一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法技术

本发明专利技术涉及一种深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法，潜水器包括载体框架，其内划分有浮力材布置区、可调压载水舱布置区、设备布置区和货舱区，载体框架艏前部安装矿浆绞吸机械臂；矿浆绞吸机械臂的泵吸头通过矿浆泵将矿浆送入货舱区。作业时穿梭运矿潜水器为有缆模式，避免使用管道提升系统硬管对作业母船与采矿机器人的影响；解决电力与控制问题，提高潜水器作业能力；采用绞吸机械臂自吸矿物至矿舱，取消穿梭运矿器与中继站的水下对接作业，降低水下作业难度；采用大容量压载水舱与大流量海水泵，对矿物重量的代换，实现穿梭运矿潜水器的无动力上浮下潜；半潜卸矿母船可避免使用大吨位起吊装置，有效提高水面卸矿的可行性与效率。

A kind of cable shuttle mining submersible and its operation method for deep sea mining

【技术实现步骤摘要】
一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法
本专利技术涉及深海矿产资源开采装备
，尤其是一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法。
技术介绍
深海采矿的模式主要有：拖斗式、连续绳斗式、穿梭艇式、采矿车加管道提升式。其中，采矿车加管道输送式采矿系统由海底采矿车、采矿船和管道提升系统组成，目前大多数国家都从事此种采矿系统的研究。管道提升模式理论上能边采集、边输送矿物，产能大、流程简单。然而，该模式面临的技术挑战也较多，特别是来自于提升管道系统的限制，如：采用多台矿浆泵对矿石与海水的混合流体接力输送，输送泵容易磨损破坏，使用寿命短，维修时会导致整个系统停工，且不便于维修；矿浆提升泵的功率大，输送系统复杂；整个输送系统的管路在海水流作用下，母船运动作用下，会产生复杂载荷问题，使上端铰接的管路在采矿工作中摆动幅度很大，对海底中继站有很大影响；在母船遭遇恶劣海况情况，母船不能及时与管路系统脱开，将对母船与海底采矿系统带来极大的作业不安全性。因此，采用提升潜水器提升矿物是一种可行的采矿方向，专利CN100523434C“分散式深海局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：所述潜水器(100)的结构为：包括载体框架(105)，所述载体框架(105)内通过支撑件由上至下依次划分为：浮力材布置区(101)、可调压载水舱布置区(102)、设备布置区(103)、和货舱区(104)，载体框架(105)的艏前部安装矿浆绞吸机械臂(22)；/n所述矿浆绞吸机械臂(22)包括机械臂本体(22a)，其一端转动连接在载体框架(105)上，另一端连接搅拌头(22b)，其内部设有泵吸头(22c)，机械臂本体(22a)外部设有泵吸管路(22d)，其一端与所述泵吸头(22c)连接，另一端与设于设备布置区(103)的矿浆泵(11)连接，矿...

【技术特征摘要】
1.一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：所述潜水器(100)的结构为：包括载体框架(105)，所述载体框架(105)内通过支撑件由上至下依次划分为：浮力材布置区(101)、可调压载水舱布置区(102)、设备布置区(103)、和货舱区(104)，载体框架(105)的艏前部安装矿浆绞吸机械臂(22)；
所述矿浆绞吸机械臂(22)包括机械臂本体(22a)，其一端转动连接在载体框架(105)上，另一端连接搅拌头(22b)，其内部设有泵吸头(22c)，机械臂本体(22a)外部设有泵吸管路(22d)，其一端与所述泵吸头(22c)连接，另一端与设于设备布置区(103)的矿浆泵(11)连接，矿浆泵(11)的出口连接至货舱区(104)内设置的货舱(20)。


2.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：浮力材布置区(101)中设有均匀排布成整体的浮力材(1)，沿浮力材(1)四周设有垂向推进器(5)，浮力材(1)顶面还设有超短基线定位信标(2)、无线电与频闪灯一体机(3)及起吊装置(4)。


3.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：可调压载水舱布置区(102)内设有多台耐压水舱(6)，耐压水舱(6)通过耐压管路(7)与设于设备布置区(103)中的高压海水泵(8)连接。


4.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：设备布置区(103)内四周处设有水平推进器(17)，还设有惯性导航与DVL一体机(9)、避碰声呐(10)、深海液压源(12)、液压补偿器(13)、液压阀箱(14)、电子舱(15)、接线箱(16)、摄像机(18)及成像声呐(19)。


5.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：货舱区(104)内设有截面为倒梯形结构的所述货舱(20)，在货舱(20)底部设置有液压开启的舱盖装置(21)。


6.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：载体框架(105)的底部两侧对称设置两块滑撬板(23)。


7.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：所述机械臂本体(22a)通过油缸(22e)实现上下俯仰运动。


8.如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，其特征在于：潜水器(100)为有缆潜水器，起吊装置(4)通过潜器铠装缆(107)与卸矿母船(108)相连，通过潜器铠装缆(107)进行电力与控制信号的传输。


9.一种如权利要求1所述的用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器的作业方法，其特征在于：
操作人员可在卸矿母船(108)上直接遥控潜水器(100)，潜水器(100)与深海采矿系统配合作业，所述深海采矿系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青松，曹俊，杨申申，王磊，杜新光，陈小平，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32