[实用新型]一种基于潜水器的大深度海底便携式电动切割装置

说明书

技术领域

本实用新型所属深海资源勘探开发设备技术领域，具体地说，涉及一种基于潜水器的大深度海底便携式电动切割装置。

背景技术

深海海域蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源等大量国家经济发展和国防建设不可或缺的资源。海底区域尤其是深海区域矿产资源的勘探开发，需要海洋高技术的强有力支撑。深海底矿产资源勘探是进行海洋研究、科学考察不可缺少的重大技术。通常大深度海底岩石取样是大多数是采用岩芯取样钻机进行岩石的钻取取样的，而采用圆锯片的切割进行取样的报道目前尚未发现。

五十年以来，国外有关部门发展了多种取样技术，研制和开发了多种海洋地质取样器。如美国研制的液压活塞取心器(RPC)、延伸式岩芯筒(SCB)、加拿大MarkI型岩钻、澳大利亚PROD型钻机等，但上述取样器通常采用液压动力驱动。我国在863项目支持下于2003年研制我国第一台深海浅地层岩芯取样钻机。上述岩石取样钻机的研制极大的解决了深海矿产资源勘探、取样的问题，但是上述岩石取样钻机都存在设计结构复杂、造价极其昂贵、维护成本极高、设备过于庞大、且不能依靠载人潜水器搭载等问题，因此在实际使用时存在众多局限，如我国岩芯取样钻机净重2.8t,外形尺寸达到1.8m×1.8m×2.3m(高),无论是海上操作难度、布放回收难度、维护难度都非常大，因此实际应用效果不明显。

随着深海潜水器的发展，安装在深海遥控潜水器（ROV）或深海载人潜水器（HOV）上的取样设备得到了越来越广泛的应用，其中海底岩芯取样装置就是获取海底底质岩芯样品的重要作业工具之一，如美国的ALVIN号曾于1991年10月携带HSTR取芯器成功取得480mm的岩石样品；HarborBranch海洋研究所为美国海洋工程技术协会研制了7000m级的取芯器，曾安装在MagellanROV上，在超过3000m的深海里取得多个岩芯样品；俄罗斯APTYC号深海运载器也配备有便携式取芯器，可在VII-X级花岗岩、玄武岩以及其它硬岩上钻取岩芯，取芯器重量为30kg。除此之外，英国的CONSUB号、法国的ST-I号和日本的Shenkai6500号载人潜水器都曾搭载过水下微型取芯器对岩石进行取样。在“蛟龙”号载人潜水器的研制过程中，也曾同步研制了蛟龙号7000m钴结壳钻机。该系统采用钻进取芯方式，搭载于载人潜水器前部，利用载人潜水器的液压源提供动力，但由于该钻机设计机构复杂、造价及维护成本较高、设备重量过大无法便捷的搭载到潜器，同时该钻机利用载人潜水器的液压源提供动力，其在使用过程中会对潜器自身液压系统造成潜在安全隐患，因此，该钻机尚未付诸实际应用。

我国自主设计集成的首台7000米级载人潜水器“蛟龙”号已于2012年完成海试，2013年成功进行了首个试验性应用航次，标志着我国初步具备了大深度载人潜水器的工程应用能力。7000米载人潜水器具备在复杂海底地形进行机动、悬停、正确就位和定点坐坡等精确活动，其配备的两部主从式、开关式机械手可以操作便携式切割装置进行精确的切割作业，完成海底取样任务，

但是，现有的岩芯取样钻机存在设计结构复杂、造价昂贵、维护成本极高、设备过重、搭载会对潜器可能造成重大危险等问题，同时载人潜水器机械手操作岩芯取样钻机作业时必须提供按压力，而实际由于处于悬空状态的潜器在海底会受到反作用力的影响，造成潜器摇摆，严重影响潜器安全和作业效率，综合上述严重限制了大深度岩石取样范围。

鉴于此，独创性的采用金刚石圆锯片切割的结构形式，进行便携式设计，传动机构简单、可靠、易维护；采用自容式电力驱动，满足7000米级载人潜水器及其他潜器搭载要求，安全可靠，提高工作效率。目前，国内外未见相关装置的报道。

实用新型内容

为了解决现有深海岩芯取样机结构复杂、造价昂贵、维护成本高、搭载及作业困难的现实问题，本实用新型提出一种基于潜水器的大深度海底便携式电动切割装置，其具体的技术方案如下：