一种海底可燃冰钻式开采装备制造技术

本发明专利技术公开了一种海底可燃冰开采的专用设备，尤其涉及一种海底可燃冰钻式开采装备。本发明专利技术通过安装在前部的钻头旋转切削作用待开采矿层表面，通过驱动电机a带动钻头转动，刀片旋转切削采矿层，在磨削力的作用下，可燃冰从采矿层剥落，进入储矿腔，进入储矿腔内的可燃冰在螺杆机构运输下经由传送机构被送至矿基表面，在开采的同时完成运输的功能，具有较好的工作效率；此外，各个所述电机由安装在海底的发电装置进行供电，系统内部实现自主功能，环保节能。

A seabed flammable ice drilled mining equipment

The invention discloses a special equipment for seabed combustible ice mining, in particular to a seabed combustible ice drilling mining equipment. The invention drives the drill bit to rotate by rotating cutting the surface of the ore bed to be mined by the drill bit installed in the front part, cuts the mining layer by rotating the blade by driving the motor a, peels the combustible ice from the mining layer under the grinding force, enters the storage cavity, enters the combustion ice in the storage cavity and is transported through the transmission mechanism under the screw mechanism. In addition, each motor is powered by a power generating device installed on the sea floor, which realizes the independent function of the system, environmental protection and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种海底可燃冰钻式开采装备
本专利技术属于矿产开采设备，尤其涉及一种海底可燃冰钻式开采装备。
技术介绍
可燃冰是人类在海底与冻土层之下发现的一种新型洁净资源。由小分子烃与液态水在较低温度和较高压力条件下形成的结晶水合物，分子式MnH2O,M为气体分子，主要是CH4，含有少量的C2H6、C3H8等烃类。1m3可燃冰能分解释放出164m3(标准)天然气，全球估计可燃冰总体积量大约1.8×1016～2.1×1016m3，相当于全球已探明常规化石燃料总量2倍。可燃冰的开采作为一个全新的研究领域，它具有非常巨大的资源潜力。特别是对深海区域的可燃冰的开采受限于完善的开采设备和成熟的开发方案，目前仍是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能够在深海作业的、防水性能良好、工作效率较高的可燃冰钻式开采装备。为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种海底可燃冰钻式开采装备，其包括圆柱形壳体、安装在所述壳体前端的钻头、设置在所述壳体内的传送机构和螺杆机构、以及安装在所述壳体后部数量不少于2组的尾部抵紧机构；所述壳体包括前封闭部和后开合部；所述螺杆机构安装在所述壳体的前封闭部内；所述传送机构安装在所述壳体的后开合部内；所述壳体外壁沿轴线等距转动连接有滚轮；所述滚轮的安装支座浮动设置并通过预紧弹簧与所述壳体连接；所述钻头包括钻头基体、安装于所述钻头基体前部并伸出所述壳体前端的刀片，以及通过转动带驱动所述钻头基体转动的驱动电机a；所述壳体内对应钻头基体位置成型有钻头基体安装基座；所述驱动电机a固定连接在所述钻头基体安装基座上；所述钻头基体、钻头基体安装基座与壳体内壁间形成有用于存储所述刀片采掘下来的矿物块的储矿腔；所述钻头基体安装基座后部沿所述壳体轴线方向安装有数量不少于4组的抵紧液压缸；所述抵紧液压缸后部固定连接在所述壳体内壁上，所述抵紧液压缸活动端通过螺纹连接在所述钻头基体安装基座上；所述螺杆机构包括送料螺杆，安装在壳体内壁通过带传动连接所述送料螺杆的螺杆驱动电机；所述送料螺杆后部成型有出料口；所述送料螺杆前部伸入所述储矿腔内；所述壳体内壁对应所述出料口位置安装有传送机构；所述传送机构包括传送带，固定连接在所述传送带上的多个倾斜运送料斗；多个所述的倾斜运送料斗沿传送带长度方向等距布置；所述倾斜运送料斗斜向上开口；所述出料口的方向与所述倾斜运送料斗的开口相对；所述尾部抵紧机构包括作用于工作支持面的抵紧支座，驱动所述抵紧支座上下运动的液压顶缸，以及驱动液压顶缸运动的顶缸驱动电机；所述顶缸驱动电机和液压顶缸通过安装基座螺纹连接在壳体上；所述液压顶缸下端与所述抵紧支座螺纹连接；所述壳体内在钻头基体安装基座和螺杆驱动电机之间位置安装有数量不少于4组的侧部抵紧机构；所述侧部抵紧机构包括侧部抵紧顶板，驱动所述侧部抵紧顶板垂直壳体壁面上下运动的液压缸，以及驱动液压缸的驱动电机b；所述壳体内还安装有控制电路板，所述驱动电机a、螺杆驱动电机、顶缸驱动电机、驱动电机b与所述控制电路板电连接。作为优选方案：所述出料口开口处固定连接有磁铁a，所述倾斜运送料斗上沿对应出料口开口位置固定连接有磁铁b。作为优选方案：所述刀片沿所述钻头基体前端面周向等距布置，沿径向交错等距布置。作为优选方案：各个所述电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机，与内燃机的输出轴连接的发电机；所述内燃机的进气端连接有混合器，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐；所述氧气进气管另一端连通到海面上，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却储气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却储气罐内顶部安装有水淋喷头，所述排气管与冷却储气罐的上部连通；所述冷却储气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过安装在前部的钻头旋转切削作用待开采矿层表面，通过驱动电机a带动钻头转动，刀片旋转切削采矿层，在磨削力的作用下，可燃冰从采矿层剥落，进入储矿腔，进入储矿腔内的可燃冰在螺杆机构运输下经由传送机构被送至矿基表面，在开采的同时完成运输的功能，具有较好的工作效率；此外，各个所述电机由安装在海底的发电装置进行供电，系统内部实现自主功能，环保节能。附图说明图1是本专利技术经由海底矿井管道输送至开采区的状态示意图。图2是本专利技术的结构示意图。图3是本专利技术钻头组件、螺杆机构以及与其相连的其它机构示意图。图4是本专利技术转头组件及尾部抵紧机构的示意图。图5是本专利技术竖直开采工况图。图6是本专利技术水平开采工况图。图7是传输阶段传输机构的示意简图。图8是发电装置的连接结构示意图。图9是悬浮输电线的剖面结构示意图。图10是电缆外皮的结构示意图。1、开采装备；10、壳体；101、滚轮；102、预紧弹簧；11、钻头；110、刀片；111、储矿腔；112、钻头基体；113、转动带；114、驱动电机a；115、抵紧液压缸；12、传送机构；121、倾斜运送料斗；122、传送带；13、螺杆机构；131、螺杆驱动电机；132、送料螺杆；14、尾部抵紧机构；141、顶缸驱动电机；142、液压顶缸；143、抵紧支座；15、侧部抵紧机构；G、海底岩石层；H、小型吊机；L、管道；M、可燃冰；N、管道固定支架；Z、抓斗；S1、开采阶段；S2、运输阶段；S3、吊升阶段。具体实施方式实施例1根据图1~图4所示，一种海底可燃冰钻式开采装备，其包括圆柱形壳体10、安装在所述壳体前端的钻头11、设置在所述壳体内的传送机构12和螺杆机构13、以及安装在所述壳体后部数量不少于2组的尾部抵紧机构14；所述壳体包括前封闭部和后开合部；所述螺杆机构13安装在所述壳体的前封闭部内；所述传送机构12安装在所述壳体的后开合部内；所述壳体外壁沿轴线等距转动连接有滚轮101；所述滚轮的安装支座浮动设置并通过预紧弹簧102与所述壳体连接；该结构能够使得本专利技术在工作时，壳体表面的滚轮与岩层面直接接触，运动过程中本专利技术与岩层面为滑动摩擦作用，且预紧弹簧能够使滚轮与凹凸不平的岩层面接触充分。所述钻头包括钻头基体112、安装于所述钻头基体前部并伸出所述壳体前端的刀片110，以及通过转动带113驱动所述钻头基体转动的驱动电机a114；所述壳体内对应钻头基体位置成型有钻头基体安装基座；所述驱动电机a固定连接在所述钻头基体安装基座上；所述钻头基体、钻头基体安装基座与壳体内壁间形成有用于存储所述刀片采掘下来的矿物块的储矿腔111；所述钻头基体安装基座后部沿所述壳体轴线方向安装有数量不少于4组的抵紧液压缸115；所述抵紧液压缸后部固定连接在所述壳体内壁上，所述抵紧液压缸活动端通过螺纹连接在所述钻头基体安装基座上；当本专利技术钻头作用开采岩层面工作时，抵紧液压缸驱动所述钻头相对于所述壳体向前运动，使得旋转中的刀片作用在开采面上，通过旋转的刀片作用使矿体脱离，实现开采。所述螺杆机构13包括送料螺杆132，安装在壳体内壁通过带传动连接所述送料螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底可燃冰钻式开采装备，其特征在于：其包括圆柱形壳体、安装在所述壳体前端的钻头、设置在所述壳体内的传送机构和螺杆机构、以及安装在所述壳体后部数量不少于2组的尾部抵紧机构；所述壳体包括前封闭部和后开合部；所述螺杆机构安装在所述壳体的前封闭部内；所述传送机构安装在所述壳体的后开合部内；所述壳体外壁沿轴线等距转动连接有滚轮；所述滚轮的安装支座浮动设置并通过预紧弹簧与所述壳体连接；所述钻头包括钻头基体、安装于所述钻头基体前部并伸出所述壳体前端的刀片，以及通过转动带驱动所述钻头基体转动的驱动电机a；所述壳体内对应钻头基体位置成型有钻头基体安装基座；所述驱动电机a固定连接在所述钻头基体安装基座上；所述钻头基体、钻头基体安装基座与壳体内壁间形成有用于存储所述刀片采掘下来的矿物块的储矿腔；所述钻头基体安装基座后部沿所述壳体轴线方向安装有数量不少于4组的抵紧液压缸；所述抵紧液压缸后部固定连接在所述壳体内壁上，所述抵紧液压缸活动端通过螺纹连接在所述钻头基体安装基座上；所述螺杆机构包括送料螺杆，安装在壳体内壁通过带传动连接所述送料螺杆的螺杆驱动电机；所述送料螺杆后部成型有出料口；所述送料螺杆前部伸入所述储矿腔内；所述壳体内壁对应所述出料口位置安装有传送机构；所述传送机构包括传送带，固定连接在所述传送带上的多个倾斜运送料斗；多个所述的倾斜运送料斗沿传送带长度方向等距布置；所述倾斜运送料斗斜向上开口；所述出料口的方向与所述倾斜运送料斗的开口相对；所述尾部抵紧机构包括作用于工作支持面的抵紧支座，驱动所述抵紧支座垂直壳体壁面上下运动的液压顶缸，以及驱动液压顶缸运动的顶缸驱动电机；所述顶缸驱动电机和液压顶缸通过安装基座螺纹连接在壳体上；所述液压顶缸下端与所述抵紧支座螺纹连接；所述壳体内在钻头基体安装基座和螺杆驱动电机之间位置安装有数量不少于4组的侧部抵紧机构；所述侧部抵紧机构包括侧部抵紧顶板，驱动所述侧部抵紧顶板垂直壳体壁面上下运动的液压缸，以及驱动液压缸的驱动电机b；所述壳体内还安装有控制电路板，所述驱动电机a、螺杆驱动电机、顶缸驱动电机、驱动电机b与所述控制电路板电连接;各个电机由安装在海底的发电装置进行供电；所述发电装置包括有内燃机，与内燃机的输出轴连接的发电机；所述内燃机的进气端连接有混合器，混合器连接有氧气进气管和天然气进气管；所述内燃机的出气端连接有排气管，排气管的另一端连接有冷却除气罐；所述氧气进气管另一端与氧气瓶连接，氧气进气管靠近混合器的位置安装有气泵a；所述天然气进气管与可燃冰开采井的出气管道相连通，天然气进气管靠近混合器的位置安装有气泵b；所述冷却除气罐为封闭的容器，冷却储气罐内下部储存有氢氧化钠饱和溶液；冷却储气罐内顶部安装有水淋喷头，所述排气管与冷却储气罐的上部连通；所述冷却储气罐下部连接有由海水进行冷却的冷却管道，冷却管道的另一端连接有喷淋水泵，喷淋水泵的出水端与水淋喷头连接。...

【技术特征摘要】
1.一种海底可燃冰钻式开采装备，其特征在于：其包括圆柱形壳体、安装在所述壳体前端的钻头、设置在所述壳体内的传送机构和螺杆机构、以及安装在所述壳体后部数量不少于2组的尾部抵紧机构；所述壳体包括前封闭部和后开合部；所述螺杆机构安装在所述壳体的前封闭部内；所述传送机构安装在所述壳体的后开合部内；所述壳体外壁沿轴线等距转动连接有滚轮；所述滚轮的安装支座浮动设置并通过预紧弹簧与所述壳体连接；所述钻头包括钻头基体、安装于所述钻头基体前部并伸出所述壳体前端的刀片，以及通过转动带驱动所述钻头基体转动的驱动电机a；所述壳体内对应钻头基体位置成型有钻头基体安装基座；所述驱动电机a固定连接在所述钻头基体安装基座上；所述钻头基体、钻头基体安装基座与壳体内壁间形成有用于存储所述刀片采掘下来的矿物块的储矿腔；所述钻头基体安装基座后部沿所述壳体轴线方向安装有数量不少于4组的抵紧液压缸；所述抵紧液压缸后部固定连接在所述壳体内壁上，所述抵紧液压缸活动端通过螺纹连接在所述钻头基体安装基座上；所述螺杆机构包括送料螺杆，安装在壳体内壁通过带传动连接所述送料螺杆的螺杆驱动电机；所述送料螺杆后部成型有出料口；所述送料螺杆前部伸入所述储矿腔内；所述壳体内壁对应所述出料口位置安装有传送机构；所述传送机构包括传送带，固定连接在所述传送带上的多个倾斜运送料斗；多个所述的倾斜运送料斗沿传送带长度方向等距布置；所述倾斜运送料斗斜向上开口；所述出料口的方向与所述倾斜运送料斗的开口相对；所述尾部抵紧机构包括作用于工作支持面的抵紧支座，驱动所述抵紧支座垂直壳体壁面上下运动的液压顶缸，以及驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻文武，
申请(专利权)人：杭州云蜂工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33