分布式全天候深海采矿系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种分布式全天候深海采矿系统，包括：中央支持平台和卫星采矿提升系统，一个所述中央支持平台与多个所述卫星采矿提升系统组合协同工作，所述中央支持平台包括用于海况恶劣时的水下工作模式和用于海况良好时的水面工作模式，每个所述卫星采矿提升系统将采集到的矿砂输送至所述中央支持平台。本实用新型专利技术所述采矿系统可以潜入水下工作，解决了躲避风暴和恶劣天气下连续开展生产的问题，此外，分布式集群作业模式实现了一个中央支持平台配套多台集矿机同时作业，作业效率高。

Distributed all-weather deep sea mining system

【技术实现步骤摘要】
分布式全天候深海采矿系统
本技术涉及水下采矿设备
，具体涉及一种分布式全天候深海采矿系统和方法。
技术介绍
海洋蕴藏着丰富的矿物资源。随着陆地资源不断被开发，越来越多的国家将资源的开发转向了深海。深海矿藏资源开采系统的核心问题是如何最高效率地将海底的矿石采集、提升到海面、经脱水后运输到港口。目前已有的深海采矿方案基本形式是海面有采矿支持母船，采矿支持母船布放一台履带式或滑靴自行式采矿机到海底，在采矿机和海面支持母船之间通过泵还管道组成的扬矿系统连接，采集的矿物通过扬矿系统输送到海面的母船。现有方案缺点有：(1)海上生产受海况影响，恶劣海况时需要撤离；(2)海上风暴时难以做到快速撤离；(3)1个采矿船支持一套采矿系统以致效率低。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种可以全天候连续工作、不受海况影响的面向多矿种的分布式全天候深海采矿系统。为解决上述技术问题，本技术提供了一种分布式全天候深海采矿系统，包括：中央支持平台和卫星采矿提升系统，一个所述中央支持平台与多个所述卫星采矿提升系统组合协同工作，所述中央支持平台包括用于海况恶劣时的水下工作模式和用于海况良好时的水面工作模式，每个所述卫星采矿提升系统将采集到的矿砂输送至所述中央支持平台。优选地，所述中央支持平台包括：中央平台结构；主能源供给系统，与所述中央平台结构连接，用于向所述卫星采矿提升系统提供动力；临时矿砂存储装置，设置于所述中央平台结构内，用于临时存储来自所述卫星采矿提升系统的矿砂；中央支持平台浮力调节装置，与所述中央平台结构连接，用于控制所述中央支持平台的水下工作深度。优选地，所述中央支持平台还包括：中央支持平台水平推进系统，与所述中央平台结构连接，用于驱动所述中央支持平台按照预定轨迹航行或按照人员操纵指令航行；和/或中央支持平台垂直推进系统，与所述中央平台结构连接，用于控制所述中央支持平台的水下工作深度。优选地，所述中央支持平台通过矿砂转运输送管系、脐带缆与所述卫星采矿提升系统连接。优选地，所述矿砂转运输送管系和脐带缆包括多个子段，相邻两个所述子段通过用于中转传输能量和矿砂的中央支持平台中继连接装置连接。优选地，所述分布式全天候深海采矿系统还包括第一无线和卫星通信装置，设置于漂浮于水面上的第一浮体上，用于与岸基或船舶之间通讯以实现对所述中央支持平台的远程控制；所述第一无线和卫星通信装置通过脐带缆与所述中央支持平台连接。优选地，所述分布式全天候深海采矿系统还包括漂浮式管道，所述漂浮式管道的一端与所述中央支持平台连接的，所述漂浮式管道的另一端漂浮在海面上，用于与水面运输船对接从而使所述中央支持平台将其临时矿砂存储装置内的矿砂转运至所述水面运输船。优选地，所述卫星采矿提升系统包括浮力平台、提升管系、垂直缆系和集矿机，所述浮力平台通过所述提升管系、垂直缆系与一个或多个所述集矿机连接。优选地，所述卫星采矿提升系统还包括浮力调节装置、和/或垂直推进系统、和/或水平推进系统、和/或应急能源供给系统、和/或海底中继站、和/或第二无线和卫星通信装置、和/或USBL超短基线定位信标，其中：所述浮力调节装置安装在所述浮力平台上，用于控制所述浮力平台水下工作深度；所述垂直推进系统安装在所述浮力平台上，用于调节所述浮力平台水下工作深度；所述水平推进系统安装在所述浮力平台上，用于驱动浮力平台按照预定轨迹航行或按照人员操纵指令航行；所述应急能源供给系统安装在所述浮力平台上，用于在无法从所述中央支持平台获取能源时向卫星采矿提升系统提供能源；所述海底中继站用于实现所述提升管系及垂直缆系的延伸，优选地所述海底中继站配置有海底中继站水平推进系统以控制所述海底中继站的首向和轨迹与浮力平台同步；所述第二无线和卫星通信装置安装在水面浮块上，用于与岸基或船舶之间通讯，实现对卫星采矿提升系统的远程控制；所述USBL超短基线定位信标安装在所述浮力平台上，用于供中央支持平台上的USBL超短基线定位基阵根据所述USBL超短基线定位信标的信标信号计算卫星采矿提升系统的空间位置。优选地，所述提升管系由多组管道和水泵串联而成的管系并联组成、或由多组提升链斗组成，用于矿砂的提升；和/或所述垂直缆系的中部与所述提升管系上的水泵连接。由于采用了上述技术方案，本技术所述采矿系统可以潜入水下工作，解决了躲避风暴和恶劣天气下连续开展生产的问题，此外，分布式集群作业模式实现了一个中央支持平台配套多台集矿机同时作业，作业效率高。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术的整体结构示意图；图2是中央支持平台与卫星采矿提升系统的连接示意图；图3是卫星采矿提升系统的结构示意图。图中附图标记：1、中央支持平台；2、卫星采矿提升系统；3、中央平台结构；4、主能源供给系统；5、临时矿砂存储装置；6、中央支持平台浮力调节装置；7、中央支持平台水平推进系统；8、中央支持平台垂直推进系统；9、矿砂转运输送管系；10、脐带缆；11、中央支持平台中继连接装置；12、第一无线和卫星通信装置；13、第一浮体；14、漂浮式管道；15、浮力平台；16、提升管系；17、垂直缆系；18、集矿机；19、浮力调节装置；20、垂直推进系统；21、水平推进系统；22、应急能源供给系统；23、海底中继站；24、第二无线和卫星通信装置；25、USBL超短基线定位信标；26、水面浮块；27、USBL超短基线定位基阵。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本技术。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术提供了一种分布式全天候深海采矿系统，包括：中央支持平台1和卫星采矿提升系统2。其中，一个所述中央支持平台1与多个所述卫星采矿提升系统2组合协同工作。每个所述中央支持平台1包括用于海况恶劣时的水下工作模式和用于海况良好时的水面工作模式。每个所述卫星采矿提升系统2将采集到的矿砂输送至所述中央支持平台1。在上述技术方案中，本技术包括一套中央支持平台1和若干套卫星采矿提升系统2，中央支持平台1和若干套卫星采矿提升系统2形成分布式拓扑结构。中央支持平台1和卫星采矿提升系统2均为高度自治的系统，可工作在无人自动模式，也可以由人员操纵控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，包括：中央支持平台(1)和卫星采矿提升系统(2)，每个所述卫星采矿提升系统(2)将采集到的矿砂输送至所述中央支持平台(1)；所述中央支持平台(1)包括：/n中央平台结构(3)；/n主能源供给系统(4)，与所述中央平台结构(3)连接，用于向所述卫星采矿提升系统(2)提供动力；/n临时矿砂存储装置(5)，设置于所述中央平台结构(3)内，用于临时存储来自所述卫星采矿提升系统(2)的矿砂；/n中央支持平台浮力调节装置(6)，与所述中央平台结构(3)连接，用于控制所述中央支持平台(1)的水下工作深度。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，包括：中央支持平台(1)和卫星采矿提升系统(2)，每个所述卫星采矿提升系统(2)将采集到的矿砂输送至所述中央支持平台(1)；所述中央支持平台(1)包括：
中央平台结构(3)；
主能源供给系统(4)，与所述中央平台结构(3)连接，用于向所述卫星采矿提升系统(2)提供动力；
临时矿砂存储装置(5)，设置于所述中央平台结构(3)内，用于临时存储来自所述卫星采矿提升系统(2)的矿砂；
中央支持平台浮力调节装置(6)，与所述中央平台结构(3)连接，用于控制所述中央支持平台(1)的水下工作深度。


2.根据权利要求1所述的分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，所述中央支持平台(1)还包括：
中央支持平台水平推进系统(7)，与所述中央平台结构(3)连接，用于驱动所述中央支持平台(1)按照预定轨迹航行或按照人员操纵指令航行；和/或
中央支持平台垂直推进系统(8)，与所述中央平台结构(3)连接，用于控制所述中央支持平台(1)的水下工作深度。


3.根据权利要求1所述的分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，所述中央支持平台(1)通过矿砂转运输送管系(9)、脐带缆(10)与所述卫星采矿提升系统(2)连接。


4.根据权利要求3所述的分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，所述矿砂转运输送管系(9)和脐带缆(10)包括多个子段，相邻两个所述子段通过用于中转传输能量和矿砂的中央支持平台中继连接装置(11)连接。


5.根据权利要求3所述的分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，所述分布式全天候深海采矿系统还包括第一无线和卫星通信装置(12)，设置于漂浮于水面上的第一浮体(13)上，用于与岸基或船舶之间通讯以实现对所述中央支持平台(1)的远程控制；所述第一无线和卫星通信装置(12)通过脐带缆(10)与所述中央支持平台(1)连接。


6.根据权利要求4所述的分布式全天候深海采矿系统，其特征在于，所述分布式全天候深海采矿系统还包括漂浮式管道(14)，所述漂浮式管道的一端与所述中央支持平台(1)连接的，所述漂浮式管道的另一端漂浮在海面上，用于与水面运输船对接从而使所述中央支持平台(1)将其临...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，金星，葛彤，
申请(专利权)人：北京先驱高技术开发公司，
类型：新型
国别省市：北京;11