[發明專利]一種海底可燃冰鉆式開采裝備

有效

• 申請號: 201710226717.1
• 申請日: 2017-04-09
• 公開（公告）號: CN106884629B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李峰;喻文武;梁嘉麟
• 申請（專利權）人: 杭州云蜂工業設計有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B7/12;E21B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于礦產開采設備，尤其涉及一種海底可燃冰鉆式開采裝備。

背景技術

可燃冰是人類在海底與凍土層之下發現的一種新型潔凈資源。由小分子烴與液態水在較低溫度和較高壓力條件下形成的結晶水合物，分子式 MnH₂O,M為氣體分子，主要是CH₄，含有少量的C₂H₆、C₃H₈等烴類。1m³可燃冰能分解釋放出164m³(標準)天然氣，全球估計可燃冰總體積量大約1.8×1016～2.1×1016m³，相當于全球已探明常規化石燃料總量2倍。

可燃冰的開采作為一個全新的研究領域，它具有非常巨大的資源潛力。特別是對深海區域的可燃冰的開采受限于完善的開采設備和成熟的開發方案，目前仍是亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種能夠在深海作業的、防水性能良好、工作效率較高的可燃冰鉆式開采裝備。

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：一種海底可燃冰鉆式開采裝備，其包括圓柱形殼體、安裝在所述殼體前端的鉆頭、設置在所述殼體內的傳送機構和螺桿機構、以及安裝在所述殼體后部數量不少于2組的尾部抵緊機構；所述殼體包括前封閉部和后開合部；所述螺桿機構安裝在所述殼體的前封閉部內；所述傳送機構安裝在所述殼體的后開合部內；所述殼體外壁沿軸線等距轉動連接有滾輪；所述滾輪的安裝支座浮動設置并通過預緊彈簧與所述殼體連接；

所述鉆頭包括鉆頭基體、安裝于所述鉆頭基體前部并伸出所述殼體前端的刀片，以及通過轉動帶驅動所述鉆頭基體轉動的驅動電機a；

所述殼體內對應鉆頭基體位置成型有鉆頭基體安裝基座；所述驅動電機a固定連接在所述鉆頭基體安裝基座上；

所述鉆頭基體、鉆頭基體安裝基座與殼體內壁間形成有用于存儲所述刀片采掘下來的礦物塊的儲礦腔；

所述鉆頭基體安裝基座后部沿所述殼體軸線方向安裝有數量不少于4組的抵緊液壓缸；所述抵緊液壓缸后部固定連接在所述殼體內壁上，所述抵緊液壓缸活動端通過螺紋連接在所述鉆頭基體安裝基座上；

所述螺桿機構包括送料螺桿，安裝在殼體內壁通過帶傳動連接所述送料螺桿的螺桿驅動電機；所述送料螺桿后部成型有出料口；所述送料螺桿前部伸入所述儲礦腔內；所述殼體內壁對應所述出料口位置安裝有傳送機構；

所述傳送機構包括傳送帶，固定連接在所述傳送帶上的多個傾斜運送料斗；

多個所述的傾斜運送料斗沿傳送帶長度方向等距布置；所述傾斜運送料斗斜向上開口；所述出料口的方向與所述傾斜運送料斗的開口相對；

所述尾部抵緊機構包括作用于工作支持面的抵緊支座，驅動所述抵緊支座上下運動的液壓頂缸，以及驅動液壓頂缸運動的頂缸驅動電機；所述頂缸驅動電機和液壓頂缸通過安裝基座螺紋連接在殼體上；所述液壓頂缸下端與所述抵緊支座螺紋連接；所述殼體內在鉆頭基體安裝基座和螺桿驅動電機之間位置安裝有數量不少于4組的側部抵緊機構；所述側部抵緊機構包括側部抵緊頂板，驅動所述側部抵緊頂板垂直殼體壁面上下運動的液壓缸，以及驅動液壓缸的驅動電機b；

所述殼體內還安裝有控制電路板，所述驅動電機a、螺桿驅動電機、頂缸驅動電機、驅動電機b與所述控制電路板電連接。

作為優選方案：所述出料口開口處固定連接有磁鐵a，所述傾斜運送料斗上沿對應出料口開口位置固定連接有磁鐵b。

作為優選方案：所述刀片沿所述鉆頭基體前端面周向等距布置，沿徑向交錯等距布置。

作為優選方案：各個所述電機由安裝在海底的發電裝置進行供電；所述發電裝置包括有內燃機，與內燃機的輸出軸連接的發電機；所述內燃機的進氣端連接有混合器，混合器連接有氧氣進氣管和天然氣進氣管；所述內燃機的出氣端連接有排氣管，排氣管的另一端連接有冷卻除氣罐；所述氧氣進氣管另一端連通到海面上，氧氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵a；所述天然氣進氣管與可燃冰開采井的出氣管道相連通，天然氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵b；所述冷卻除氣罐為封閉的容器，冷卻儲氣罐內下部儲存有氫氧化鈉飽和溶液；冷卻儲氣罐內頂部安裝有水淋噴頭，所述排氣管與冷卻儲氣罐的上部連通；所述冷卻儲氣罐下部連接有由海水進行冷卻的冷卻管道，冷卻管道的另一端連接有噴淋水泵，噴淋水泵的出水端與水淋噴頭連接。