[發(fā)明專利]深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112229620A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 彭建平;鄒麗;鄭皓;程陽銳;彭賽鋒;孫哲;黎宙;李小艷;關英杰;張明
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司;大連理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01D21/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發(fā)明公開了一種深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)，包括水面操作平臺、柔性循環(huán)管和循環(huán)設備，所述柔性循環(huán)管的兩端均固定于水面操作平臺上，中部設置于待試驗的水下采集深度處，柔性循環(huán)管上還設置有用于監(jiān)測柔性循環(huán)管狀態(tài)的監(jiān)測設備，所述柔性循環(huán)管在循環(huán)設備的驅(qū)使下將待試驗的水下采集深度處的固液混合物提升至位于水面操作平臺上的一端，再經(jīng)由循環(huán)設備將固液混合物輸送至柔性循環(huán)管的另一端，并經(jīng)由柔性循環(huán)管抵達待試驗的水下采集深度處。本發(fā)明的深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、試驗環(huán)境真實、試驗數(shù)據(jù)可靠并針對軟管輸送設置等優(yōu)點。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及深海采礦設備試驗技術(shù)領域，尤其涉及深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

深海區(qū)域的金屬礦產(chǎn)資源包括多金屬結(jié)核、多金屬硫化物以及富鈷結(jié)殼等。這些資源均賦存在數(shù)千米的深海海底礦床上，目前普遍認為采礦車采礦-水力提升管道輸送-海面工程船這種資源采集模式最具有商業(yè)價值。現(xiàn)在也有通過理論計算、仿真分析、試驗室試驗進行研究等針對水力提升管道輸送的試驗方式，但這些研究都是模擬或假設的工況，受試驗空間限制，立管的長度一般也只有幾十米高，與真實礦區(qū)的海上作業(yè)有很大的區(qū)別。并且試驗室里也是處于空氣或深井環(huán)境，缺少海洋波浪、涌流等對管道的影響。

并且現(xiàn)有的試驗系統(tǒng)都是針對硬管輸送設置的，而硬管由于其重量、連接方式等原因較難布置和收放，現(xiàn)在也存在著利用方便使用和收放的軟管代替硬管輸送系統(tǒng)的趨勢，然而并沒有針對軟管輸送的試驗系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、試驗環(huán)境真實、試驗數(shù)據(jù)可靠并針對軟管輸送設置的深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)，包括水面操作平臺、柔性循環(huán)管和循環(huán)設備，所述柔性循環(huán)管的兩端均固定于水面操作平臺上，中部設置于待試驗的水下采集深度處，柔性循環(huán)管上還設置有用于監(jiān)測柔性循環(huán)管狀態(tài)的監(jiān)測設備，所述柔性循環(huán)管在循環(huán)設備的驅(qū)使下將待試驗的水下采集深度處的固液混合物提升至位于水面操作平臺上的一端，再經(jīng)由循環(huán)設備將固液混合物輸送至柔性循環(huán)管的另一端，并經(jīng)由柔性循環(huán)管抵達待試驗的水下采集深度處。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述柔性循環(huán)管內(nèi)設置有與用于輸送固液混合物的輸送區(qū)分離的功能區(qū)，所述監(jiān)測設備包括設置于功能區(qū)內(nèi)的傳感裝置。

所述監(jiān)測設備還包括設置于功能區(qū)內(nèi)的用于傳輸動力的動力纜，以及用于傳輸信號的信號纜。

所述柔性循環(huán)管包括相互套接的至少兩層柔性管件，內(nèi)層柔性管件的內(nèi)部為用于輸送固液混合物的輸送區(qū)，內(nèi)層柔性管件與外層柔性管件之間為所述功能區(qū)。

深海礦產(chǎn)全軟管輸送海上試驗系統(tǒng)還包括應急處理設備，所述應急處理設備包括絞車和牽引件，所述絞車設置在水面操作平臺上，所述牽引件一端繞接于絞車上，另一端可拆卸連接于柔性循環(huán)管上。

所述柔性循環(huán)管中，連接水面操作平臺和待試驗的水下采集深度處的兩個管段上各設有至少一個配重塊。

所述循環(huán)設備包括比例調(diào)整裝置，所述比例調(diào)整裝置包括分儲倉和給料機，所述分儲倉包括將固液混合物分離并分別儲存的固體儲存區(qū)和液體儲存區(qū)，二者通過連接管與柔性循環(huán)管的一端連通，且至少一個連接管上設有通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制給料速度的給料機，所述分儲倉的進口與柔性循環(huán)管的另一端連通。

所述分儲倉的固體儲存區(qū)和液體儲存區(qū)位于同一水平位置上，所述分儲倉內(nèi)設有將固體儲存區(qū)和液體儲存區(qū)分隔開來的篩網(wǎng)隔板，所述固體儲存區(qū)內(nèi)的液體能夠通過篩網(wǎng)隔板進入液體儲存區(qū)中。

所述循環(huán)設備還包括至少一個輸送泵，所述輸送泵連接于柔性循環(huán)管的管段上。