具有无线传输功能的海底土液化监测探杆的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型属于海洋地质监测装置领域，具体是一种具有无线传输功能的海底土液化监测探杆。
【背景技术】
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[0002]在海洋石油开发中，海洋工程结构物基本上以海洋地基为依托，而海底土在恶劣条件下可能发生液化，造成海底地基下沉、海上平台就位困难、平台倾斜甚至可能倾覆等事故。现在国内一般的取样测试方法和现场原位动力触探等技术手段受船舶出海限制，难以获得大风浪等极端海况条件下海底土物理力学性质的变化过程。因此需要一种监测设备能够实时监测海底土的物理力学性质并将监测结果实时传输给分析人员进行分析判断。
【实用新型内容】:
[0003]本实用新型目的是针对现有技术存在的不足，提供一种具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，以解决现有技术中无法获得极端海况条件下海底土物理力学性质的变化信息的问题，避免海上结构物在海底土液化时出现倾覆的事故。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，包括监测探杆1、数据采集存储控制器9和信号接收装置11，其中:监测探杆I是由数根连接套管3之间间隔连接孔隙水压力传感器4组成，监测探杆I的下端连接CPT探头2，监测探杆I上端设置数据舱5 ;数据舱5是由密闭配合的不锈钢舱体6和舱盖8组成，数据采集存储控制器9和电池10设置在数据舱5内；CPT探头2和孔隙水压力传感器4通过数据线连接至数据采集存储控制器9，由数据采集存储控制器9通过无线传输的方式连接信号接收装置11。
[0006]上述方案还包括:监测探杆I和数据舱5通过T型螺纹连接，CPT探头2、连接套管3和孔隙水压力传感器4之间通过T型螺纹连接并在螺纹连接部位采用双层密封圈进行防水密封。数据采集存储控制器9和电池10通过线路板安装骨架7安装在舱体6内，在数据舱5顶部设有吊耳。
[0007]本实用新型的工作原理是:所述的监测探杆和数据舱连接好后，由专用设备将其贯入海底，数据舱位于泥面上，信号接收装置单独布置在海上结构物上。监测探杆贯入过程中由CPT探头探测土层粧端阻力，由数据采集存储控制器将数据采集、存储并传输到信号接收装置。监测探杆贯入后由4只孔隙水压力传感器实时监测海底不同深度土层的孔隙水压力，孔隙水压力信息由数据采集存储控制器将数据采集、存储并传输到信号接收装置，从而判断海底土物理力学性质的变化。
[0008]本实用新型的优点是:针对海底土液化进行实时监测，能不间断的探测海底土物理力学性质的变化，并将探测数据通过无线传输发送到信号接收装置，具有数据实时监测、无线传输的特点，且结构相对简单，探杆及数据舱密封性好，工作可靠性高。【附图说明】:
[0009]图1为本实用新型探杆及数据舱结构示意图；
[0010]图2为利用本实用新型在自升式平台作业过程中地基监测示意图。
[0011]图中:1_监测探杆；2_CPT探头；3_连接套管；4_孔隙水压力传感器；5_数据舱；6_舱体；7_线路板安装骨架；8-舱盖；9_数据采集存储控制器；10_电池；11_信号接收装置。
【具体实施方式】
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[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
[0013]如图1所示，一种具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，是在借助现有的数据采集存储控制器9和信号接收装置11的基础上，利用无线传输的方式监测数据实时传输到计算机处理系统中的。包括监测探杆1、CPT探头2、连接套管3、孔隙水压力传感器4、数据舱5、舱体6、线路板安装骨架7、舱盖8、数据采集存储控制器9、电池10、信号接收装置
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[0014]其中监测探杆1包括:1个CPT探头2，4个连接套管3和4只孔隙水压力传感器4。其中CPT探头、套管、压力传感器通过T型螺纹连接。监测探杆的连接部位采用双层密封圈进行防水密封。
[0015]数据舱5包括:不锈钢舱体6、数据采集存储控制器9、电池10、线路板安装骨架7和舱盖8。舱盖8装有两道径向密封圈具有良好的水密性，舱盖8上配装有锌块，可防海水中的电化学腐蚀，保证数据采集系统正常工作。数据采集存储控制器9和电池10通过线路板安装骨架7安装在不锈钢舱体6内。监测探杆1和数据舱5通过T型螺纹连接。
[0016]数据采集存储控制器9具有采集、存储探头及传感器数据并进行无线数据实时发送的功能。CPT探头1、孔隙水压力传感器4、数据采集存储控制器9、电池10通过监测探杆和数据舱内部空间进行线路连接，形成闭合回路。
[0017]信号接收装置11放置在自升式平台中控室内，用以接收数据舱发射的无线信号。
[0018]具体实施时，自升式平台坐底后，通过平台吊机将携带监测探杆的贯入机具下放到平台粧靴附近泥面上，通过贯入机具将监测探杆贯入到泥面以下，数据舱停留在泥面上，信号接收装置放置在平台中控室内。在监测探杆的贯入过程中，CPT探头探测到各土层的粧端单位承载力数据通过数据采集存储控制器采集存储并通过无线信号发送到信号接收装置上供平台操作人员记录分析。监测探杆贯入后在泥面以下放置数天，整个过程中由4个孔隙水压力传感器监测泥面以下不同土层的土壤孔隙水压力，通过数据采集存储控制器采集存储并通过无线信号发送到信号接收装置上供平台操作人员记录分析。
【主权项】
1.具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，包括监测探杆(1)、数据采集存储控制器(9)和信号接收装置(11)，其特征是:监测探杆(I)是由数根连接套管(3)之间间隔连接孔隙水压力传感器(4)组成，监测探杆(I)的下端连接CPT探头(2)，监测探杆(I)上端设置数据舱(5);数据舱(5)是由密闭配合的不锈钢舱体(6)和舱盖(8)组成，数据采集存储控制器(9)和电池(10)设置在数据舱(5)内；CPT探头(2)和孔隙水压力传感器(4)通过数据线连接至数据采集存储控制器(9)，由数据采集存储控制器(9)通过无线传输的方式连接信号接收装置(11)。
2.根据权利要求1所述的具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，其特征是:监测探杆(I)和数据舱(5)通过T型螺纹连接，CPT探头(2)、连接套管(3)和孔隙水压力传感器(4)之间通过T型螺纹连接并在螺纹连接部位采用双层密封圈进行防水密封。
3.根据权利要求1或2所述的具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，其特征是:数据采集存储控制器(9)和电池(10)通过线路板安装骨架(7)安装在舱体(6)内，在数据舱(5)顶部设有吊耳。
【专利摘要】一种具有无线传输功能的海底土液化监测探杆，包括监测探杆、数据采集存储控制器和信号接收装置，其中：监测探杆是由数根连接套管之间间隔连接孔隙水压力传感器组成，监测探杆的下端连接CPT探头，监测探杆上端设置数据舱；数据舱是由密闭配合的不锈钢舱体和舱盖组成，数据采集存储控制器和电池设置在数据舱内；CPT探头和孔隙水压力传感器通过数据线连接至数据采集存储控制器，由数据采集存储控制器通过无线传输的方式连接信号接收装置。本实用新型用于海底土物理特性的实时监测，通过其无线传输的功能可以有效的解决在恶劣海况下海底监测信号的实时传输问题。
【IPC分类】G01N33-24, G08C17-02
【公开号】CN204405649
【申请号】CN201420849260
【发明人】刘海超, 初新杰, 徐松森, 樊敦秋, 蒙占彬, 李森, 崔希君, 徐增强, 郭强, 王宏安, 任红伟, 尹慧敏, 崔青, 邱宇, 傅忠尧
【申请人】中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月29日