CN108253881B - 一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置及使用方法,装置包括基准板、电阻杆、配重件、电极片、测量器，基准板固定于桩基周围的海床面上，电阻杆穿过基准板，配重件固接在电阻杆且置于基准板下方的海床面上，电极片固接在基准板且靠接在电阻杆外，电阻杆顶端和电极片均与测量器相连接；桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件向下移动带动电阻杆向下移动以使电极片靠接在电阻杆不同位置，测量器所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值。通过在基准板上设置多组测量装置，可分别对基准板覆盖的桩基周围的海床面进行测量，并绘制该平面内冲刷坑的形态变化。该装置具有结构简单、成本低、方便实施和精度较高的优点，适合大面积推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置及使用方法。
背景技术
随着海底油气资源的不断开发，各种海洋平台日益增多，平台建成以后，桩基周围局部水流动力场发生变化，在桩基前方形成二次流，并在周围形成涡流，导致桩基周围流速加快，引起泥砂颗粒的起动和运移，使得桩基周围的海底土体产生一定程度的冲刷，形成冲刷坑，进而影响平台的稳定性。不少学者研究了海洋水动力对冲刷凹坑形成的影响，采用水深测量方法对凹坑形态进行了测量，也有学者采用室内模型试验对凹坑形成进行了模拟。对于凹坑形态，水深测量方法需要对水位高程进行标定，测试工作比较繁琐。迄今为止，尚未见到其它方便的测量装置。
发明内容
本发明提供了一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置及使用方法，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：包括：基准板、电阻杆、配重件、电极片、测量器，基准板固定于桩基周围的海床面上，电阻杆穿过基准板，配重件固接在电阻杆且置于基准板下方的海床面上，电极片固接在基准板且靠接在电阻杆外，电阻杆顶端和电极片均与测量器相连接；
桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件向下移动带动电阻杆向下移动以使电极片靠接在电阻杆不同位置，测量器所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值。
一较佳实施例之中，基准板开设有贯穿孔，贯穿孔处固设有导向件，导向件设有导向开口和与导向开口相接通的导向腔，电阻杆从导向开口处伸入导向腔，配重件位于导向腔内，电极片固接在导向件之顶端。
一较佳实施例之中，电阻杆之外周绕接有电阻丝，其顶端之电阻丝通过导线与测量器相连接，电极片靠接在电阻丝外且其通过导线与测量器相连接。
一较佳实施例之中，电极片包括平面部和与平面部相连接的折弯部，平面部与基准板相固接，折弯部靠接在电阻杆外周。
一较佳实施例之中，贯穿孔个数设为多个且均匀分布在基准板上，导向件个数设为多个且与贯穿孔一一对应，配重件、电阻杆、电极片和测量器个数均设为多个且一一对应。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：一种应用上述任意一项所述的海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置的使用方法，它包括：
步骤10，将基准板固定于桩基周围的海床面上，电阻杆穿过基准板且与配重件固接，电极片固接在基准板，通过导线将电阻杆顶端和电极片与测量器相连接，测量器放置于平台上；
步骤20，桩基周围未出现冲刷坑，海床面未下降，配重件保持不动，测量器所测电阻值未改变；
步骤30，桩基周围出现冲刷坑，海床面下降，配重件在其重力作用下向下移动带动电阻杆向下移动，电极片靠接在电阻杆上端位置，测量器所测电阻值变小，并换算成冲刷坑深度值。
一较佳实施例之中，还包括，步骤40，基准板间隔布置有多个一一对应的配重件、电阻杆、电极片，测量器个数也设有多个并与电阻杆和电极片一一对应，通过多个测量器所测电阻值换算成冲刷坑深度值，绘制冲刷坑在基准板覆盖的海床面内的形态图。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、该装置工作原理为：
桩基周围的海床面未出现下降时，配重件置于该海床面上不会出现下移，此时，测量器测得电阻杆与电极片之间的电阻始终保持同一数值；
桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件向下移动带动电阻杆向下移动以使电极片靠接在电阻杆之上端位置，测量器所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值；
通过在基准板上设置多组测量装置，可分别对基准板覆盖的桩基周围的海床面进行测量，并绘制该平面内冲刷坑的形态变化。该装置具有结构简单、成本低、方便实施和精度较高的优点，适合大面积推广使用。
2、导向开口处对电阻杆具有导向作用，导向腔对配重件具有导向作用，电极片固接在导向件之顶端，使得电极片始终能保持与电阻杆的接触，保证该装置的精度和准确性。
3、电极片之平面部与基准板相固接，折弯部靠接在电阻杆外周，使得折弯部具有一定的弹性，保证折弯部紧密贴合在电阻杆外。
附图说明
图1为一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置的整体结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参照图1，一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，包括：基准板10、电阻杆20、配重件30、电极片、测量器40。
基准板10固定于桩基1周围的海床面上。基准板10采用高强塑料板，具有较高的刚度，其宽和高分别为20毫米和100毫米，长为5-10米。
本实施例中，基准板10开设有贯穿孔，贯穿孔处固设有导向件11，导向件11设有导向开口和与导向开口相接通的导向腔12，该导向腔12通向海床面。导向开口处对电阻杆具有导向作用，导向腔对配重件具有导向作用。本实施例中，贯穿孔个数设为多个且均匀分布在基准板10上，如可在长度方向每隔0.5米开设所述贯穿孔，贯穿孔直径为30毫米。导向件11个数设为多个且与贯穿孔一一对应，导向件11外径可设为30毫米、厚度为5毫米，导向件11也可采用塑料材质，并通过胶粘接在贯穿孔处。导向件11之底端可伸出基准板并靠接在海床面上，以对配重件进行导向限位。
电阻杆20之底端穿过基准板10。本实施例中，电阻杆20从导向开口处伸入导向腔12。电阻杆20之外周绕接有电阻丝21，其顶端之电阻丝21通过导线与测量器40相连接。本实施例中，电阻杆20个数设为多个且与导向件11一一对应。
电极片固接在导向件11之顶端。本实施例中，电极片靠接在电阻丝21外且其通过导线22与测量器40相连接。电极片采用铜片制成且环形套接在电阻杆20外，其厚度为1毫米、长宽为20毫米和5毫米。本实施例中，电极片个数均设为多个且与电阻杆一一对应。
本实施例中，电极片包括平面部51和与平面部51相连接的折弯部52，平面部51与导向件11之顶端面相固接，折弯部52靠接在电阻丝21外周。使得折弯部具有一定的弹性，保证折弯部紧密贴合在电阻杆外。
配重件30固接在电阻杆20之底端且置于基准板10下方的海床面上，并位于导向腔12内。配重件采用直径为30毫米、厚度为25毫米的铜块制成，具有一定重量。配重件30个数设为多个且与电阻杆20一一对应。
本实施例中，测量器40个数也设为多个且放置于平台上。
桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件30向下移动带动电阻杆20向下移动以使电极片靠接在电阻杆20不同位置，测量器40所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值。可提前将电阻杆的电阻减小值与配重件下降的距离进行测量得出换算关系式，换算方便。
该测量装置的使用方法，它包括：
步骤10，将基准板10固定于桩基周围的海床面上，电阻杆20穿过基准板10且与配重件30固接，电极片固接在基准板10，通过导线22将电阻杆20顶端和电极片与测量器40相连接，测量器40放置于平台上；
步骤20，桩基周围未出现冲刷坑，海床面未下降，配重件30保持不动，测量器40所测电阻值未改变；
步骤30，桩基周围出现冲刷坑，海床面下降，配重件30在其重力作用下向下移动带动电阻杆20向下移动，电极片靠接在电阻杆20上端位置，测量器40所测电阻值变小，并换算成冲刷坑深度值。
步骤40，基准板10间隔布置有多个一一对应的配重件30、电阻杆20、电极片，测量器40个数也设有多个并与电阻杆20和电极片一一对应，通过多个测量器40所测电阻值换算成冲刷坑深度值，绘制冲刷坑在基准板覆盖的海床面内的形态图。
该装置工作原理为：
桩基周围的海床面未出现下降时，配重件置于该海床面上不会出现下移，此时，测量器测得电阻杆与电极片之间的电阻始终保持同一数值；
桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件向下移动带动电阻杆向下移动以使电极片靠接在电阻杆之上端位置，测量器所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值；
通过在基准板上设置多组测量装置，可分别对基准板覆盖的桩基周围的海床面进行测量，并绘制该平面内冲刷坑的形态变化。该装置具有结构简单、成本低、方便实施和精度较高的优点，适合大面积推广使用。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：包括：基准板、电阻杆、配重件、电极片、测量器，基准板固定于桩基周围的海床面上，电阻杆穿过基准板，配重件固接在电阻杆且置于基准板下方的海床面上，电极片固接在基准板且靠接在电阻杆外，电阻杆顶端和电极片均与测量器相连接；
桩基周围的海床面下降出现冲刷坑时，配重件向下移动带动电阻杆向下移动以使电极片靠接在电阻杆不同位置，测量器所测电阻值减小并换算成冲刷坑之深度值。
2.如权利要求1所述的一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：基准板开设有贯穿孔，贯穿孔处固设有导向件，导向件设有导向开口和与导向开口相接通的导向腔，电阻杆从导向开口处伸入导向腔，配重件位于导向腔内，电极片固接在导向件之顶端。
3.如权利要求1所述的一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：电阻杆之外周绕接有电阻丝，其顶端之电阻丝通过导线与测量器相连接，电极片靠接在电阻丝外且其通过导线与测量器相连接。
4.如权利要求3所述的一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：电极片包括平面部和与平面部相连接的折弯部，平面部与基准板相固接，折弯部靠接在电阻杆外周。
5.如权利要求2所述的一种海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置，其特征在于：贯穿孔个数设为多个且均匀分布在基准板上，导向件个数设为多个且与贯穿孔一一对应，配重件、电阻杆、电极片和测量器个数均设为多个且一一对应。
6.一种应用权利要求1至5中任意一项所述的海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置的使用方法，其特征在于：它包括：
步骤10，将基准板固定于桩基周围的海床面上，电阻杆穿过基准板且与配重件固接，电极片固接在基准板，通过导线将电阻杆顶端和电极片与测量器相连接，测量器放置于平台上；
步骤20，桩基周围未出现冲刷坑，海床面未下降，配重件保持不动，测量器所测电阻值未改变；
步骤30，桩基周围出现冲刷坑，海床面下降，配重件在其重力作用下向下移动带动电阻杆向下移动，电极片靠接在电阻杆上端位置，测量器所测电阻值变小，并换算成冲刷坑深度值。
7.一种如权利要求6所述的海洋石油平台桩基冲刷坑形态测量装置的使用方法，其特征在于：还包括，步骤40，基准板间隔布置有多个一一对应的配重件、电阻杆、电极片，测量器个数也设有多个并与电阻杆和电极片一一对应，通过多个测量器所测电阻值换算成冲刷坑深度值，绘制冲刷坑在基准板覆盖的海床面内的形态图。
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