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重型海床静力触探(CPT)试验系统是一种重型的水下静力触探(CPT)系统
。具有重量大、贯入力大、贯入深度大、作业水深大等特点
。一样平常重量在5～28吨，贯入力在4～20吨，作业水深从几百米到3000m，4000m，贯入深度可达20m，在正常固结的软粘土中可贯入30～60m
。主要适用于水下管线视察、沉管隧道、跨海大桥、砂矿视察、钻井船位置视察及综合海洋勘探等
。
 

外洋重型的海床静力触探(CPT)试验系统主要有荷兰辉固(Fugro)集团公司的SEACALF系统（图1）、荷兰Geomil Equipment B.V. 公司的MANTA-200系统(图2)、荷兰范登堡（A.P.Van Den Berg）公司的ROSON系统（图3）
。
 

荷兰Geomil Equipment B.V. 公司MANTA-200海床静力触探(CPT)试验系统是海床静力触探(CPT)试验系统，其链式驱动设计，带来了海洋静力触探系统的改变
？刹馐岳氚逗５淄敛懔ρ宰，可以在500m以上水深地近岸情形中使用，最大可以在4000m水深地离岸情形中使用
。
 

整套MANTA-200海床静力触探(CPT)试验系统主要由以下几个部分组成：

• 主体框架／裙板／配重块
• 链式驱动一连贯入系统
• 压力赔偿电源包
• 常压容器
• 传感器和深度编码器
• 脐带张力绞盘
• 控制及数据收罗系统

海床静力触探(CPT)试验系统的主体一样平常由框架、裙板和配重块组成（图4）
。

框架主要是用来承载控制系统、电源、驱动系统和数据收罗系统而设计的
。一样平常在框架的顶部设计有事情平台，操作职员可以在事情平台上完成探杆的毗连和拆卸事情（图5），事情平台在探杆毗连事情竣事后，可以拆卸下来以减轻主体框架的重量
。在框架的顶部一样平常装置有便于起吊的钢缆，钢缆的装置方法一样平常有两种，一种是单钢缆吊装方法，另外一种是双钢缆吊装方法
。其中单钢缆吊装方法装置轻盈，但试验历程中很难控制主体框架的平衡，且吊装的重量有限制；双钢缆吊装方法一样平常接纳对角线的布设方法，该方法具有吊装平稳，吊装重量大的优势
。现在，一样平常都接纳双钢缆的吊装方法
。
 

配重块是用来增添装备的重量，提供大的反力，使贯入深度增添的辅助装备
。配重块的装置可以分为两种，一种是在框架的侧面装置，为了包管装备的平衡，一样平常接纳对称装置的方法，划分装置2、4、6、8块配重，每块配重的重量一样平常为2～2.5吨，这样装置的优点是装置和拆卸利便，不增添装备的高度，但对接纳月池吊装方法的试验来说，由于配重块装置在侧面，裙板的尺寸增大，相对月池的尺寸也需要增大，对船体结构的要求高
。另外一种是在框架的底部装置，接纳与裙板尺寸一样的配重，这样装置的优点是不增添裙板的侧向尺寸，但会增添整套装备的高度，吊装会有一定的要求
。总之，详细接纳哪种配重，需要凭证现实工程的需要来选择
。
 

现在，海床静力触探(CPT)试验系统的贯入方法主要分为两种，一种是接纳齿轮驱动的贯入方法（图6），另外一种是接纳链式驱动一连贯入方法（图7）
。其中齿轮驱动贯入方法以荷兰辉固(Fugro)集团公司的SEACALF系统和荷兰范登堡（A.P.Van Den Berg）公司的ROSON系统为代表
。而链式驱动一连贯入方法是在齿轮驱动贯入方法的基础上生长起来的一种新型的海床静力触探(CPT)试验系统贯入方法，以荷兰Geomil Equipment B.V.公司的MANTA-200系统为代表，战胜了齿轮驱动贯入方法的一些缺乏，可以提供大的贯入力、且操作轻盈，性价比高
。

齿轮驱动系统的贯入力是由四个摩擦齿轮夹持探杆贯入操作，贯入力为4吨或10吨，差别的贯入力需要替换摩擦轮和土壤擦，该系统只可以驱动探杆，无法驱动套管
。该驱动系统的弱点是：由于探杆与驱动齿轮之间为两点夹持驱动，这样的驱动方法容易造成探杆打滑或折断，同时驱动力巨细与齿轮的巨细有关，驱动力最大只能抵达10吨
。
 

链式驱动一连贯入方法接纳两套链条液压驱动（图8），可以驱动探杆也可以驱动套管
。由于两套链条将探杆和套管牢牢夹住，为面接触（图9），因此阻止了齿轮驱动重泛起的探杆打滑或折断的可能，同时由于接触面增添，贯入力很容易到20吨，且巨细可调，不必替换部件，相当于一套装备就可以知足齿轮驱动的两套装备的功效，且贯入力大，性价比高
。接纳链式驱动一连贯入方法，贯入速率可在18～28mm/秒之间调解，提升速率可在18～90mm/秒之间调解
。
 

海床静力触探(CPT)试验系统的传感器都装置在主框架中，安顿于水下，这些传感器均防水，承高水压功效
。主要传感器包括：深度编码器、框架倾斜指示器、转速表、系统压力传感器、情形压力传感器和温度电源包等等
。

为包管海床静力触探(CPT)试验系统的正常使用，需配备合适的吊装滑轮、探杆恒张力钢缆和传输数据的脐带电缆等（图10）
。

海床静力触探(CPT)试验系统的探杆需要在试验之前就所有接好，放入海底，为了包管探杆的笔直，需要在探杆的顶部配装恒张力钢缆，将探杆在水中拉紧，在整个试验历程中坚持钢缆的笔直
。

海床静力触探(CPT)试验系统的试验数据是通过脐带电缆传输到水/地面的
。

海床静力触探(CPT)试验系统一样平常接纳两套控制系统（图11），一套为机械控制的系统，该系统控制海床静力触探(CPT)试验系统的吊放、对中、水一律操作，一样平常接纳使用杆和HMI控制界面
。另外一套为试验数据收罗和处置惩罚软件，可以在试验的历程中实时显示试验的参数和曲线，试验竣事后，通过系统的软件可以整理出一套完整的试验报告，整个历程的操作都智能、轻盈
。

外洋除了有适用于深海操作的海床静力触探系统之外，尚有适合于近岸浅水操作的静力触探系统
。这类系统主要适用于近岸和近海CPT项目
。探测的水深从2到30米
。适合应用于口岸、河流、航道、海峡项目等
。具有装置轻盈、操作简朴、？榛杓频忍氐
。
 

下面以荷兰Geomil公司的SHARK-200近岸静力触探试验系统（下图）为例对该类系统做一个系统的先容
。
 

整套系统包括以下部件：主机系统（配重和套管）、动力组件、CPT系统及套管、夹具、数据收罗系统、孔压探头、电缆及备用件等
。

SHARK-200系统可以装置在驳船或拖船上，只要驳船或拖船漂浮稳固，且能水平牢靠在妄想测试的所在就可以了
。所接纳的支持装备（如驳船）的起吊能力、停泊设施、定位要领等都会对SHARK系统的CPT生产作业有很大的影响
。
 

SHARK-200系统通？梢远钥1米高的浪，这取决于海浪笔直运动的频率和速率
。所接纳船舶装备的反应强烈水平与试验完成的质量有很大的关系
。
 

SHARK-200系统可以应对2米的笔直潮汐波动（在一个装置周期内）
。有履历的操作职员若是能掌握一些操作技巧将对试验的完成有很大的资助
。
 

在现实工程中，我们经；嵊龅秸庵智樾危
 

我们需要相识海床以下某坚硬土层下部软弱土层的静力触探力学参数，但通例静力触探系统无法穿透上部的坚硬土层，以致我们无法获得下部软弱土层的静力触探力学参数
。

针对这种状态，外洋开发了井下静力触探试验及采样系统，又称为Downhole CPT系统
。
 

Downhole CPT系统的主要特点是将钻探和静力触探、采样等团结起来，接纳循环推进的方法，推进系统在钻孔内轴向定位并将静力触探头或采样器贯入到土体中，完成静力触探试验和收罗土样
。此时钻探的主要功效就是扫除触探已经完成的土层或者钻透静力触探无法完成的坚硬土层，以便最先下一回次的静力触探试验或接纳土样
。Downhole CPT系统在深层海底测试方面有优势，从理论上来说，Downhole CPT系统能够抵达的深度与可以钻进的深度是一致的，好比荷兰Fugro集团公司的Downhole CPT系统已经到海底以下数百米的探测深度，而荷兰Geomil公司的ORCA系统（即Downhole CPT）系统到了1500m的探测深度
。
 

下面以荷兰Geomil公司的ORCA系统为例，来详细先容Downhole CPT系统的事情方法
。荷兰Geomil公司的ORCA系统又称为近岸可伸缩一连钻进系统（图13）
。ORCA系统主要是从钻孔底部获取岩土工程数据
。经由岩土测试和取样，钻探继续前进，ORCA装置随之循环收罗数据，直到最终钻探深度为止
。该系统能够与GEOBORE-S钻杆或类似型号的钻杆配合使用，同时该系统也顺应其它型号钻杆（如BL PQ - API 6 5/8）的要求
。
 

ORCA系统由以下三种差别的井下钢丝绳工具（图14）组成：
 

• ORCA CPTtool, 能完成最大推力为100KN的井下CPT试验
  。顺应于10cm2的锥尖和5cm2锥尖，它应用于后者时推进力大
  。CPTtool最大行程为1.50米（可选3米），并且接纳了Geomil数字式锥尖手艺
  。

• ORCA活塞取样器，能够从软土地基上获得原状土样（F= 3?，L =1.00米）
  。样品提取后，取土管还能够再次使用
  。

• ORCA推进取样器，小巧轻盈但较量适合较差的土质（F= 3?，L =1.00米）
  。

  常压容器

• 另外还包括：高压水泵、钻孔（顶部）阀门、打捞工具、数据收罗系统
  。

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。

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