[发明专利]一种可燃冰开采装置

说明书

本发明公开一种可燃冰开采装置，包括海上作业船，海上作业船下端通过多功能机械臂下装有海床综合作业车，海床综合作业车上连接有管道和隔离薄膜的铺设机械臂，多功能机械臂中包括电力电缆、各种控制传感器信号传输电缆、天然气水合物集输管线、液压驱动管线以及设于机械臂下半部分的开采掘进器，开采掘进器包括掘进器主轴，以及用于挖掘可燃冰矿层的掘进滚齿，和用于收集传输挖掘后的矿物泥土集输器，矿物泥土集输器与输送器和加热装置之间用弯管相互弯折连接，相互平行的集输器与输送器和加热装置之间装有隔板链轨和隔板，加热装置设在矿物泥土输送器的末端，掘进器末端设有用于推挤泥土的可伸缩鸭掌推板。

技术领域

本发明专利涉及一种矿物质开采设备，尤其涉及一种可燃冰开采的装置。

背景技术

可燃冰是一种天然气水合物，化学式为CH₄·xH₂O，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，据专家统计，陆地和海洋可燃冰分布的比例为：1:100。由于可燃冰是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，故而叫可燃冰，是人类发现的一种未来新能源。

然而，可燃冰的发现在给人类带来新的能源前景的同时，也给人类对可燃冰的开采也提出了严峻的挑战。要想对可燃冰进行开采利用，必须将其从海底开采运送至海面，但在开采过程中，可燃冰所处的环境条件会发生明显的变化，压力降低、温度升高，导致甲烷气逸出，固态可燃冰便趋于崩解。不仅无法将海底可燃冰作为能源加以利用，而且如果让海底可燃冰中的甲烷气体散发到大气中去，引发强烈的温室效应会造成气候异常以及海面上升，会严重威胁人类赖以生存的环境。另外，固结在海底沉积物中的可燃冰，一旦条件变化使甲烷气从可燃冰中释出，还会改变沉积物的物理性质，极大地降低海底沉积物的结构力学特性，使海底软化，会出现大规模的海底滑坡、坍塌等严重事故。因此，如果开采不当，后果绝对是灾难性的。目前人类摸索对可燃冰开采的方法有：热激开采法、减压开采法、化学注剂开采法、置换开采法等。但各种方法都有优缺点，有待进一步完善。

发明内容

为解决以上可燃冰开采存在的难题，本发明专利提供了一种可燃冰开采其装置。

其采用技术方案如下：

一种可燃冰开采装置，包括海上作业船，所述海上作业船下端通过多功能机械臂下装有海床综合作业车，所述海床综合作业车上连接有管道和隔离薄膜的铺设机械臂，所述多功能机械臂中包括电力电缆、各种控制传感器信号传输电缆、天然气水合物集输管线、液压驱动管线以及设于机械臂下半部分的开采掘进器，所述开采掘进器包括掘进器主轴，以及用于挖掘可燃冰矿层的掘进滚齿，和用于收集传输挖掘后的矿物泥土集输器，所述矿物泥土集输器与输送器和加热装置之间用弯管相互弯折连接，相互平行的集输器与输送器和加热装置之间装有隔板链轨和隔板，所述输送器隔板链轨通过矿物泥土输送器旋转螺杆叶片驱动，与设于集输器内部的矿物泥土输送器相互联动，强迫矿物泥土沿着输送管道和旋转螺杆叶片与隔板形成的空腔方向前进，所述加热装置设在矿物泥土输送器的末端，是用来提升天然气水合物矿物的温度，所述减压分离舱设于天然气水合物矿物出口处，天然气水合物矿物经过加温减压后，由分离输出舱将高纯度天然气水合物输出至海面上的作业船工作平台，所述掘进器末端设有用于推挤泥土的可伸缩鸭掌推板，用于回填挤压残渣出口排出的疏松矿物废渣。

作为进一步说明的，所述矿石泥土集输器外侧安装有用于融化可燃冰的加热装置，所述加热装置与矿石泥土集输器之间形成加热区域。

作为进一步说明的，其特征在于所述可伸缩鸭掌推板共设有不少于两组，所述可伸缩鸭掌推板偏向掘进器内侧连接有用于推动可伸缩鸭掌推板交替伸缩的液压缸，液压缸伸出时两块对折的鸭掌推板张开，缩回时鸭掌并拢。

作为进一步说明的，所述液压缸下方设有天然气水合物分离输出舱，所述天然气水合物分离输出舱内设有高压电潜泵，通过多功能机械臂内的管线与作业船上的工作平台相通。

作为进一步说明的，所述掘进器中的加热装置为电阻加热。