[发明专利]组合式海底集矿机

说明书

本发明提供了一种组合式海底集矿机，包括：浮游航行体、集矿工具底盘、水下机械对接连接副、和组合连接缆系，所述水下机械对接连接副包括可对接或分离的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器安装在所述浮游航行体的底部，所述第二连接器安装在所述集矿工具底盘的顶部，所述浮游航行体通过所述水下机械对接连接副在水下实现与所述集矿工具底盘的组合和分离，所述浮游航行体通过所述组合连接缆系与集矿工具底盘连接。本发明中的浮游航行体和集矿工具底盘可以在水下对接和分离，两者可以独立布放回收和维护，并且可以根据作业环境和需求不同，实现浮游航行体与不同的集矿工具底盘组合。

技术领域

本发明涉及海底集矿机，具体地说是一种可自行的组合式海底集矿机。

背景技术

深海海底蕴藏了丰富的金属矿产资源，目前被广泛关注的包括多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、深海稀土软泥等。深海海底金属矿产资源开采是当前被广泛关注的技术领域。由于海底金属矿产资源通常分布在2000-6000米的深海，其商业开采面临很大的技术挑战。

目前国内外主要采用海底集矿机加管道提升的方式来构建深海金属矿产资源开采系统。该系统在结构上由海底集矿机(车)、管道提升(扬矿)系统和水面支持平台(采矿船)三个子系统组成。其中，提升子系统由硬管、泵、中继舱(站)、输送软管等组成。提升硬管上端与采矿船相接，下端与中继舱相连，中继舱与海底集矿机之间通过输送软管相连接。提升系统利用海底集矿机采集矿物经软管输送到中继舱，再利用硬管将矿物提升到水面支持平台(采矿船)。

目前，管道提升方案箱配套的海底集矿机方案大多具备自航能力，整个海底集矿机一体化设计，同时具备航行和集矿功能。对于不同的深海矿种和矿区地形地质，其技术方案具有较强的针对性。对于面向商业开采的需求，海底集矿机一体化设计带来以下技术难点：海底集矿机体积和质量庞大，深水布放困难；针对单一矿种，对地形等环境因素适应性不足；维护过程会中断作业；对周围环境探测能力不足；水下安装需要辅助ROV(RemotelyOperated Vehicle) 配合。

发明内容

针对以上现有海底集矿机的不足，本发明提供一种可自行的组合式海底集矿机，以解决上述至少一个技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种组合式海底集矿机，包括：浮游航行体、集矿工具底盘、水下机械对接连接副、和组合连接缆系，所述水下机械对接连接副包括可对接或分离的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器安装在所述浮游航行体的底部，所述第二连接器安装在所述集矿工具底盘的顶部，所述浮游航行体通过所述水下机械对接连接副在水下实现与所述集矿工具底盘的组合和分离，所述浮游航行体通过所述组合连接缆系与集矿工具底盘连接。

优选地，所述浮游航行体包括航行体主结构、浮力部件、和推进机构，所述浮力部件、和推进机构均安装在所述航行体主结构上。

优选地，所述推进机构包括水平推进器组和/或垂直推进器组。

优选地，所述浮游航行体还包括液压和电气动力装置，所述液压和电气动力装置通过所述组合连接缆系中的并行的电缆、液压动力缆与所述集矿工具底盘连接。

优选地，所述浮游航行体还包括组合连接缆系水下分离对接装置，用于脱开所述组合连接缆系与所述浮游航行体的连接。

优选地，所述航行体主结构上设置有机械手。

优选地，所述集矿工具底盘包括集矿工具主结构、集矿器组件、输矿管路、和出矿口，所述集矿器组件、输矿管路、和出矿口均设置于所述集矿工具主结构上，所述集矿器组件的输出口通过所述输矿管路与所述出矿口连通。

优选地，所述集矿工具主结构的底部设置有履带行走机构或滑橇。