本發(fā)明涉及海洋勘查技術領域，更具體的說，是涉及一種用于深水勘查的基座系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術：

根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》規(guī)定，包括內水、領海及專屬經(jīng)濟區(qū)和大陸架的我國海洋國土接近300萬平方公里。海洋資源是我國重要的資源儲備，其中包括油氣資源沉積盆地約70萬平方公里，石油資源估算量約240億噸，天然氣資源估算量約14萬億立方米，還有大量的天然氣水合物資源，即最有希望在本世紀成為油氣替代能源的“可燃冰”。

目前我國在開展勘查技術作業(yè)時，淺海主要采取租賃或采購國外基座來進行作業(yè)，而深?；拘枰蓢夤緛硗瓿勺鳂I(yè)，技術資料的準確性、保密性都難以保證。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決當前海洋勘查過程中存在的取樣數(shù)據(jù)精度和作業(yè)深度上的不足，提供一種用于深水勘查的基座系統(tǒng)及其使用方法，通過鋼絲繩從鉆探船或平臺上下放至海底，穩(wěn)定地坐在海床上，其設計滿足了多項勘查技術作業(yè)需求，可以提高我國海洋勘查技術的精度、深度和速度。

本發(fā)明的目的可通過以下技術方案實現(xiàn)。

一種用于深水勘查的基座系統(tǒng)，包括基座框架，所述基座框架包括沿軸線設置有通孔的基座、設置于基座上表面的立桿和斜桿，所述立桿和斜桿頂部共同支撐固定有自動平衡吊裝系統(tǒng)，所述自動平衡吊裝系統(tǒng)包括空心安裝座，所述安裝座內部設置有立滑輪和水平滑輪，所述安裝座頂部沿軸線設置有貫穿其頂部和底部的喇叭口；

所述基座和安裝座之間設置有鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)，所述鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)包括豎直設置的鉆柱通道，所述鉆柱通道頂部設置有油缸平臺，所述油缸平臺和基座之間設置有立柱，所述油缸平臺上對稱設置有兩個液壓油缸，兩個液壓油缸的相對側分別設置有可伸縮的鉗座，每個鉗座均設置有受壓變形的弧形鉗口；所述鉆柱通道、基座上的通孔、喇叭口在豎直方向上相連通；

所述安裝座上設置有通訊系統(tǒng)，所述基座上設置有與通訊系統(tǒng)相連接的主控系統(tǒng)、為鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)提供動力的深水勘查液壓動力系統(tǒng)和用于供電的深水電源。

所述立滑輪對角設置為兩個，與水平滑輪采用三角形點設置，所述安裝座頂部設置有兩個用于鋼絲繩穿過的牽引孔，所述牽引孔與立滑輪一一對應。

所述液壓油缸和油缸平臺之間設置有油缸支撐，所述液壓油缸上設置有與深水勘查液壓動力系統(tǒng)相連接的油管，所述油缸平臺上設置有用于定位鉆柱的框架，所述框架將兩個鉗口遮擋住，且頂部設置有與鉆柱通道同軸線的通孔。

本發(fā)明的目的還可通過以下技術方案實現(xiàn)。

一種用于深水勘查的基座系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

步驟一，依據(jù)實施的勘查作業(yè)任務，按照設計圖紙，組裝上述用于深水勘查的基座系統(tǒng)；

步驟二，將鉆探船或平臺上的鋼絲繩安裝到自動平衡吊裝系統(tǒng)后，將組裝好的基座系統(tǒng)吊至月池中；

步驟三，當鉆探船或平臺定位完成后，將基座系統(tǒng)下放至目的井口位置，通過主控系統(tǒng)中的水深測量設備和鋼絲繩下入長度來校核基座位置，當接近目的深度，降低鋼絲繩下入速度，待鋼絲繩荷載表示數(shù)降低時，停止下入鋼絲繩，通過鉆探船或平臺上的水深測量設備和主控系統(tǒng)中的水深測量設備來校核是否下放到位；

步驟四，下放到位后，當開展鉆柱鎖緊作業(yè)時，主控系統(tǒng)控制深水勘查液壓動力系統(tǒng)作業(yè)，深水勘查液壓動力系統(tǒng)為鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)提供液壓動力，完成鉆柱自動定位及鎖緊動作；

步驟五，完成作業(yè)后，通過主控系統(tǒng)對整個基座系統(tǒng)復位，將基座系統(tǒng)提升至甲板上。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案已多次成功應用于海上勘查作業(yè)施工當中，現(xiàn)場使用效果表明，該基座系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明中包含了用于供電的深水電源、用于控制整個基座系統(tǒng)的主控系統(tǒng)、用于為鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)提供動力的深水勘查液壓動力系統(tǒng)、用于與甲板通訊的通訊系統(tǒng)、用于吊裝和平衡基座系統(tǒng)的自平衡吊裝系統(tǒng)以及用于定位及鎖緊鉆柱的鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有海上勘查鉆探技術條件下，通過鋼絲繩下放至海底后，可用于定位及鎖緊鉆柱，高精度、高速度實現(xiàn)鉆柱鎖緊；

(2)本發(fā)明中采用受壓變形的弧形鉗口，可大幅提高摩擦力，壓力消失后，可恢復原形，而且避免對鉆柱造成損壞；

(3)本發(fā)明體積小，不會占用甲板太大面積，便于攜帶，另外本發(fā)明通過鋼絲繩進行吊裝，不會對鉆柱造成負重，可以在水深4000米以淺水(海)域實現(xiàn)鉆柱定位及鎖緊工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于深水勘查的基座系統(tǒng)的軸側結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的用于深水勘查的基座系統(tǒng)的正視結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)的軸側結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)的正視結構示意圖；

圖5為圖3中a-a剖視圖。

附圖標記:1基座框架；1-1基座；1-2立桿；1-3斜桿；

2深水電源；3主控系統(tǒng)；4深水勘查液壓動力系統(tǒng)；5通訊系統(tǒng)；

6自動平衡吊裝系統(tǒng)；7鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)；

6-1安裝座；6-2立滑輪；6-3水平滑輪；6-4喇叭口；6-5牽引孔；

7-1油缸平臺；7-2框架；7-3立柱；7-4鉆柱通道；7-5油缸支撐；

7-6油管；7-7鉗口；7-8液壓油缸；7-9鉗座。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的用于深水勘查的基座系統(tǒng)，包括基座框架1，所述基座框架1包括沿軸線設置有通孔的基座1-1、設置于基座1-1上表面的立桿1-2和斜桿1-3，所述立桿1-2和斜桿1-3頂部共同支撐有自動平衡吊裝系統(tǒng)6，所述自動平衡吊裝系統(tǒng)6用于吊裝和平衡整個基座系統(tǒng)。所述自動平衡吊裝系統(tǒng)6包括與基座1-1同軸設置的空心安裝座6-1，所述安裝座6-1頂部沿軸線設置有貫穿其頂部和底部的喇叭口6-4。所述安裝座6-1內部設置有立滑輪6-2和水平滑輪6-3，所述立滑輪6-2對角設置為兩個，與水平滑輪6-3采用三角形點設置，所述安裝座6-1頂部設置有兩個用于鋼絲繩穿過的牽引孔6-5，所述牽引孔6-5與立滑輪6-2一一對應。

所述基座1-1和安裝座6-1之間設置有鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)7，所述鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)7用于定位及鎖緊鉆柱。所述鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)7包括豎直設置的鉆柱通道7-4，所述鉆柱通道7-4頂部設置有油缸平臺7-1，所述油缸平臺7-1和基座1-1之間設置有立柱7-3。所述油缸平臺7-1上對稱設置有兩個液壓油缸7-8，兩個液壓油缸7-8的相對側分別設置有可伸縮的鉗座7-9，每個鉗座7-9均設置有受壓變形的弧形鉗口7-7。所述液壓油缸7-8和油缸平臺7-1之間設置有油缸支撐7-5，所述液壓油缸7-8上設置有與深水勘查液壓動力系統(tǒng)4相連接的油管7-6，所述油缸平臺7-1上設置有用于定位鉆柱的框架7-2，所述框架7-2可將兩個回收狀態(tài)下的鉗口7-7遮擋住。所述油缸平臺7-1中部和框架7-2頂部設置有與鉆柱通道7-4同軸線的通孔。所述基座1-1上的通孔、鉆柱通道7-4、油缸平臺7-1上的通孔、框架7-2頂部的通孔和喇叭口6-4在豎直方向上相連通，便于鉆柱貫穿本發(fā)明基座系統(tǒng)。

所述安裝座6-1上設置有通訊系統(tǒng)5，所述基座1-1上設置有與通訊系統(tǒng)5相連接的主控系統(tǒng)3、深水勘查液壓動力系統(tǒng)4和用于供電的深水電源2。所述主控系統(tǒng)3用于控制整個基座系統(tǒng)，所述深水勘查液壓動力系統(tǒng)4為鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)7提供液壓動力，所述通訊系統(tǒng)5用于與甲板進行通訊。

本發(fā)明的基座系統(tǒng)通過鋼絲繩下放至海底后，定位及鎖緊鉆柱，可執(zhí)行相應的勘查作業(yè)。本發(fā)明用于深水勘查的基座系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

步驟一，依據(jù)實施的勘查作業(yè)任務，按照設計圖紙，組裝上述用于深水勘查的基座系統(tǒng)。

步驟二，將鉆探船或平臺上的鋼絲繩安裝到自動平衡吊裝系統(tǒng)6后，將組裝好的基座系統(tǒng)吊至月池中。其中，鋼絲繩經(jīng)一個牽引孔6-5引入，依次經(jīng)立滑輪6-2、水平滑輪6-3和對角處的立滑輪6-2后，由另一個牽引孔6-5引出，以此將整個基座系統(tǒng)拴住，以便后期進行基座系統(tǒng)的吊裝等作業(yè)。

步驟三，當鉆探船或平臺定位完成后，將基座系統(tǒng)下放至目的井口位置，通過主控系統(tǒng)3內置的水深測量設備和鋼絲繩下入長度來校核基座1-1位置，當接近目的深度，降低鋼絲繩下入速度，待鋼絲繩荷載表(甲板上)示數(shù)降低時，停止下入鋼絲繩，通過鉆探船或平臺上的水深測量設備和主控系統(tǒng)3中的水深測量設備來校核是否下放到位。

步驟四，下放到位后，當開展鉆柱鎖緊作業(yè)時，主控系統(tǒng)3控制深水勘查液壓動力系統(tǒng)4作業(yè)，深水勘查液壓動力系統(tǒng)4為鉆柱自動定位鎖緊系統(tǒng)7提供液壓動力，兩個鉗座7-9對稱伸出使兩個鉗口7-7鎖緊鉆柱，完成鉆柱自動定位及鎖緊動作。

步驟五，完成作業(yè)后，通過主控系統(tǒng)3對整個基座系統(tǒng)復位，將基座系統(tǒng)提升至甲板上。

盡管上面結合附圖對本發(fā)明的功能及工作過程進行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。