一种深海采矿和输送设备布放回收系统及方法与流程

本发明涉及一种深海采矿，特别涉及一种深海采矿和输送设备布放回收系统及方法。

背景技术：

1、目前深海采矿多采用自行式履带集矿车采集、管道输送和水面采矿船组成的主流深海采矿系统。集矿车采集的矿物经过水下软管输送至中继站,处理后输送至输矿硬管，输矿硬管上的扬矿泵将矿浆泵送至水面采矿船上，矿浆处理后可装舱或外输。

2、如图1所示，现有的深海采矿和输送设备包括集矿车、水下软管、中继站、水下扬矿泵和输送硬管等设备。在深海采矿作业过程中，传统的深海采矿和输送设备布放回收作业如下：中继站、输矿硬管、扬矿泵通常从采矿船月池布放，集矿车从船体舷侧或船艉布放。水下软管一端连接集矿车，一端连接中继站，在布放过程中需要在船体甲板上完成与集矿车和中继站的对接工作，需要先将水下软管从舷侧布放入水，然后从舷侧或船尾打捞软管端部，与集矿车对接，从月池打捞软管另一端，与中继站对接，然后同步布放。上述布放回收方法特别是水下软管对接工作非常复杂，在海洋环境下，集矿车主吊缆和水下软管极容易发生缠绕，存在安全隐患，且有可能缠绕在螺旋桨上，风险很大。另外船尾布放集矿车，集矿车主吊缆和脐带缆也容易缠绕到螺旋桨上，作业风险大。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种深海采矿与输送设备布放回收系统及方法，实现集矿车、水下软管、中继站、扬矿泵和输送硬管等设备集中从月池区布放，水下软管与集矿车和中继站的对接工作简单，且月池区船体运动性能好，设备下放远离螺旋桨，避免各种缆线和软管的缠绕问题，作业安全性高。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种深海采矿和输送设备布放回收系统，包括塔架系统、管子龙门吊、猫道机、月池台车、采矿车吊机、采矿车脐带缆绞车、排缆器、导缆器、中继站台车，船体主甲板中间位置开设月池，月池设置管子下放中心和采矿车下放中心，管子下放中心上部设置塔架平台及塔架系统，采矿车下放中心上部设置可移动式采矿车吊机，用于起吊采矿车。

3、进一步，塔架系统布置于塔架平台上，用于起吊管子。

4、进一步，管子下放中心尾部设置输送硬管堆场、水下软管堆场、管子龙门吊以及猫道机。

5、进一步，送硬管堆场用于存放输送硬管；水下软管堆场用于存放水下软管。

6、进一步，管子龙门吊配合猫道机用于管子起吊和运送至塔架平台。

7、进一步，采矿车下放中心首部设置采矿车存储区，用于采矿车固定存放和维护；尾部设置采矿车脐带缆绞车和排缆器，用于采矿车下放及牵引。

8、进一步，月池左舷设置中继站台车，用于存放中继站，中继站台车可沿台车轨道移动。

9、进一步，月池右舷设置月池台车，用于采矿车运移，并作为采矿车与水下软管、脐带缆对接作业的支撑平台，还用作水下软管接头和输送硬管管柱悬挂平台。

10、进一步，月池为矩形大开口月池。

11、一种深海采矿和输送设备布放回收方法，采用深海采矿和输送设备布放回收系统，其步骤为：

12、(1)采矿车吊机起吊采矿车，并沿着吊机轨道移动至月池开口处，将采矿车吊放至月池台车上，月池台车携带采矿车沿月池台车轨道移动至管子下放中心；

13、(2)管子龙门吊从软管堆场起吊水下软管单根放至猫道机上，猫道机将水下软管单根输送至塔架内，塔架系统下放水下软管，并与采矿车对接；

14、(3)继续输送和下放水下软管单根，同时月池台车携带采矿车缓缓移动至采矿车下放中心，将采矿车脐带缆经排缆器、导缆器穿至采矿车吊机上的导向滑轮与采矿车连接；

15、(4)继续输送和下放水下软管单根，同时采矿车吊机起吊采矿车至一定高度后，移走月池台车，下放采矿车，将采矿车从月池放入水中，解开采矿车吊机的缆绳，启动采矿车脐带缆绞车下放采矿车，如此循环，直到水下软管放到末端接头位置时，月池台车移动至管子下放中心，并卡住水下软管接头；

16、(5)月池台车携带水下软管接头向右舷移动一定距离，让出管子下放中心的位置。中继站台车携带中继站移动至管子下放中心，塔架系统起吊中继站至一定高度后，中继站台车退回月池左舷，月池台车携带软管接头移动至管子下放中心，完成水下软管与中继站对接；

17、(6)管子龙门吊从硬管堆场起吊输送硬管至猫道机上，猫道机将输送硬管单根运送至塔架内，塔架系统下放输送硬管，并与中继站对接；

18、(7)不断连接和下放输送硬管，直到放倒扬矿泵接头位置，月池台车移动至管子下放中心，并卡住输送硬管接头；

19、(8)管子龙门吊起吊扬矿泵，通过猫道机运送至塔架内，塔架系统下放扬矿泵，并与输送硬管对接；

20、(9)重复步骤(7)和(8)，完成其他扬矿泵的下放；

21、(10)继续连接和下放输送硬管，使采矿车到达海底，采矿和输送系统布放结束。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明为深海采矿和输送设备布放回收作业提供一种新型方案：

24、月池设置在船体中部，船体运动性能优，设备从月池布放回收受海流和船体运动影响小，可避开飞溅区，提高恶劣海况下作业能力，作业安全性高。

25、与舷侧和尾部布放采矿车相比，月池布放采矿车出入水时离船舶螺旋桨较远，避免了缆绳与螺旋桨缠绕的问题。

26、月池集中布放回收深海采矿与输送系统，水下软管与采矿车和中继站的对接作业简单，避免了软管接头水面打捞作业，作业安全性高。

技术特征：

1.一种深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：包括塔架系统、管子龙门吊、猫道机、月池台车、采矿车吊机、采矿车脐带缆绞车、排缆器、导缆器、中继站台车，船体主甲板中间位置开设月池，月池设置管子下放中心和采矿车下放中心，管子下放中心上部设置塔架平台及塔架系统，采矿车下放中心上部设置可移动式采矿车吊机，用于起吊采矿车。

2.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：塔架系统布置于塔架平台上，用于起吊管子。

3.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：管子下放中心尾部设置输送硬管堆场、水下软管堆场、管子龙门吊以及猫道机。

4.根据权利要求3所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：送硬管堆场用于存放输送硬管；水下软管堆场用于存放水下软管。

5.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：管子龙门吊配合猫道机用于管子起吊和运送至塔架平台。

6.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：采矿车下放中心首部设置采矿车存储区，用于采矿车固定存放和维护；尾部设置采矿车脐带缆绞车和排缆器，用于采矿车下放及牵引。

7.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：月池左舷设置中继站台车，用于存放中继站，中继站台车可沿台车轨道移动。

8.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：月池右舷设置月池台车，用于采矿车运移，并作为采矿车与水下软管、脐带缆对接作业的支撑平台，还用作水下软管接头和输送硬管管柱悬挂平台。

9.根据权利要求1所述的深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于：月池为矩形大开口月池。

10.一种深海采矿和输送设备布放回收方法，采用深海采矿和输送设备布放回收系统，其特征在于，其步骤为：

技术总结本发明涉及一种深海采矿和输送设备布放回收系统及方法，该系统包括塔架系统、管子龙门吊、猫道机、月池台车、采矿车吊机、采矿车脐带缆绞车、排缆器、导缆器、中继站台车，船体主甲板中间位置开设月池，月池设置管子下放中心和采矿车下放中心，管子下放中心上部设置塔架平台及塔架系统，采矿车下放中心上部设置可移动式采矿车吊机，用于起吊采矿车。本发明为深海采矿和输送设备布放回收作业提供一种新型方案：月池设置在船体中部，船体运动性能优，设备从月池布放回收受海流和船体运动影响小，可避开飞溅区，提高恶劣海况下作业能力，作业安全性高。技术研发人员：田雪,杨佩瑶,赵建亭,刘树祥受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七○八研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/11