[发明专利]自平衡易转场的矿石混输系统

说明书

本发明公开了一种自平衡易转场的矿石混输系统，包括上部运输软管、下部运输管、浮筒、底部结构，上部运输软管一端连接水面采矿辅助船，另一端连接水中浮筒，下部运输管一端连接浮筒，另一端连接底部结构，浮筒与底部结构之间设有高强度缆线，底部结构包括水下提升泵、集控中心、压舱物，水面采矿辅助船、浮筒与底部结构之间连接有脐带缆，脐带缆绑于上部运输软管、下部运输管上，底部结构通过副脐带缆连接在海底的采矿机，本发明实现更快的系统整体转场，大大降低混输系统对水面采矿辅助船的负载要求，实现了水面采矿辅助船与下部浮筒结构的运动分离，保证浮筒浮力有一定偏差时不会直接冲到水面上，大幅降低开发成本，经济性好。

技术领域

本发明涉及一种适用于深海采矿中的矿石混输系统，特别涉及一种自平衡易转场的矿石混输系统。

背景技术

深海中蕴藏丰富的品位极高的矿藏资源。但深海矿藏一般分布在水深极深的海域，扬矿系统是深海采矿系统中至为重要的一个子系统。扬矿系统一般由提升泵以及运输立管组成。首先，由于矿区的特性不同，如矿区集中矿层厚或者矿区分散矿层薄等，前者可以长期固定在同一地点开采，而后者需要考虑一定周期的转场生产。长期固定在同一地点开采的方式可以直接使用提升泵和运输立管体系。但是对于需要一定转场周期的矿区，且转场时间周期小于一年的情况，需要发明一种简单易行，转场时间短、风险小的矿石混输系统。其次，深海采矿水深大，钢悬链线式（SCR）的立管传输系统对水面采矿辅助船的承载能力及动态定位能力要求很高，且纯钢立管悬链线型式不适合超过3000米水深的矿区，因此需要一种能够减少对水面船只要求，又能够适用于超过3000米水深的矿区的矿石混输系统。最后，大部分开采深海矿区位于飓风区域，在一定转场周期的矿区，不能大量使用锚线来抵抗飓风，需要考虑一种易解脱的混输系统，这样水面采矿辅助船可以开走降低生产风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自平衡易转场的矿石混输系统。

本发明采用的技术方案是：

自平衡易转场的矿石混输系统，其特征在于：包括上部运输软管、下部运输管、浮筒、底部结构，所述上部运输软管一端连接水面采矿辅助船，另一端连接水中浮筒，所述下部运输管一端连接浮筒，另一端连接底部结构，所述浮筒与底部结构之间设有高强度缆线，底部结构包括水下提升泵、集控中心、压舱物，所述水面采矿辅助船、浮筒与底部结构之间连接有脐带缆，脐带缆绑于上部运输软管、下部运输管上，所述底部结构通过副脐带缆连接设于海底的采矿机。

所述上部运输软管为带浮子的steep wave 型式或为简单悬链线的型式。

所述高强度缆线设置4根，对称设于浮筒底部与底部结构之间。

所述水面采矿辅助船通过牵引索连接水中注气后的浮筒带动整个自平衡的系统实现移动转场。

本发明的优点：设置中部浮筒和下部结构物，实现更快的系统整体转场，满足运行周期小于一年的矿区需要，同时中部浮筒承担了下部系统的自重，大大降低了混输系统对水面采矿辅助船的负载要求；设置悬链线型式或者Steep Wave/Steep S型式的上部软管（束）结构，实现了水面采矿辅助船与下部浮筒结构的运动分离；允许一定范围内的船漂移，减少了对船只动态定位系统的要求；同时此部分软管是整体系统转场的重要自平衡结构，保证浮筒浮力有一定偏差时不会直接冲到水面上；设置上下两级立管设计，且易（磨损）损坏的立管是非竖直段的立管，上部软管相对较小的长度和水深都使得维修替换比整个水深长度的立管容易；设置中部浮筒和下部立管结构，这样的连接型式更容易通过增加立管数目达到扩大产量的目的；通过水面辅助船连接顶部立管处的紧急脱离装置，可以在飓风来时将立管束与船上生产系统脱离开，连接在一个独立浮子置于海面以下一定距离，避开飓风引起的巨浪；与此同时，辅助船开走，避免人员伤亡和经济损失；采用上部软管型式，避免水面作业船/平台采用昂贵的垂荡补偿装置、中心井等设计，大幅降低开发成本，经济性好。

附图说明