[發明專利]一種海洋礦產資源開采裝置及開采方法

有效

• 申請號: 201310640663.5
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103628881A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 鄒偉生;孫亞川;董文杰;盧勇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00;E21B43/01
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;李發軍

1.?一種海洋礦產資源開采裝置，其特征是，包括水面采礦船（1），與水面采礦船（1）聯接的提升管（2，3），串接在提升管（3）下端的提升電泵站（4,5），聯接在提升電泵吸入端的軟管（7），與軟管（7）的吸入端聯接的礦物破碎機構（18），鉸接在礦物破碎機構（18）上的采礦機構；所述采礦機構上裝有多個擾動射流噴嘴（23,24）、多個上升射流噴嘴（22，25）和與所述礦物破碎機構（18）的進料口連通的導流管（21）；所述提升管（2,3）、提升電泵站（4,5）、軟管（7）、礦物破碎機構（18）和導流管（21）依次串聯形成礦漿提升通道，所述導流管（21）的進料口朝向海底以吸取海底礦物；所述軟管（7）固定在一潛游ROV（8）上，該潛游ROV（8）通過連接裝置與所述采礦機構相連。

2.?根據權利要求1所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述潛游ROV（8）上裝有側向推力器（9）、垂向推力器（10）、尾部推力器（11）和測定潛游ROV相對于水面船空間位置的ROV測控系統（12）；所述潛游ROV（8）通過鉸接式柔性鋼架與所述采礦機構相連；所述潛游ROV（8）距離海底高度為4m~10m。

3.?根據權利要求1所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述采礦機構包括海底滑體（15），裝在海底滑體（15）上的射流水泵（17）和液壓站（16）；所述射流水泵（17）分別與所述擾動射流噴嘴（23,24）、上升射流噴嘴（22，25）相連。

4.?根據權利要求1所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述提升管包括上部提升鋼管（2）和串接在上部提升鋼管（2）底端的下部提升鋼管（3）；所述提升電泵站包括上部多級提升電泵（4）和串接在上部多級提升電泵（4）底端的下部多級提升電泵（5）；所述上部多級提升電泵（4）串接在下部提升鋼管（3）底端；所述提升電泵站距離海底高度為120m~180m。

5.?根據權利要求1~4之一所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述采礦機構與導流管（6）之間連接有伸縮桿（20）。

6.?根據權利要求1~4之一所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述軟管（7）上安裝有由浮力材料制成的浮體一（6）；所述采礦機構上裝有由浮力材料制成的浮體二（26）。

7.?根據權利要求4所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述上部提升鋼管（2）的出口處設置有在線測量管道提升流量的流量計。

8.?根據權利要求4所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述下部提升鋼管（3）的入口處設置有在線測量管道阻力損失的差壓計。

9.?根據權利要求1~4之一所述的海洋礦產資源開采裝置，其特征是，所述礦物破碎機構（18）為齒輥破碎機構。

10.?一種利用權利要求1~9之一所述海洋礦產資源開采裝置進行海底采礦的方法，其特征是，包括如下步驟：

1）、按照海底開采模式，由潛游ROV在距離海底面一定高度的工作面上拖曳海底采礦機構在海底面上按照預定的線路滑移；

2）、所述采礦機構的擾動射流噴嘴（23,24）噴出的擾動射流將海底礦物松動，海底礦石在擾動射流形成的上升渦旋作用下離開海底上升一定高度并浮起，在采礦機構的上升射流噴嘴（22，25）噴出的上升射流的作用下通過導流管（21）進入礦物破碎機構（18）中破碎；

3）、破碎后的礦物由提升電泵從軟管（7）的入口吸入，經提升管（2,3）提升至水面采礦船（1）。