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原文传递一种带套管功能的静力触探装置及连续贯入施工工艺

专利名称：	一种带套管功能的静力触探装置及连续贯入施工工艺
摘要：	本发明公开了一种带套管功能的静力触探装置及连续贯入施工工艺，静力触探装置包括探杆、套管、机架、第一横向夹持机构、第二横向夹持机构、第三横向夹持机构、第四横向夹持机构、纵向连续贯入机构、深度计、接近开关及控制器，套管下端与探杆通过自锁机构连接，纵向连续贯入机构分为上、下两组贯入机构。该装置利用两组贯入机构交替循环向下运动，通过横向夹持机构带动套管和探杆同时向下贯入，并通过接近开关和深度计的配合使用计算出套管何时贯入到位，当套管贯入到位后，贯入机构单独对探杆进行交替贯入，当静力触探试验测试结束后，纵向连续贯入机构先对探杆进行起拔，接近开关检测到探杆自锁到位后，对套管和探杆同时进行交替起拔。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉吉欧信海洋科技股份有限公司
发明人：	张黄瑞鑫;王盼;干金柳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910317749.1
公开号：	CN109930581A
代理机构：	北京汇信合知识产权代理有限公司
代理人：	王秀丽
分类号：	E02D1/02(2006.01);E;E02;E02D;E02D1
申请人地址：	430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区武大科技园四路研发楼一层139-B室
主权项：	1.一种带套管功能的静力触探装置，其特征在于：包括探杆、套管、机架、第一横向夹持机构、第二横向夹持机构、第三横向夹持机构、第四横向夹持机构、纵向连续贯入机构、接近开关、深度计及控制器，所述套管套设在探杆外，套管下端与探杆通过自锁机构连接，探杆下端设有探头，所述纵向连续贯入机构与机架固定连接，分为上、下两组贯入机构；所述第一横向夹持机构设于机架的上方，第四横向夹持机构设于机架的下方，第二、三横向夹持机构分别固设于上、下贯入机构上，能够对探杆和/或套管进行夹持和解除夹持。 2.根据权利要求1所述的静力触探装置，其特征在于：所述自锁机构包括自锁杆、自锁套、自锁轴、弹性元件、盖板及扩孔器；所述自锁杆上端与探杆连接，下端与探头连接，自锁杆包括主杆，主杆侧壁设有环形凸台，环形凸台的上、下端面均为圆锥面，自锁杆下部设有扩孔器；所述自锁套套设于自锁杆外，与套管连接，自锁套上设有第三磁铁，自锁套侧壁沿垂直于自锁套的长度方向设有自锁轴通孔，自锁轴通孔外侧设有导向孔；所述自锁轴设于自锁轴通孔内，自锁轴包括密封轴，密封轴的一端设有导向块，导向块能够与导向孔配合，用于防止自锁轴旋转，密封轴的另一端设有能够与自锁杆环形凸台配合的自锁支撑台阶；所述盖板安装在导向孔的外侧，盖板与自锁轴之间设有弹性元件。 3.根据权利要求2所述的静力触探装置，其特征在于：所述自锁套或盖板上设有盖板密封槽，自锁套上的自锁轴通孔上或自锁轴上设有自锁轴密封槽，盖板密封槽和自锁轴密封槽内均设有密封圈，所述自锁轴中央开设有弹性元件安装孔。 4.根据权利要求1所述的静力触探装置，其特征在于：每组所述贯入机构包括两个竖向设置的贯入油缸，对称设于探杆两侧，所述贯入油缸采用双活塞杆油缸，活塞杆从油缸两端穿出，上贯入油缸的活塞杆两端分别与机架和下贯入油缸的活塞杆上端固定连接，下贯入油缸的活塞杆下端固定在机架上。 5.根据权利要求4所述的静力触探装置，其特征在于：所述第一横向夹持机构和第四横向夹持机构均包括两个活塞杆相对设置的夹持油缸，所述活塞杆的前端设有探杆卡瓦和套管卡瓦，夹持油缸的缸筒与贯入油缸的缸筒垂直固定连接；所述第二横向夹持机构和第三横向夹持机构与第一、四横向夹持机构的结构相同，并排设置有上下两组。 6.根据权利要求5所述的静力触探装置，其特征在于：所述接近开关包括第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关及第四接近开关，分别与控制器连接，所述第一接近开关设于机架上部靠近套管的位置，所述套管尾端设有第一磁铁，所述第二接近开关设有多个，分别设于机架上横向夹持油缸夹持到位及解除夹持时的相应位置上，各横向夹持油缸的活塞杆上均安装有第二磁铁，第三接近开关设于探杆或探头上自锁到位时的相应位置上，第四接近开关设于机架下部自锁机构回收到位对应的位置上。 7.根据权利要求6所述的静力触探装置，其特征在于：所述深度计设有三个，分别为顶深度计、上深度计和下深度计，所述顶深度计设于第一横向夹持机构的上方，上、下深度计分别设于上、下贯入机构上，所述深度计与控制器连接；所述上、下深度计均包括编码器和旋转齿轮，所述编码器外侧套设有外筒，并能够通过外筒固定在贯入油缸的缸筒上，编码器的输入轴连接所述旋转齿轮，编码器与控制器电性连接，机架上设有与所述旋转齿轮相啮合的齿条；所述顶深度计还包括固定座、V型齿轮、拉紧把手、T型拉杆及弹簧，所述外筒通过法兰固定在固定座上，固定座固定在机架上，固定座的一侧设有U型开口，所述T型拉杆的末端嵌入U型开口内，T型拉杆的T型头两端铰接有拉紧把手，拉紧把手的另一端与固定座铰接，V型齿轮固定在拉紧把手上，T型拉杆上还设有螺母和弹簧，弹簧的两端分别与螺母和U型开口接触，U型开口的宽度大于T型拉杆的直径且小于螺母和弹簧的最小外周宽度。 8.根据权利要求7所述的一种带套管功能的静力触探装置的连续贯入施工工艺，其特征在于：包括如下步骤： S1、将探杆和套管组件竖向穿过静力触探装置的中央，通过第一横向夹持机构和第四横向夹持机构对套管进行夹持，然后将两组贯入油缸运行至各自行程的最高位； S2、通过上、下贯入机构交替循环向下运动对套管和探杆进行贯入； S3、通过设于机架上部的第一接近开关和深度计的配合使用计算套管何时贯入到位，当套管贯入到位时，第四横向夹持机构夹紧套管的尾端，并通过第二接近开关和夹持油缸的油压大小检测第四横向夹持机构对套管尾端是否夹持到位，然后探杆在贯入油缸的作用下从自锁机构中脱出，进而通过上、下贯入油缸对探杆进行交替贯入； S4、当静力触探试验测试结束后，纵向连续贯入机构先对探杆进行起拔，当设于探杆或探头上的第三接近开关检测到探杆自锁到位后，两组贯入油缸对套管进行交替起拔，此时套管通过自锁机构带着探杆一起拔起，当第四接近开关检测到自锁结构上的第三磁铁时，则自锁机构回收到位，停止起拔并将设备整体吊起回收。 9.根据权利要求8所述的连续贯入施工工艺，其特征在于：步骤S2具体为：第二横向夹持机构将套管夹紧，并解除第一横向夹持机构和第四横向夹持机构对套管的夹持，上贯入油缸向下运动，通过第二横向夹持机构带动套管向下贯入，探杆在自锁机构的带动下，随套管一起向下贯入，当上贯入油缸运动到行程最下位时停止贯入，下贯入机构上的第三横向夹持机构夹紧套管，同时解除第二横向夹持机构对套管的夹持，由下贯入油缸向下运动带动套管和探杆向下贯入，在下贯入油缸向下贯入的同时，上贯入油缸以大于下贯入油缸运行速度向上运动，当下贯入油缸到达最低位时，上贯入油缸已经运动到最高位，此时第二横向夹持机构夹紧套管，同时第三横向夹持机构松开套管，准备下一次的贯入。 10.根据权利要求8所述的连续贯入施工工艺，其特征在于：在步骤S3和S4中，当接近开关感应到磁铁时，能够产生感应信号并传输至控制器，控制器读判断出探杆是否自锁到位以及通过取深度计上的数值计算出套管何时贯入到位。
所属类别：	发明专利