的结构为锥形，所述探杆转接头(5)的底部设有凹槽(16)，所述凹槽(16)内设有螺纹管(17)，所述螺纹管(17)上设有与所述探杆(6)相适配的外螺纹。
6.根据权利要求5所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述探杆转接头(5)的另一端为圆柱形，所述圆柱形内部设有与所述锥形内部以及所述承重头(2)相通的内腔，所述内腔的结构与水密连接器组件相适配；所述圆柱形的内壁设有台阶一(23)，在所述台阶一(23)上方设有第一插销孔(19)；所述承重头(2)上设有与所述第一插销孔(19)相适配的第二插销孔(20)；所述承重头(2)套装于所述探杆转接头(5)的内部，所述承重头(2)的尾端与所述台阶一(23)平齐，并由插销(4)穿过所述第一插销孔(19)、所述第二插销孔(20)将所述承重头(2)与所述探杆转接头(5)连接。
7.根据权利要求1所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述承重头(2)、所述探杆转接头(5)上设有用于减轻装置整体重量的环形凹槽(21)。
8.根据权利要求1所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述内衬管(8)、所述保护钢管(9)上设有若干透水孔(22)。
9.根据权利要求4所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述内衬管(8)、所述内定位套(12)、所述外定位套(13)采用高分子材料制作。
10.根据权利要求3所述一种探杆专用承重装置，其特征在于，所述承重头(2)、所述插销(4)、所述探杆转接头(5)、所述沉头螺钉(7)、所述保护钢管(9)采用奥氏体不锈钢制作。
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