[发明专利]一种绞吸式天然气水合物采集系统

权利要求书

1.一种绞吸式天然气水合物采集系统，包括小车，所述小车包括绞吸头、杆臂、车身、底盘，其特征在于，所述绞吸头通过杆臂与车身前端底部相连，在杆臂下方设有管道连接绞吸头和车身，车身为中空结构，车身内装设有分离器、液压泵站、电子仓，车身安装于底盘上，底盘两侧装配有履带；

所述绞吸头包含有六条流线状的刀翼，每条刀翼嵌置有7个沿切向的梯形刀；绞吸头通过自带的转轴，连接到杆臂中设置的液压马达；

所述杆臂后端设有2#液压缸组，使杆臂能够上下摆动，杆臂后端安装有1#液压缸组，1#液压缸组与杆臂前端连接，使得杆臂前端能够左右摆动，杆臂前端下方安装有1#软管，1#软管后端设有2#软管，并通过2#软管穿过机身连接到分离器；

分离器侧面设有采集物进口，顶部设有天然气水合物出口，采集物进口与2#软管连接，天然气水合物出口和3#软管连接，分离器通过水力旋流作用分离天然气水合物；液压泵站通过自带的油管与2#液压缸组、1#液压缸组和液压马达连接，并提供动力；电子仓为小车工作的控制中心；车身装载于底盘上；

所述底盘装配履带，在履带两端分别以齿轮啮合传动，底盘与履带之间用滑轮连接；

所述杆臂前段设有回收装置，回收装置包括外壳、支撑管，所述外壳由5块板组成，其正面为倒梯形，侧面为正梯形，其后端设有支撑管，支撑管底部设有4#软管，4#软管连接到1#软管上，支撑管底部连接在杆臂上端，支撑管为中空结构，其顶部在靠近外壳内侧的位置设有开关阀。

2.根据权利要求1所述的一种绞吸式天然气水合物采集系统，其特征在于，所述外壳下部设有两块对开的底板，底板通过转轴连接在外壳两侧，且转轴上设有旋转电机，在外壳底面的四边设有密封垫层，两块底板的结合处也设有接口面，接口面内设有密封垫，密封垫为抗压性好的橡胶；

在外壳顶部设有单向阀，在外壳前端底部设有液位检测器，作为2#液位检测器，在支撑管内侧顶部设有液位检测器，作为1#液位检测器。

3.根据权利要求2所述的一种绞吸式天然气水合物采集系统，其特征在于，支撑管底部与杆臂的连接处为角度可调的铰链转轴，并设有调节电机以调整其转动角度，使回收装置能够在不同的角度下调整，以确保其在绞吸头正上方工作。

4.如权利要求3所述的一种绞吸式天然气水合物采集系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将小车送到海底的指定位置附近，然后通过电子仓中枢控制使小车运动到待开采区域目标位置，由液压泵站提供动力，液压马达传动使绞吸头旋转；

S2、液压泵站提供动力，2#液压缸组上下摆动，调整杆臂位置并带动绞吸头开始开采，绞吸头1高速旋转，产生涡旋绞吸力，将被梯形刀破碎的天然气水合物与岩粒的混合物聚合到1#软管口，由液压泵站提供一个吸力，将混合物采集运送；

S3、在开采过程中，由1#液压缸组左右摆动，形成一个扇形的开采范围，能够同时开采整个车前区域的天然气水合物，增大开采范围；

S4、天然气水合物与岩粒混合物通过1#软管和2#软管运送到车身内的分离器，由其密度不同，将混合物分离，分离出的天然气水合物通过出口3#软管向上送走；

S5、在开采过程中，部分天然气水合物在绞吸过程中气化成气体，并没有被吸收进入绞吸头，而会聚集到回收装置内，并保持在顶部区域，当积攒的气体到一定程度时，即2#液位检测器检测不到液体后，关闭底板，使其内部形成密封空间，然后开启开关阀和单向阀，让内部的气体被吸收到4#软管并通过1#软管输送到分离器，避免外泄，当1#液位检测器检测到液体后说明气体吸收完成，关闭开关阀；

S6、如果所处海床不是平面海床，存在一定倾角，需要调节铰链转轴，使回收装置处于绞吸头的正上方，确保升起的天然气气泡能够被准确回收，避免出现气体逃逸；

S7、某一海床表层范围的天然气水合物开采完毕，通过电子仓中枢控制履带移动，带动小车安全移动至下一目标位置，继续开采作业。