CN216712974U - 一种海床式连续贯入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海床式连续贯入装置，其属于静力触探技术领域，海床式连续贯入装置包括机架、第一贯入机构和第二贯入机构，第一贯入机构包括第一夹持组件和第一升降组件，所述第一夹持组件能够夹持探杆，所述第一升降组件能够带动所述第一夹持组件下降或者上升；第二贯入机构包括第二夹持组件和第二升降组件，所述第二夹持组件能够夹持所述探杆，所述第二升降组件能够带动所述第二夹持组件下降或者上升；所述第一夹持组件与所述第二夹持组件能够同速度下降且在下降过程中完成对所述探杆的交接，因此在交接过程中，探杆无需停顿，使得探杆一直处于下降状态，进而实现连续贯入。

Description

一种海床式连续贯入装置

技术领域

本实用新型涉及静力触探技术领域，尤其涉及一种海床式连续贯入装置。

背景技术

静力触探技术是岩土工程较为可靠且常用的一种现场测试手段，其基本原理是贯入机构将装有触探头的触探杆压入土层中，然后测量探头的贯入阻力、侧摩阻力、孔隙水压力及其他参数，进而确定土体的基本物理力学指标。

海洋静力触探设备通过缆绳吊入海底，通过自身框架支撑系统，稳定地坐在海床上。通过电力或液压驱动探杆，使探头匀速贯入被测试的海底土体。

现有的贯入装置，能够实现将探杆一步步贯入，但是在贯入过程中有停顿，不能实现连续贯入。例如专利号CN109930581U公开了一种静力触探装置，由上下两组贯入机构交替工作将探杆贯入，在两组贯入机构交替的时刻，探杆的贯入有停顿，在停顿时探杆的速度为0，停顿前后测量的参数不能被使用，这样会导致大量数据无效，工作效率低且测量不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海床式连续贯入装置，实现探杆的一次性贯入，中间无停顿，工作效率高且测量准确。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种海床式连续贯入装置，包括：

机架；

第一贯入机构，包括第一夹持组件和第一升降组件，所述第一夹持组件能够夹持所述探杆，所述第一升降组件能够带动所述第一夹持组件下降或者上升；

第二贯入机构，包括第二夹持组件和第二升降组件，所述第二夹持组件能够夹持所述探杆，所述第二升降组件能够带动所述第二夹持组件下降或者上升；

所述第一夹持组件与所述第二夹持组件能够同速度下降且在下降过程中完成对所述探杆的交接。

其中，所述第一夹持组件与所述第二夹持组件结构相同，所述第一夹持组件包括相对设置的两个夹片，两个所述夹片能够相互靠近或者相互远离，以夹紧或者松开所述探杆。

其中，所述第一夹持组件还包括夹持液压缸，对应每个所述夹片设置有一个所述夹持液压缸，所述夹持液压缸能够带动所述夹片移动。

其中，所述夹片具有夹紧面，所述夹紧面为弧面。

其中，所述夹紧面的表面具有划痕。

其中，所述第一升降组件的下端与所述机架固定连接，所述第一夹持组件位于所述第一升降组件的上端，所述第二升降组件的上端与所述机架固定连接，所述第二夹持组件位于所述第二升降组件的下端，所述第一夹持组件位于所述第二夹持组件的上方。

其中，所述第一升降组件包括间隔设置的两个第一升降液压缸，所述第一升降液压缸与所述机架固定连接，所述第一升降液压缸的第一液压杆的端部设置有第一基座，所述第一夹持组件与所述第一基座连接。

其中，所述第二升降组件包括间隔设置的两个第二升降液压缸，所述第二升降液压缸与所述机架固定连接，所述第二升降液压缸的第二液压杆的端部设置有第二基座，所述第二夹持组件与所述第二基座连接，所述第一基座与所述第二基座呈十字交叉排布。

其中，还包括第一位移测量组件，用于测量所述探杆的竖直位移量，所述第一位移测量组件包括：

测量轮，所述测量轮设置于所述探杆的一侧，所述测量轮的外周面与所述探杆接触，在所述探杆竖直移动时带动所述测量轮转动；

传感器，检测所述测量轮转动的圈数。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的海床式连续贯入装置，在第一夹持组件带动探杆下降的过程中，第二夹持组件下降，使得第一夹持组件与第二夹持组件具有同时下降的过程，当第二夹持组件与第一夹持组件的下降速度相同时，第二夹持组件夹住探杆且第一夹持组件松开探杆，完成探杆的交接，由于在交接时，第一夹持组件与第二夹持组件速度一致，因此在交接过程中，探杆无需停顿，使得探杆一直处于下降状态，进而实现连续贯入。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的海床式连续贯入装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的海床式连续贯入装置的主视图；

图3是图2的A-A处剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的第一贯入机构的剖视图；

图5是图4中的部分结构的示意图。

图中：

100、探杆；

10、机架；11、挡泥板；12、配重；

20、第一贯入机构；21、第一夹持组件；211、夹片；212、夹持液压缸；22、第一升降组件；221、第一升降液压缸；222、第一基座；23、第二位移测量组件；

30、第二贯入机构；

41、贯入驱动仓；42、液压站；43、电池箱；

50、第一位移测量组件；51、测量轮；

61、导向轮。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

参见图1至图5，本实用新型实施例提供一种海床式连续贯入装置，能够实现探杆100的连续贯入。

海床式连续贯入装置包括机架10、第一贯入机构20和第二贯入机构30，机架10起到支撑作用，第一贯入机构20包括第一夹持组件21和第一升降组件22，第一夹持组件21能够夹持探杆100，第一升降组件22能够带动第一夹持组件21下降或者上升；第二贯入机构30包括第二夹持组件和第二升降组件，第二夹持组件能够夹持探杆100，第二升降组件能够带动第二夹持组件下降或者上升。

机架10上设置有上探测孔和下探测孔，探杆100能够穿过上探测孔和下探测孔。具体地，机架10为框架结构，第一贯入机构20和第二贯入机构30均设置于机架10内，机架10的外围设置有挡泥板11，机架10的一侧设置有配重12，配重12与机架10可拆卸连接。

第一夹持组件21与第二夹持组件结构相同。第一夹持组件21包括相对设置的两个夹片211，两个夹片211能够相互靠近或者相互远离，以夹紧或者松开探杆100。对应每个夹片211设置有一个夹持液压缸212，夹持液压缸212能够带动夹片211移动。

其中，夹片211具有夹紧面，夹紧面为弧面，便于与探杆100紧密接触。夹紧面的表面具有划痕，增大与探杆100之间的摩擦力，便于紧夹探杆100。

第一升降组件22和第二升降组件结构相同。第一升降组件22包括间隔设置的两个第一升降液压缸221，第一升降液压缸221与机架10固定连接，第一升降液压缸221的第一液压杆的端部设置有第一基座222，第一夹持组件21与第一基座222连接。同理，第二升降组件包括间隔设置的两个第二升降液压缸，第二升降液压缸与机架10固定连接，第二升降液压缸的第二液压杆的端部设置有第二基座，第二夹持组件与第二基座连接。

在本实施例中，第一夹持组件21位于第二夹持组件的上方。第一升降组件22的下端与机架10固定连接，第一升降组件22的上端能够驱动第一夹持组件21升降。第二升降组件的上端与机架10固定连接，第二升降组件的下端能够驱动第二夹持组件升降。第一基座222与第二基座呈十字交叉排布，以充分利用空间。上述结构设置，可以最大限度利用机架10的高度，增大单次贯入的行程长度，保证设备的重心较低，稳定性高。

在其他实施例中，也可以设置第一夹持组件21位于第二夹持组件的下方。

海床式连续贯入装置还包括贯入驱动系统，贯入驱动系统位于机架10内且与机架10可拆卸连接。贯入驱动系统包括贯入驱动仓41、液压站42和电池箱43，贯入驱动仓41可控制电机运转，电机为液压站42提供动力，液压站42与液压缸通过液压管相连接，为液压缸提供液压。电池箱43为整个装置提供电力。

海床式连续贯入装置还包括第一位移测量组件50和第二位移测量组件23。

第一位移测量组件50与机架10固定连接，用于测量探杆100的竖直位移量。具体地，第一位移测量组件50包括传感器和测量轮51，测量轮51设置于探杆100的一侧，测量轮51的外周面与探杆100接触，在探杆100竖直移动时带动测量轮51转动，通过传感器检测测量轮51转动的圈数能够测量探杆100的竖直位移量。

第二位移测量组件23位于升降液压缸内，用于测量液压杆的竖直位移量。第一升降液压缸221和第二升降液压缸内均设置有第二位移测量组件23。

该装置的直接驱动力为液压，并且可以直接通过调节液压油的流量来方便调节液压杆运动的速度，进而调节探杆100的下降速度。由于靠液体压力驱动，可有效的通过装在系统中的压力计来了解各处的负载情况，从而可有效的防止过载情况。该装置的液压流量较小，可通过水下电池直接为贯入驱动仓41和电机供电，设备小巧灵活。电池组可快速的拆卸更换，提高了现场测试的效率。水下部分不需要通过强化脐带输送电力，方便设备的收放，节省了甲板空间。通过两个贯入机构相互配合，即可实现探杆100连续贯入，提高了数据的可靠性。

海床式连续贯入装置还包括导向组件，导向组件包括间隔设置的两个导向轮61，探杆100于两个导向轮61之间移动，探杆100竖直移动时带动导向轮61转动，导向轮61对探杆100起到导向和限位作用。其中，测量轮51设置于导向轮61的下方。

本实用新型实施例提供的海床式连续贯入装置，第一夹持组件21与第二夹持组件能够同速度下降且在下降过程中完成对探杆100的交接。在使用时，具体包括：

步骤S1、第一夹持组件21夹住探杆100且第二夹持组件松开探杆100；

步骤S2、在第一夹持组件21下降的过程中，第二夹持组件下降；

步骤S3、当第二夹持组件与第一夹持组件21的下降速度相同时，第二夹持组件夹住探杆100且第一夹持组件21松开探杆100，第二夹持组件继续下降，第一夹持组件21上升回位；

步骤S4、在第二夹持组件下降的过程中，第一夹持组件21下降；

步骤S5、当第一夹持组件21与第二夹持组件的下降速度相同时，第一夹持组件21夹住探杆100且第二夹持组件松开探杆100，第一夹持组件21继续下降，第二夹持组件上升回位；

步骤S6、重复步骤S2至步骤S5。

在海床式连续贯入装置中，第一夹持组件21与第二夹持组件具有同时下降的过程，因此当第二夹持组件与第一夹持组件21的下降速度相同时，第二夹持组件夹住探杆100且第一夹持组件21松开探杆100，完成探杆100的交接，由于在交接时，第一夹持组件21与第二夹持组件速度一致，因此在交接过程中，探杆100无需停顿，使得探杆100一直处于下降状态，进而实现连续贯入。

第一夹持组件21和第二夹持组件均为匀速下降，因此探杆100的贯入为匀速贯入，中间无停顿。

第一夹持组件21在第一上限位置和第一下限位置之间移动，第一上限位置位于第一下限位置的上方。第二夹持组件在第二上限位置和第二下限位置之间移动，第二上限位置位于第二下限位置的上方。

在本实施例中，第一下限位置位于第二上限位置的上方。

在第一夹持组件21下降的过程中，第二夹持组件什么时候开始下降，才能使得第一夹持组件21与第二夹持组件交接时，第一夹持组件21还没有到达第一下限位置。

可以是，在步骤S2中，当第一夹持组件21下降第一时长时，第二夹持组件下降。由于第一夹持组件21的下降速度为匀速，因此，第一时长可以根据实际需要设置。海床式连续贯入装置包括计时器。

可以是，在步骤S2中，当第一夹持组件21下降第一距离时或者第一夹持组件21距离第一下限位置为第二距离时，第二夹持组件下降。

同理，可以根据上述方式控制步骤S4。

在步骤S1之前，还包括：

步骤S0：下放装置，第一夹持组件21在第一上限位置且夹紧探杆100，第二夹持组件在第二下限位置且夹紧探杆100。

在步骤S1中，第二夹持组件松开探杆100之后，第二夹持组件上升回位至第二上限位置。

示例性地，在探杆100匀速贯入时，第二夹持组件松开且第一夹持组件21夹紧探杆100，以2cm/s的速度下降，第二夹持组件迅速上升到达第二上限位置，当第一夹持组件21距离第一下限位置10cm时，第二夹持组件与第一夹持组件21以2cm/s的速度同步下降，第二夹持组件夹紧探杆100，与此同时，第一夹持组件21松开探杆100，第一夹持组件21迅速上升至第一上限位置。

当第二夹持组件距离第二下限位置10cm时，第一夹持组件21立即以2cm/s的速度与第二夹持组件一同下降，第一夹持组件21并夹紧探杆100，与此同时，第二夹持组件松开探杆100，第二夹持组件迅速上升至第二上限位置。

如此循环，即可实现探杆100的连续贯入。

在回收探杆100过程中，执行与贯入相反的操作逻辑即可。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种海床式连续贯入装置，其特征在于，包括：

机架(10)；

第一贯入机构(20)，包括第一夹持组件(21)和第一升降组件(22)，所述第一夹持组件(21)能够夹持探杆(100)，所述第一升降组件(22)能够带动所述第一夹持组件(21)下降或者上升；

第二贯入机构(30)，包括第二夹持组件和第二升降组件，所述第二夹持组件能够夹持所述探杆(100)，所述第二升降组件能够带动所述第二夹持组件下降或者上升；

所述第一夹持组件(21)与所述第二夹持组件能够同速度下降且在下降过程中完成对所述探杆(100)的交接。

2.根据权利要求1所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述第一夹持组件(21)与所述第二夹持组件结构相同，所述第一夹持组件(21)包括相对设置的两个夹片(211)，两个所述夹片(211)能够相互靠近或者相互远离，以夹紧或者松开所述探杆(100)。

3.根据权利要求2所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述第一夹持组件(21)还包括夹持液压缸(212)，对应每个所述夹片(211)设置有一个所述夹持液压缸(212)，所述夹持液压缸(212)能够带动所述夹片(211)移动。

4.根据权利要求2所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述夹片(211)具有夹紧面，所述夹紧面为弧面。

5.根据权利要求4所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述夹紧面的表面具有划痕。

6.根据权利要求1所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述第一升降组件(22)的下端与所述机架(10)固定连接，所述第一夹持组件(21)位于所述第一升降组件(22)的上端，所述第二升降组件的上端与所述机架(10)固定连接，所述第二夹持组件位于所述第二升降组件的下端，所述第一夹持组件(21)位于所述第二夹持组件的上方。

7.根据权利要求6所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述第一升降组件(22)包括间隔设置的两个第一升降液压缸(221)，所述第一升降液压缸(221)与所述机架(10)固定连接，所述第一升降液压缸(221)的第一液压杆的端部设置有第一基座(222)，所述第一夹持组件(21)与所述第一基座(222)连接。

8.根据权利要求7所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，所述第二升降组件包括间隔设置的两个第二升降液压缸，所述第二升降液压缸与所述机架(10)固定连接，所述第二升降液压缸的第二液压杆的端部设置有第二基座，所述第二夹持组件与所述第二基座连接，所述第一基座(222)与所述第二基座呈十字交叉排布。

9.根据权利要求1-8任一项所述的海床式连续贯入装置，其特征在于，还包括第一位移测量组件(50)，用于测量所述探杆(100)的竖直位移量，所述第一位移测量组件(50)包括：

测量轮(51)，所述测量轮(51)设置于所述探杆(100)的一侧，所述测量轮(51)的外周面与所述探杆(100)接触，在所述探杆(100)竖直移动时带动所述测量轮(51)转动；

传感器，检测所述测量轮(51)转动的圈数。

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