一种适用于低水流区域水上钻探的泡沫塑料筏式钻探平台的制作方法

1.本发明涉属于地质勘探技术领域，尤其涉及一种适用于低水流区域水上钻探的泡沫塑料筏式钻探平台及就构建、使用方法。


背景技术：

2.随着水电开发、水利工程建设、城市建设的不断发展，各种穿越水域的工程，如铁路、公路、桥梁、港口、码头、水库、水电站等项目越来越多，先期进行水域钻探是一种必不可少的工程勘察手段。无论是工程目的还是科学研究目标，在江河湖海等水域环境中开展水利水电项目工程建设、水文地质调查、道路桥梁施工、水域治理等，都需要对水面以下的覆盖层和下伏基岩进行钻探取样工作，以获取地质实物资料，为工程的设计提供第一手资料。
3.由于水上钻探平台受到水流冲击、水的摩阻力和风力作用，且平台空间有限等，平台应满足下面几个条件：
4.(1)钻探平台应有足够的浮力，能承担钻机、钻具及其附属设备的重量。并且要保持平台的吃水深度和平台稳定。
5.(2)钻探平台应该有良好的稳定性，便于钻探的时候保持钻机的稳定性，保证钻探的角度。
6.(3)钻探平台应有良好的移动性，便于钻探平台的移动定位。
7.(4)钻探平台应有足够的强度。
8.(5)钻探平台要有足够的空间，方便钻探施工。
9.(6)钻探平台结构合理，整体性强，组装拆卸方便，便于以后的搬家运输。
10.(7)平台底面应高出勘探期间的最高潮位加1.5倍最大浪高。
11.根据申请人多年水上钻探实践，水上钻探主要有以下特点：
12.(1)必须在水面上配备安装钻探设备的具有一定面积和载重量的船舶或其他浮具，作为水上钻探平台。
13.(2)为隔绝流水对钻进工作的影响，首先应向孔位处下入一定深度的保护套管，并保证其沿垂直方向下入水底，该工序较为复杂与繁琐。
14.(3)在施钻过程中，钻探船经常受河(江或湖或水库)水水位、流速、风力或航行船舶的影响，船位容易移动或被撞，造成套管弯曲、折断。有时会受到洪水的威胁。
15.(4)在设备或操作方面，比陆上钻探复杂。如钻探船抛锚、定位、起锚与下保护套管以及受深水急流的影响，应特别注意安全，防止各种事故发生。
16.(5)水上钻探用的水源比较丰富、方便。
17.(6)水上钻探环境保护特别重要。
18.在一些水域勘察中，因陆上交通不便，常规的铁驳船无法运送，需要根据交通条件、作业水域流速及水深、水情、勘探深度、勘探设备类型、勘探点露出水面时间长短和总载荷量等选择勘探平台类型。


技术实现要素：

19.本发明的目的是提供一种结构简单、制作成本较低、运输较方便的水上钻探平台，本发明提供一种适用于低水流区域水上钻探的泡沫塑料筏式钻探平台。该平台比较简易，造价低，组装便捷，适用于河、水库、塘、湖等一些近岸浅水区域。
20.本发明采用如下技术方案实现。
21.一种适用于低水流区域水上钻探的泡沫塑料筏式钻探平台，本发明所述的泡沫塑料筏式钻探平台包括泡沫塑料筏式箱体1和竹跳板2、防滑网隔板3、吸油毡4；
22.所述的泡沫塑料筏式箱体1包括泡沫塑料块11和箱体骨架12，泡沫塑料块11设置在箱体骨架12内部；所述的泡沫塑料块11设置为多组组合；多个泡沫塑料块11通过角钢条框架固定成一个组合体16，多个组合体16通过垂直设置的纵向槽钢161和水平设置的横向槽钢162拼装连接；
23.所述的竹跳板2通铺设置在泡沫塑料筏式箱体1上表面；竹跳板2上设置有钻孔5；
24.所述的竹跳板2上表面设置有频繁活动区域；在频繁活动区域上铺设防滑网隔板3；
25.每个组合体16周边设置角钢条框架固定；组合体16之间水平方向采用槽钢焊接连接；竖直方向通过设置的对穿螺杆163紧固连接；
26.所述的吸油毡4设置在竹跳板2上部；与防滑网隔板3靠接连接。吸油毡4用于油污吸附，防止污染水体。
27.本发明所述的箱体骨架12包括角钢、螺栓；所述的角钢设置为多根，在角钢的端头或中部开设有连接孔；多根角钢之间通过在连接孔内设置的螺栓固定连接；多根角钢构成一框架结构，该框架结构为箱体骨架12。
28.本发明所述的箱体骨架12设置为多组；通过纵向、横向设置的多根槽钢固定连接。
29.本发明所述的对穿螺杆163设置在泡沫塑料筏式钻探平台上顶面和下底面设置的槽钢之间。
30.本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括安全防护栏杆13；所述的安全防护栏杆13设置在箱体骨架12四周。
31.本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括斜撑15；所述的斜撑15设置在箱体骨架12内部，斜撑15的两端分别在箱体骨架12内部设置的槽钢的端头或中部位置固定连接。
32.本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括锚固钢管14；所述的锚固钢管14垂直设置在箱体骨架12下部。
33.本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括斜杆17；所述的斜杆17设置在箱体骨架12侧部，有利于增强整体稳定性。
34.本发明所述的防滑网隔板3由多个边长1m的防滑网隔小板纵横排列组成；所述防滑网隔板3由“日”字型骨架和钢网连接组成。
35.上述的泡沫塑料筏式钻探平台构建方法，本发明构建方法包括如下步骤：
36.步骤一：受力情况分析
37.钻探平台设计时的构建要点包括：1)垂直方向的力；2)对以钻孔为中心的旋转力矩不予考虑；
38.步骤二：自重分析
39.搭建泡沫塑料筏式钻探平台的材料包括泡沫塑料块、角钢、槽钢、连接扣件、防滑网隔板；除平台自重外，还包括钻机、钻杆、泥浆泵、工器具、钻探及编录人员自重；
40.步骤三：浮力计算
41.根据阿基米德原理，浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受重力，即f
浮
＝g
液排
＝ρ
液
gv
排
；
42.式中:ρ
液
表示液体的密度；v
排
表示物体排开液体的体积；g为重力加速度，取9.8；
43.当物体上浮时，f
浮
＞g
物
且ρ
物
＜ρ
液
；
44.当物体下沉时，f
浮
＜g
物
且ρ
物
＞ρ
液
；
45.当物体悬浮时，f
浮
＝g
物
且ρ
物
＝ρ
液
；
46.为满足《岩土工程勘察安全标准》(gb50585-2019)水域勘察安全规定，计算在最大荷载情况下，钻探平台处于上浮的状态所需的最少泡沫塑料块；
[0047][0048]
式中：n
min泡
为满足正常安全生产要求的泡沫塑料块；
[0049]g物
为油桶筏式钻探平台自重＝钻探平台设备、工具、人员自重；
[0050]g不良
为最大不良工况下上拔力；
[0051]v单个泡沫块
为单个油桶的体积；
[0052]
g为重力加速度，取9.8m/s2；
[0053]
步骤四：载荷安全系数计算
[0054]
根据《岩土工程勘察安全标准》(gb50585-2019)水域勘察安全规定，在流速小于1.0m/s和浪高小于0.1m的非通航江河、湖泊、水库等水域勘察，建造筏式勘探平台承载的总荷载量安全系数k应大于3；
[0055][0056]
满足荷载需要的泡沫塑料块个数
[0057][0058]
步骤五：确定泡沫塑料块个数
[0059]
实际搭建泡沫塑料块个数为n荷载与n
min泡
中的最大值，在搭建钻探平台时，油桶数应为2的整数倍。
[0060]
本发明的有益效果为，1)本发明适用于工作水深0.4m～5m且流速较小的水域水上钻探，具有成本低、制作方便、可组装、可移动的特点。2)本发明平台的构建方法逻辑缜密，考虑周全；既考虑所设计的结构内容，又考虑现实标准，最后通过构建步骤得出平台所需要的泡沫塑料块的个数；3)本发明在实际使用上给出了客观的理论支持，行之有效；保证了人身与国家财产的安全。
[0061]
下面结合附图和具体实施方式本发明做进一步解释。
附图说明
[0062]
图1为本发明的气水分离三通结构示意图。
[0063]
图2为本发明侧视结构示意图。
[0064]
图3为本发明防滑网隔板(3)与吸油毡(4)位置的放大结构示意图。
[0065]
本发明图中标号记为：1-泡沫塑料筏式箱体，2-竹跳板，3-防滑网隔板，4-吸油毡，5-钻孔，11-泡沫塑料块，12-箱体骨架，13-安全防护栏杆，14-锚固钢管，15-斜撑，16-组合体，161-纵向槽钢，162-横向槽钢，163-对穿螺杆，17-斜杆。
具体实施方式
[0066]
见图1，图2，图3所示。
[0067]
一种适用于低水流区域水上钻探的泡沫塑料筏式钻探平台，本发明所述的泡沫塑料筏式钻探平台包括泡沫塑料筏式箱体1和竹跳板2、防滑网隔板3、吸油毡4；
[0068]
所述的泡沫塑料筏式箱体1包括泡沫塑料块11和箱体骨架12，泡沫塑料块11设置在箱体骨架12内部；所述的泡沫塑料块11设置为多组组合；多个泡沫塑料块11通过角钢条框架固定成一个组合体16，多个组合体16通过垂直设置的纵向槽钢161和水平设置的横向槽钢162拼装连接；
[0069]
所述的竹跳板2通铺设置在泡沫塑料筏式箱体1上表面；竹跳板2上设置有钻孔5；
[0070]
所述的竹跳板2上表面设置有频繁活动区域；在频繁活动区域上铺设防滑网隔板3；
[0071]
每个组合体16周边设置角钢条框架固定；组合体16之间水平方向采用槽钢焊接连接；竖直方向通过设置的对穿螺杆163紧固连接；
[0072]
所述的吸油毡4设置在竹跳板2上部；与防滑网隔板3靠接连接。吸油毡4用于油污吸附，防止污染水体。
[0073]
本发明所述的箱体骨架12包括角钢、螺栓；所述的角钢设置为多根，在角钢的端头或中部开设有连接孔；多根角钢之间通过在连接孔内设置的螺栓固定连接；多根角钢构成一框架结构，该框架结构为箱体骨架12。
[0074]
本发明所述的箱体骨架12设置为多组；通过纵向、横向设置的多根槽钢固定连接。
[0075]
本发明所述的对穿螺杆163设置在泡沫塑料筏式钻探平台上顶面和下底面设置的槽钢之间。
[0076]
本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括安全防护栏杆13；所述的安全防护栏杆13设置在箱体骨架12四周。
[0077]
本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括斜撑15；所述的斜撑15设置在箱体骨架12内部，斜撑15的两端分别在箱体骨架12内部设置的槽钢的端头或中部位置固定连接。
[0078]
本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括锚固钢管14；所述的锚固钢管14垂直设置在箱体骨架12下部。
[0079]
本发明该泡沫塑料筏式钻探平台包括斜杆17；所述的斜杆17设置在箱体骨架12侧部，有利于增强整体稳定性。
[0080]
本发明所述的防滑网隔板3由多个边长1m的防滑网隔小板纵横排列组成；所述防滑网隔板3由“日”字型骨架和钢网连接组成。
[0081]
上述的泡沫塑料筏式钻探平台构建方法，本发明构建方法包括如下步骤：
[0082]
步骤一：受力情况分析
2019)水域勘察安全规定。
[0111]
以上所述的仅是本发明的部分具体实施例，方案中公知的具体内容或常识在此未作过多描述。应当指出，上述实施例不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。