[发明专利]一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置及方法

说明书

本发明提供一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置及方法，通过在船上安置大扬程高压潜水泵，利用高压管将海水压入海底，通过在海床CPT主机底角（最主要的是在最先受力离地的底角位置）上安装多个缩径喷嘴，形成高压水流，冲刷海床CPT主机底角内侧和外侧的淤泥，在主机底盘角上形成一个空气通道，使海水进入“倒箱型”箱体内，从而释放主机底部负压，降低海床淤泥吸附力，从而达到降低起拔荷载的目的；本发明可大幅降低淤泥对海床CPT主机的吸附力，减少主机起拔力，降低船只配备要求，大幅降低作业难度，节约海床CPT作业成本，增加起吊作业安全系数。

技术领域

本发明属于海洋工程勘察领域，尤其是涉及一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置及方法。

背景技术

海床式静力触探是将静力触探设备集成到一个主机上，将静力触探主机放到海床面，利用主机自重进行静力触探作业一体式设备，简称海床式CPT，目前已较为广泛应用于海洋工程勘察领域。

为适应越来越深的贯入需求，目前海床CPT主机自重已发展至30吨，但应用过程发现，当海床土层为深厚淤泥层时，由于自重较大，主机下陷深度已超过2 m，淤泥会形成极大的吸附力，导致CPT主机起拔荷载过大，实测最大起拔荷载达59吨，对作业船只及起重设备要求过高，一般船只无法满足其作业要求，导致作业成本大，作业难度大。

海床CPT为了缩短稳定时间，提高在其在海床面的稳定性，防止海床CPT主机受海流冲击移动导致折断探杆，其底盘通常设计成“倒箱型”，但其长时间放置于海床面后，淤泥被慢慢挤出，起拔时会在底盘底部形成真空，产生负压。

为此，可以提供一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置及方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置，以降低淤泥吸附力，辅助主机起拔。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置，其特征在于：所述利用高压水流辅助海床CPT主机起拔装置包括冲淤端、高压管和高压潜水泵，所述冲淤端与高压潜水泵经高压管连接，所述冲淤端上设有多个缩径增压嘴，所述冲淤端布置在海床CPT主机最先受力离地的底脚处以在主机底盘角上形成空气通道。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本发明的优选技术方案：所述高压管盘在恒张力收放器上，恒张力收放器可以自动收放高压管。

作为本发明的优选技术方案：所述高压管的中央挂在定滑轮上。

作为本发明的优选技术方案：所述高压管上设有快速接头以根据作业水深快速加长或者缩短高压管的长度。

作为本发明的优选技术方案：所述高压管与冲淤端之间设有快速接头以快速拆装冲淤端。

作为本发明的优选技术方案：所述冲淤端经可调固定器固定于海床CPT主机最先受力离地的底脚处，所述可调固定器包括固定板和多个固定螺丝，所述固定板上设有多个与固定螺丝相配合的多个螺丝孔。

作为本发明的优选技术方案：所述冲淤端上设置有至少一个水平布置的缩径增压嘴和至少一个开口斜向上布置的缩径增压嘴，水平布置的缩径增压嘴伸入海床CPT主机底部的倒箱型箱体内，开口斜向上布置的缩径增压嘴布置在海床CPT主机的外部且向上喷射；多个缩径喷嘴联合冲刷形成空气通道。

作为本发明的优选技术方案：所述冲淤端的上方预留至少一个缩径口以方便根据淤泥厚度加装缩径增压嘴。

作为本发明的优选技术方案：所述缩径增压嘴内设有止回阀，以防止淤泥进入该缩径增压嘴而堵塞孔口。