[发明专利]刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统

说明书

本发明公开了一种刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统，包括依次连接的水面采矿船、矿石输送刚性管、矿浆提升泵装置、矿石输送柔性管、海底矿石采集工具，矿石输送刚性管、矿石输送柔性管之间设有矿浆提升泵装置，设置在矿浆提升泵装置和海底矿石采集工具之间的矿石输送柔性管呈“S”形状，水面采矿船与矿浆提升泵装置及海底矿石采集工具之间连接有脐带缆，本发明通过刚性/柔性管的组合，以适应深海海底矿石开采系统的水深和作业范围需求；经济性好；适应台风规避或者采矿系统再就位等工况的要求；刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统与脐带缆集束附连在一起，避免由于分开布置，可能引起的脐带缆与矿石输送管之间的碰撞或缠绕等问题。

技术领域

本发明涉及一种深海采矿系统，特别涉及一种刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统。

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。扬矿系统由提升泵以及输送立管组成，其中输送立管可采用刚性管、柔性管或者两者的组合方式。

刚性管的强度高，重量大，可以承受较大的荷载。但随着水深的增大，其重量增加很多，对船舶的负载很大，且由于其刚性较大原因，造成对船舶运动和海底洋流引起的变形适应度较差，限制了其在较大水深的海底矿石开采方面的应用。

柔性软管的自重较小，对船舶运动要求较低，可适应矿区当地较大的水深并减小对采矿船只的设备要求。但柔性软管的弯曲刚度比较小，易导致柔性立管在海洋环境动荷载激励下，产生较大的变形以及动力响应，既破坏了软管内矿浆的流动，又显著降低软管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统。

本发明采用的技术方案是：

刚性/柔性管组合式矿石混输提升系统，其特征在于：包括依次连接的水面采矿船、矿石输送刚性管、矿浆提升泵装置、矿石输送柔性管、海底矿石采集工具，所述矿石输送刚性管、矿石输送柔性管之间设有矿浆提升泵装置，设置在矿浆提升泵装置和海底矿石采集工具之间的矿石输送柔性管呈“S” 或其他形状，所述水面采矿船与矿浆提升泵装置及海底矿石采集工具之间连接有脐带缆，脐带缆集束附连于矿石输送刚性管、矿石输送柔性管上。

所述矿石输送柔性管上设有浮力材料。

所述矿石输送柔性管与海底矿石采集工具之间设置跨接柔性管，此时，矿石输送柔性管底部通过Y型接头连接跨接柔性管与紧急泄放阀，矿石输送柔性管上设有辅助缆，辅助缆底部设有配重块，所述跨接柔性管上设有浮力材料。

所述矿石输送柔性管与辅助缆之间可通过卡箍或者绑扎的方式附连在一起。

所述矿浆提升泵装置设置在矿石输送刚性管与矿石输送柔性管之间，所述矿浆提升泵装置为多级离心泵、多个离心泵级联、容积泵、圆盘泵中的一种，或是其中一种与控制或旁通阀门组成的泵组装置。

所述矿石输送刚性管之间可以通过螺纹、法兰、焊接或者快速接头进行连接，形成一个整体具备矿浆多相流输送的刚性管系统。

所述矿石输送刚性管、矿石输送柔性管内均采取高抗磨复合材料内衬层。

所述矿石输送刚性管与矿浆提升泵装置之间或矿浆提升泵装置与矿石输送柔性管之间或矿石输送柔性管与海底矿石采集工具之间的一处或两处采用快速连接装置连接。

所述脐带缆通过绑扎或卡箍的方式与矿石输送刚性管或矿石输送柔性管集束附连在一起，连接水面采矿船与矿浆提升泵装置、海底采集工具。