CN112814683A - 一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法 - Google Patents

一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，完成集矿系统与水下输送系统的对接。该方法主要包含相配合的软管快速对接母接头1和软管快速对接公接头2、旋转环3、牵引装置4、配重块5及水下ROV8，分本发明所对接方法是将采矿车与输送软管可以在船艉和船舯分别布放，采矿车从船艉布放，软管从月池布放，利用配重块控制其水下的摆动，待采矿车着底后再与软管进行对接，使输送软管与采矿车可以进行水下对接和分离，大大提高了布放回收效率，避免软管与船底和其他系统的缠绕。

Description

一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法
技术领域
本发明涉及深海采矿工程技术领域，具体涉及一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法。
背景技术
深海采矿工程是我国开发海洋矿产资源的重要领域，在深海采矿工程的实际作业过程中，传统的输送软管与采矿车对接的作业方式通常是在甲板上对接，然后同步布放，具体是将采矿车在船艉布放，而硬管输送系统是从船舯月池布放，输送软管一端连接采矿车，另一端连接硬管端；在甲板上完成连接需要先将输送软管入水，一端从船艉捞起与采矿车连接，一端从月池捞起与硬管系统连接；然后同步协同下放。这种方法过程复杂，再加上复杂的海洋环境，存在软管与船艉螺旋桨缠绕风险和软管在下放过程存在与硬管或采矿车吊放缆缠绕的风险。
发明内容
针对上述现有软管与采矿车对接方法存在的问题，本发明提出一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，采矿车与输送软管可以在船艉和船舯分别布放，采矿车从船艉布放，软管从月池布放，利用配重块控制其水下的摆动，待采矿车着底后再与软管进行对接，使输送软管与采矿车可以进行水下对接和分离，大大提高了布放回收效率，避免软管与船底和其他系统的缠绕。
为此，本发明采用的具体技术方案是：
一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，包括以下步骤：
将采矿车从船艉布放，以及将带有配重块的输送软管从月池布放；
待采矿车与输送软管的配重块着底后启动水下ROV(水下机器人，以下简称水下ROV)，利用水下ROV的机械手将采矿车上牵引装置的牵引缆绳连接在所述输送软管的软管快速对接公接头上；
采矿车上的牵引装置收回牵引缆绳，同时配重块从输送软管上松弛下来，利用水下ROV的机械手将配重块缆绳从输送软管上脱离下来；
采矿车上的牵引装置继续收回牵引缆绳至所述输送软管的软管快速对接公接头与采矿车的软管快速对接母接头压紧，并自动锁死完成软管与采矿车的水下对接。
上述技术方案中，所述采矿车和输送软管布放之前，需要在所述采矿车上端的矿浆出口处设置软管快速对接母接头，在所述输送软管末端设置与所述软管快速对接母接头相配合的软管快速对接公接头。
进一步地，所述软管快速对接公接头上设置环形凹槽，所述环形凹槽中安装有可360°旋转的旋转环，所述旋转环上周向均匀设置四个耳板，且每个耳板上连接一挂环，用于连接绳缆。
更进一步地，所述软管快速对接母接头的两侧对称设置牵引装置，两台所述牵引装置的出绳点对称布置于所述软管快速对接母接头的两侧，以保持同步出绳和收绳。
所述牵引装置包括牵引绞车、带挂钩的牵引缆绳和导向轮，所述带挂钩的牵引缆绳缠绕在牵引绞车上，所述导向轮设置在所述牵引绞车与软管快速对接母接头之间，用于对所述牵引缆绳的导向作用。
另外，所述配重块的两端设有带挂钩的缆绳，用于配重块与输送软管的连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，将采矿车与输送软管在船艉和船舯分别布放，待采矿车着底后与软管进行水下对接，大大提高可布放回收效率，也避免了软管与其他系统的缠绕，具体包括以下几点优势：
1、本发明通过在采矿车的矿浆出口处设置软管快速对接母接头，和在输送软管末端设置软管快速对接公接头，可以在外力作用下(牵引装置上的牵引缆绳所产生的力)完成软管与采矿车的快速对接并自动锁紧，在软管需要脱离时可远程控制解锁；
2、本发明所述软管快速对接公接头上的旋转环上设有四个耳板和挂环，其中的两个耳板和挂环用于连接配重块，另外两个用于连接牵引装置上的牵引缆绳，便于将软管从配重块上切换至采矿车上；
3、本发明所述的两台牵引装置，其出绳点对称布置于软管快速对接母接头的两侧，可进行同步放绳和同步收绳，以便于软管快速对接母接头与软管快速对接公接头的对接工作；
4、本发明在输送软管上设置配重块，用配重块的重力克服输送软管和浮力块在水下的负浮力，牵引软管端头随硬管的下放随动，可防止输送软管在水下随水动力的随意摆动。
附图说明
图1为本发明所述输送软管与采矿车在水下着底后的状态图。
图2为图1中A处放大图。
图3为本发明所述输送软管与采矿车的牵引缆绳连接后的状态图。
图4为本发明所述输送软管与采矿车的对接状态图。
图中所示：
1-软管快速对接母接头，2-软管快速对接公接头，3-旋转环，4-牵引装置，4.1-牵引绞车，4.2-牵引缆绳，4.3-导向轮，5-配重块，6-耳板，7-挂环，8-水下ROV。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1-4所示，本实施例提供一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，涉及的设备包括相配合的软管快速对接母接头1和软管快速对接公接头2、旋转环3、牵引装置4、配重块5及水下ROV8，其中：
所述软管快速对接母接头1设置在采矿车上端矿浆出口处，接头内设有自动卡紧装置，并可远程遥控打开；所述软管快速对接公接头2设置在输送软管末端，接头上设计有密封槽和安装密封圈，所述软管快速对接公接头2上设置环形凹槽，所述旋转环3安装于此环形凹槽中，旋转环3上均匀设置四个耳板6，每个耳板6上连接一个挂环7，用于连接绳缆。
所述软管快速对接母接头1的两侧对称设置牵引装置4，两台所述牵引装置4的出绳点对称布置于所述软管快速对接母接头1的两侧，以保持同步出绳和收绳。进一步地，所述牵引装置4包括牵引绞车4.1、带挂钩的牵引缆绳4.2和导向轮4.3，所述带挂钩的牵引缆绳4.2缠绕在牵引绞车4.1上，所述导向轮4.3设置在所述牵引绞车4.1与软管快速对接母接头1之间，用于对所述牵引缆绳4.2的导向作用。
所述配重块5的两端设有带挂钩的缆绳，用于配重块5与输送软管的连接，所述水下ROV8用于进行相关的牵引和挂钩工作。
则输送软管与采矿车的水下对接方法，具体过程为：
(1)将采矿车从船艉布放，以及将带有配重块5的输送软管从船舯月池布放，利用配重块5控制软管在水下的摆动；
(2)待采矿车与输送软管的配重块5着底后启动水下ROV8，利用水下ROV8的机械手拿起牵引绞车4.1上的牵引缆绳4.2，注意是拿起的是牵引缆绳4.2绳端的挂钩，同时控制牵引绞车4.1放出牵引绳缆4.2，通过水下ROV8操作将牵缆绳4.2的挂钩挂在所述软管快速对接公接头2两个闲置的挂环7上，则将采矿车上牵引装置4的牵引缆绳4.2连接在所述输送软管的软管快速对接公接头2上；
(3)两个牵引绞车4.1同步收回牵引缆绳4.2，则配重块5从输送软管上松弛下来，利用水下ROV8的机械手将配重块5的缆绳从输送软管上脱离下来；
(4)两个牵引绞车4.1继续收回牵引缆绳4.2至所述输送软管的软管快速对接公接头2与采矿车的软管快速对接母接头1压紧，并自动锁死完成软管与采矿车的水下对接。
上述步骤(1)中配重块5两端缆绳的挂钩连接在旋转环3的两个挂环7上，则剩余的两个挂环7用来连接牵引缆绳4.2的挂钩。
输送软管与采矿车的分离过程为上述对接过程的逆过程，此处不再赘述。
应当理解的是，说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。

Claims (6)

1.一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于，包括以下步骤：
将采矿车从船艉布放，以及将带有配重块的输送软管从月池布放；
待采矿车与输送软管的配重块着底后启动水下ROV，利用水下ROV的机械手将采矿车上牵引装置的牵引缆绳连接在所述输送软管的软管快速对接公接头上；
采矿车上的牵引装置收回牵引缆绳，同时配重块从输送软管上松弛下来，利用水下ROV的机械手将配重块缆绳从输送软管上脱离下来；
采矿车上的牵引装置继续收回牵引缆绳至所述输送软管的软管快速对接公接头与采矿车的软管快速对接母接头压紧，并自动锁死完成软管与采矿车的水下对接。
2.根据权利要求1所述的一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于：所述采矿车和输送软管布放之前，需要在所述采矿车上端的矿浆出口处设置软管快速对接母接头(1)，在所述输送软管末端设置与所述软管快速对接母接头(1)相配合的软管快速对接公接头(2)。
3.根据权利要求2所述的一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于：所述软管快速对接公接头(2)上设置环形凹槽，所述环形凹槽中安装有可360°旋转的旋转环(3)，所述旋转环(3)上周向均匀设置四个耳板(6)，且每个耳板(6)上连接一挂环(7)。
4.根据权利要求2所述的一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于：所述软管快速对接母接头(1)的两侧对称设置牵引装置(4)，两台所述牵引装置(4)的出绳点对称布置于所述软管快速对接母接头(1)的两侧，以保持同步出绳和收绳。
5.根据权利要求4所述的一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于：所述牵引装置(4)包括牵引绞车(4.1)、带挂钩的牵引缆绳(4.2)和导向轮(4.3)，所述带挂钩的牵引缆绳(4.2)缠绕在牵引绞车(4.1)上，所述导向轮(4.3)设置在所述牵引绞车(4.1)与软管快速对接母接头(1)之间，用于对所述牵引缆绳(4.2)的导向作用。
6.根据权利要求1所述的一种深海采矿作业中输送软管与采矿车的水下对接方法，其特征在于：所述配重块的两端设有带挂钩的缆绳，用于配重块与输送软管的连接。
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