本發(fā)明涉及水域靜力觸探測試技術領域，具體地說是一種用于平臺船靜力觸探技術在近海海域的應用。

背景技術：

靜力觸探技術在陸域、江、湖、河的工程地質勘察中已得到廣泛使用，但使用在近海海域卻增加了施工作業(yè)的難度。近海海域由于水深17～20米 ，流速3～4米/秒，浪高1.5～3米，潮汐差3.5～4米，涌浪2.5～4米，水流流向無規(guī)律，風力7～8級，地理位置、水文和氣象條件都很復雜，沒有穩(wěn)固的作業(yè)環(huán)境。靜力觸探測在施工時將會遇到各種地質構造層面，有淤泥質粘土、粉土、粉砂、粉砂夾卵石等，測試的技術數(shù)據(jù)主要有錐尖阻力量程（qc）、側壁摩阻力量程（fs）、孔隙水壓力量程（zupa）和x·y方向測斜量程。

現(xiàn)有技術在近海海域的應用由于地理位置、水文和氣象條件復雜，不能保證探具垂直于水平以及有足夠克服反力產生的能力，無法滿足靜力觸探測試的基本技術要求，獲取的淤泥質粘土層、粉質粘土層、粉砂層等各項測試數(shù)據(jù)精度差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而設計的一種靜力觸探技術在近海海域的應用，采用靜力觸探時可為探具護管的鉆具，確保鉆具垂直狀態(tài)下，不斷壓入各地層面，克服作業(yè)時能產生的反力，有效避免了探具在測試時的彎曲變形，有效獲取淤泥質粘土層、粉質粘土層、粉砂層的各項數(shù)據(jù)，大大提高各原始地層的數(shù)據(jù)采集精度，方法簡單、實用、方便，具有一定的實用性和可操作性，且作業(yè)安全可靠，投入成本較低 ，尤其適合距離海岸18～22公里，水深18～22米海域工程的地質勘察使用和推廣。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術方案是：一種靜力觸探技術在近海海域的應用，包括液壓靜力觸探機和鉆機由公用底盤設置在平臺船的測試中心孔上，液壓靜力觸探機和鉆機由設置在平臺船上的導向管、阻流管以及泥漿泵進行鉆探測試，其特點是鉆機采用設有中心通孔的鉆桿與合金鉆頭組成的管狀鉆具，所述管狀鉆具的中心通孔在靜力觸探時為探具的護管，避免探具在靜力觸探時的彎曲變形，確保數(shù)據(jù)采集的正確、可靠，靜力觸探的具體操作按下述步驟進行：

（一）、導向管和阻流管的安裝固定

將導向管放置在與平臺船固定連接的固定架上且與水平面為垂直設置，由契板將導向管調整到測試中心孔位置進行固定，并由鉆機采用管狀鉆具進行沖、擴孔，然后將阻流管置入導向管并插入土層約2m，其頂部由鐵夾板設置在固定架上。

（二）、第一回次的靜力觸探

鉆機采用管狀鉆具進行沖、擴孔施工后由靜力觸探機的探具進行第一回次的靜力觸探，所述探具由測試中心孔進入阻流管并壓入第一層粉土層，測試獲得的淤泥質、粉質粘土的各項數(shù)據(jù)由設置在探具上的接插件和數(shù)據(jù)線輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

（三）、第二回次的靜力觸探

第一回次的靜力觸探結束后，將靜力觸探機退出測試中心孔位置，分離部分數(shù)據(jù)線并安裝接插件保護帽后鉆機進入測試中心孔位置，接上鉆桿再次進行沖、擴孔施工，成孔后鉆機退出測試中心孔位置，拆除接插件保護帽并接長數(shù)據(jù)線，然后將探具由管狀鉆具的中心通孔壓入第二層粉土層進行第二回次的靜力觸探，其測試獲得的各項數(shù)據(jù)由設置在探具上的接插件和數(shù)據(jù)線輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

（四）、多回次的靜力觸探

重復上述步驟（三）進行多回次的靜力觸探，直至達到勘測要求的深度，以獲取各原始地層的錐尖阻力量程、側壁摩阻力量程、孔隙水壓力量程和x·y方向測斜量程的數(shù)據(jù)后結束作業(yè)。

所述管狀鉆具進行沖、擴孔施工的廢渣由泥漿泵輸入的泥漿液托浮下沿阻流管內壁涌出并排出管外。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有足夠克服反力產生的能力，作業(yè)環(huán)境穩(wěn)固，確保探具垂直于水面，有效獲取淤泥質粘土層、粉質粘土層、粉砂層的各項數(shù)據(jù)，確證所得數(shù)據(jù)正確、可靠，方法簡單、實用、方便，具有一定的實用性和可操作性，且作業(yè)安全可靠，投入成本較低 ，尤其適合距離海岸18～22公里，水深18～22米海域工程的地質勘察使用和推廣，較好解決了水域環(huán)境下的靜力觸探作業(yè)的一大難題。

附圖說明

圖1～圖2為本發(fā)明具體運用示意圖；

圖3為管狀鉆具結構示意圖；

圖4為探具結構示意圖；

圖5為靜力觸探曲線成果圖。

具體實施方式

實施例1：

下面以某海上風電項目的勘測為例，對本發(fā)明作進一步說明，該風電項目所在的地理位置為：離海岸20～25公里,水深17～20米 ，流速3～4米/秒，浪高1.5～3米，潮汐差3.5～4米，涌浪2.5～4米，水流流向無規(guī)律，風力7～8級，靜力觸探測試孔的孔深要求為90米。

參閱附圖1～附圖2，平臺船1在液壓系統(tǒng)的驅動管柱支承下托離水面16，在鋼纜14和錨15緊固的作用下，穩(wěn)固平臺船1調整至水平狀態(tài)，成為一個穩(wěn)固的作業(yè)區(qū)域。液壓靜力觸探機4和鉆機6由公用底盤3設置在平臺船1的測試中心孔5上，液壓靜力觸探機4和鉆機6由設置在平臺船1上的導向管10、阻流管11以及泥漿泵2進行鉆探測試。該風電項目采用本發(fā)明進行地質勘測，其靜力觸探的具體操作按下述步驟進行：

（一）、導向管和阻流管的安裝固定

將導向管10放置在與平臺船1固定連接的固定架8上且與水平面為垂直設置，并由契板9將導向管10調整到測試中心孔5位置進行固定，并由鉆機6采用管狀鉆具12進行沖、擴孔，然后由鉆機6將阻流管11置入導向管10內并插入土層約2m，其頂部由鐵夾板7設置在固定架8上，預防阻流管11脫落，完成導向管10和阻流管11的安裝固定后鉆機6退出測試中心孔5位置。所述

導向管10固定設置在固定架8內且與水平面呈垂直狀態(tài)，為阻流管11置入水中到土層起到一個垂直導正作用，阻流管11進入土層一定深度后，能隔絕海水的流動，阻擋水流底對鉆具12的沖擊，保持一個相對的靜止狀態(tài)。

（二）、第一回次的靜力觸探

鉆機6采用管狀鉆具12進行沖、擴孔施工，其孔深為-8.33米，然后由探具13進行第一回次的靜力觸探，所述探具13由測試中心孔5進入阻流管11并壓入第一層粉土層。所述管狀鉆具12進行沖、擴孔的廢渣由泥漿泵2在輸入的泥漿液托浮下沿阻流管11內壁涌出并排出管外。

參閱附圖3，所述管狀鉆具12由設有中心通孔123的鉆桿121和合金鉆頭122組成，所述中心通孔123在靜力觸探時為探具13的護管，為探具13提供了一個剛性支撐，可有效避免探具13在靜力觸探時的彎曲變形，確保數(shù)據(jù)采集的正確、可靠。

參閱附圖4，所述探具13為設有接插件131、數(shù)據(jù)線132和接插件保護帽133的探桿134組成，測試獲得的淤泥質、粉質粘土的各項數(shù)據(jù)由設置在探具13上的接插件131和數(shù)據(jù)線132輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

（三）、第二回次的靜力觸探

第一回次的靜力觸探結束后，將靜力觸探機4退出測試中心孔5位置，分離部分數(shù)據(jù)線132并安裝接插件保護帽133，然后鉆機6進入測試中心孔5位置，接上鉆桿121再次進行沖、擴孔施工，其孔深為-34.32米，然后鉆機6退出測試中心孔5位置，拆除接插件保護帽133并接長數(shù)據(jù)線132，將探具13由管狀鉆具12的中心通孔123壓入第二層粉土層進行第二回次的靜力觸探，其測試獲得的各項數(shù)據(jù)由設置在探具13上的接插件131和數(shù)據(jù)線132輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，結束該風電項目的地質勘測作業(yè)。

（四）、多回次的靜力觸探

以后各回次的靜力觸探均按上述步驟（三）實施，直至孔深為-85.29米，水深18米，總深度為103.29米，探具13不斷壓入到各種地質構造層面，不斷獲取得淤泥質粘土層、粉質粘土層、粉砂層等各土層數(shù)據(jù)，其測試獲得的各項數(shù)據(jù)由設置在探具13上的接插件131和數(shù)據(jù)線132輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

參閱附圖5，該風電項目地質勘測的各土層數(shù)據(jù)為：錐尖阻力量程（qc） 68 MPa；側壁摩阻力量程（fs）、孔隙水壓力量程（zupa）、x·y方向測斜量程 3～4度，完全達到該項目的技術要求，工藝簡單、方便，作業(yè)安全，取得原始地層技術資料可靠，且投入成本較低，是目前國內近海海域工程地質勘察靜力觸探技術得到成功突破，值得在同行業(yè)中推廣。

以上只是對本發(fā)明作進一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本發(fā)明等效實施，均應包含于本專利的權利要求范圍之內。