CN1344844A - 水力提升海底矿物方法及装置 - Google Patents
水力提升海底矿物方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1344844A CN1344844A CN 01136098 CN01136098A CN1344844A CN 1344844 A CN1344844 A CN 1344844A CN 01136098 CN01136098 CN 01136098 CN 01136098 A CN01136098 A CN 01136098A CN 1344844 A CN1344844 A CN 1344844A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- storage bin
- ore storage
- pipe
- water
- ore
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及水力提升海底矿物方法及装置。该方法是自水面到海底敷设底部相连通的输水管和提升管,开启设置在采矿船上的水泵向输水管和提升管送入高压水,提供扬矿的动力驱动,在提升管内形成扬矿的上升水流。控制设置在提升管下端的组合矿仓的计量仓与给矿仓之间的仓间导管上的阀门开关,使计量仓具有压力转换的功能,实现在等压条件下仓间放矿和连续均匀的给矿,从而实现水力连续提升矿物。本发明避免了通常水力提升所需要的深水电机和潜水泵等复杂昂贵的水下机电设备,大大简化了泵的安装和维修,降低了维护费用。
Description
(一)技术领域
本发明涉及水力提升海底矿物方法及装置。
(二)背景技术
为了开发和利用深海丰富的矿产资源,人们早在二十世纪七十年代就开始研究深海采矿技术。各种深海采矿方法竞相提出,连续绳斗(CLB)法、流体提升采矿法、遥控潜浮式穿棱车法就是其中的典型。但CLB法由于采矿效率不高,且采矿时结核资源浪费严重,因而遭到淘汰。遥控潜浮式穿棱车采矿法因其设备开发难度大,终止了进一步的研究。而流体提升采矿法受到了普遍重视,目前被人们认为是唯一比较适用,技术上较为成熟,应用潜力较大的一种采矿方法,因而得到了广泛的研究和开发。流体提升式采矿法分气力提升和水力提升两种方式。气力提升的优点是技术结构相对简单,水下无复杂的机电设备。但能耗高,输送浓度低(<10%)。气、液、固三相体的浓度难以控制,管体结构复杂。水力提升能耗低,输送浓度可达20%,易于实现商业化开采。但是需要有特殊的潜水泵,存在着潜水泵过流元件的磨损较大,对设备的无故障率和连续作业的时间要求高等问题,解决这些问题,目前还有一定的难度。
(三)发明内容
本发明的目的是针对上述技术的现状及存在的问题,而设计了具有节省投资,安装和维修简便,维护费用低,采用水面水泵驱动,实现连续提升海底矿物方法及装置。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
水力提升海底矿物方法,其特征在于采用以下步骤:
a 开启设置在采矿船上的水泵,向敷设在海水中与水泵出水口相连通的输水管和与输水管底部相连通的提升管送入高压水,并使其流速大于矿物的沉降速度;
b 控制设置在提升管下端的组合矿仓的计量仓与给矿仓之间的仓间导管上的阀门开关,使计量仓具有压力转换功能,并使其压力交替等于矿仓的静水压力和给矿仓的压力。在等压条件下来开启或关闭矿仓下部的矿仓闸门和关闭或开启计量仓下部的计量仓闸门,实现连续均匀地向造浆室给入矿物;
c 通过调速泵向造浆室送入水与组合矿仓给入的矿物混合造浆。借助提升管内的上升水流在造浆室出口处形成的负压,其矿浆被带入到提升管内形成扬矿的上升两相流,从而实现连续提升矿物。
实现水力提升海底矿物方法的装置,其特征在于该装置包括:
水泵—该水泵设置在采矿船上;
输水管—该管敷设在海水中,其上端与设置在采矿船上的水泵出口相连通;
提升管—该管敷设在海水中,其上端与采矿船集矿处相连接,其底部与输水管底部采用U型管相连通;
组合矿仓—该组合矿仓固装在提升管下端,它由矿仓、计量仓、给矿仓、仓间导管组成,其中:
矿仓—位于组合矿仓最上部与提升管相固接,其下部为漏斗型,在出矿口处设有矿仓闸门;
计量仓—位于矿仓的下部与提升管相固接,其上部与矿仓闸门相固接,其下部为漏斗型,在出口处设有计量仓间闸门;
给矿仓—位于计量仓的下部与提升管相固接,其上部与计量仓闸门相固接;
仓间导管—设置在计量仓与给矿仓外壁之间,其上端与计量仓内相通,其下端与给矿仓内相通,其中部设有阀门;
造浆室—其位于组合矿仓的下部,其上部与给矿仓下部相连通,其出口与提升管相连通;
调速泵—其位于造浆室外侧;
连通管—其一端与输水管的下部相连通,另一端与调速泵进口相连通。
由于上述技术方案,本发明具有节省投资,安装和维修简便,维护费用低的优点。
(四)附图说明
附图是本发明提升海底矿物方法及装置示意图。
(五)具体实施方式
结合附图对本发明进一步描述如下:
实现水力提升海底矿物方法的装置,其特征在于该装置包括:水泵—该水泵设置在采矿船上;输水管1—该管敷设在海水中,其上端与设置在采矿船上的水泵出口相连通;提升管3—该管敷设在海水中,其上端与采矿船集矿处相连接,其底部与输水管底部采用U型管相连通;组合矿仓—该组合矿仓固装在提升管下端,它由矿仓2、计量仓6、给矿仓11、仓间导管7组成,其中:矿仓—位于组合矿仓最上部与提升管相固接,其下部为漏斗型,在出矿口处设有矿仓闸门4;计量仓—位于矿仓的下部与提升管相固接,其上部与矿仓闸门相固接,其下部为漏斗型,在出口处设有计量仓闸门9;给矿仓—位于计量仓的下部与提升管相固接,其上部与计量仓闸门相固接;仓间导管—设置在计量仓与给矿仓外壁之间,其上端与计量仓内相通,其下端与给矿仓内相通,其中部设有阀门8;造浆室13—其位于组合矿仓的下部,其上部与给矿仓下部相连通,其出口与提升管相连通;调速泵14—其位于造浆室外侧;连通管12—其一端与输水管的下部相连通,另一端与调速泵进口相连通。
水力提升海底矿物方法,其特征在于采用以下步骤:a开启设置在采矿船上的水泵,向敷设在海水中与水泵出水口相连通的输水管和与输水管底部相连通的提升管送入高压水,使其流速大于矿物的沉降速度,形成提升海底矿物的动力;b控制设置在提升管下端的组合矿仓的计量仓与给矿仓之间的仓间导管上的阀门开关,使计量仓具有压力转换功能,并使其压力交替等于矿仓的静水压力和给矿仓的压力,在等压条件下来开启或关闭矿仓下部的矿仓闸门和关闭或开启计量仓下部的计量仓闸门,实现连续均匀地向造浆室给入矿物;c通过调速泵向造浆室送入水与组合矿仓给入的矿物混合造浆,借助提升管内的上升水流在造浆室出口处形成的负压,其矿浆被带入到提升管内形成扬矿的上升两相流,从而实现连续提升矿物。在提升海底矿物过程中,给矿仓及其下部的造浆室与提升管始终处于等压状态,在设计上使给矿仓的体积适当大于计量仓的体积,保证给矿仓始终处于有矿状态,实现不间断的连续向造浆室给矿和向提升管提供矿浆。可以通过调速泵控制造浆水流参数,给矿速度和扬矿两相流的固体百分比,来调节提升矿物的速度。
Claims (2)
1.水力提升海底矿物方法,其特征在于采用以下步骤:
a 开启设置在采矿船上的水泵,向敷设在海水中与水泵出水口相连通的输水管和与输水管底部相连通的提升管送入高压水,并使其流速大于矿物的沉降速度;
b 控制设置在提升管下端的组合矿仓的计量仓与给矿仓之间的仓间导管上的阀门开关,使计量仓具有压力转换功能,并使其压力交替等于矿仓的静水压力和给矿仓的压力,在等压条件下来开启或关闭矿仓下部的矿仓闸门和关闭或开启计量仓下部的计量仓闸门,实现连续均匀地向造浆室给入矿物;
c 通过调速泵向造浆室送入水与组合矿仓给入的矿物混合造浆,借助提升管内的上升水流在造浆室出口处形成的负压,其矿浆被带入到提升管内形成扬矿的上升两相流,从而实现连续提升矿物。
2.实现水力提升海底矿物方法的装置,其特征在于该装置包括:
水泵—该水泵设置在采矿船上;
输水管—该管敷设在海水中,其上端与设置在采矿船上的水泵出口相连通;
提升管—该管敷设在海水中,其上端与采矿船集矿处相连接,其底部与输水管底部采用U型管相连通;
组合矿仓—该组合矿仓固装在提升管下端,它由矿仓、计量仓、给矿仓、仓间导管组成,其中:
矿仓—位于组合矿仓最上部与提升管相固接,其下部为漏斗型,在出矿口处设有矿仓闸门;
计量仓—位于矿仓的下部与提升管相固接,其上部与矿仓闸门相固接,其下部为漏斗型,在出口处设有计量仓闸门;
给矿仓—位于计量仓的下部与提升管相固接,其上部与计量仓闸门相固接;
仓间导管—设置在计量仓与给矿仓外壁之间,其上端与计量仓内相通,其下端与给矿仓内相通,其中部设有阀门;
造浆室—其位于组合矿仓的下部,其上部与给矿仓下部相连通,其出口与提升管相连通;
调速泵—其位于造浆室外侧;
连通管—其一端与输水管的下部相连通,另一端与调速泵进口相连通。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 01136098 CN1125215C (zh) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 水力提升海底矿物方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 01136098 CN1125215C (zh) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 水力提升海底矿物方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1344844A true CN1344844A (zh) | 2002-04-17 |
CN1125215C CN1125215C (zh) | 2003-10-22 |
Family
ID=4673437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 01136098 Expired - Fee Related CN1125215C (zh) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 水力提升海底矿物方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1125215C (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102168561A (zh) * | 2011-04-13 | 2011-08-31 | 长春金世纪矿业技术开发有限公司 | 一种尾矿深层回采中气力提升方法及装置 |
CN104165827A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 湖南工程学院 | 一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置 |
CN105156112A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种竖井用u型连续出渣设备 |
CN105332874A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-02-17 | 大连海事大学 | 一种海底浮式集矿装置、集矿系统及集矿方法 |
CN106948820A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-07-14 | 西南交通大学 | 一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统 |
CN111677511A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-18 | 梅木精密工业(珠海)有限公司 | 海底矿物泥沙采集提升方法及采矿系统 |
WO2021143490A1 (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 招商局深海装备研究院(三亚)有限公司 | 带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统 |
WO2021143491A1 (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 招商局深海装备研究院(三亚)有限公司 | 一种环保型半闭环深海矿石水力提升系统 |
-
2001
- 2001-10-09 CN CN 01136098 patent/CN1125215C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102168561A (zh) * | 2011-04-13 | 2011-08-31 | 长春金世纪矿业技术开发有限公司 | 一种尾矿深层回采中气力提升方法及装置 |
CN102168561B (zh) * | 2011-04-13 | 2013-02-06 | 长春金世纪矿业技术开发有限公司 | 一种尾矿深层回采中气力提升方法及装置 |
CN104165827A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 湖南工程学院 | 一种深海多金属硫化物颗粒水力提升性能试验装置 |
CN105156112A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种竖井用u型连续出渣设备 |
CN105332874A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-02-17 | 大连海事大学 | 一种海底浮式集矿装置、集矿系统及集矿方法 |
CN106948820A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-07-14 | 西南交通大学 | 一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统 |
WO2021143490A1 (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 招商局深海装备研究院(三亚)有限公司 | 带有深海单高压料仓给料设备的深海矿石水力提升系统 |
WO2021143491A1 (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 招商局深海装备研究院(三亚)有限公司 | 一种环保型半闭环深海矿石水力提升系统 |
CN111677511A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-18 | 梅木精密工业(珠海)有限公司 | 海底矿物泥沙采集提升方法及采矿系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1125215C (zh) | 2003-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2009276524B2 (en) | Method and system for subsea processing of multiphase well effluents | |
CN112761583B (zh) | 一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气系统及方法 | |
CN102165119B (zh) | 深海开采上升器及提升系统 | |
EP2743514B1 (en) | Gas lift system and gas lift method | |
CN105840197A (zh) | 一种深海多金属结核的开采系统及开采工艺 | |
CN207017952U (zh) | 一种新型海上可调控的井下气液分离举升工艺管柱 | |
CN1125215C (zh) | 水力提升海底矿物方法及装置 | |
CN108194085A (zh) | 一种深海矿石输送系统中继仓 | |
US5199767A (en) | Method of lifting deepsea mineral resources with heavy media | |
CN112282707B (zh) | 海域天然气水合物筒式开采装置及其方法 | |
CN112267854A (zh) | 一种采用减压法开采深海可燃冰的装置及工艺 | |
CN104310065A (zh) | 一种深海采矿阀控式清水泵矿石水力提升设备 | |
CN106948820A (zh) | 一种集成液力与空气提升的深海采矿提升系统 | |
WO2013021842A1 (ja) | 気泡リフトシステム、及び、気泡リフト方法 | |
CN1202569A (zh) | 一种高浓度和膏体矿山充填工艺及设备 | |
CN102996111A (zh) | 一种石油钻机液压马达多功能自动送钻系统 | |
CN1277999C (zh) | 海底水力疏浚的方法 | |
CN106837336A (zh) | 用于金属结核开采的扬矿系统、扬矿控制方法及采矿系统 | |
CN206617167U (zh) | 用于金属结核开采的扬矿系统及采矿系统 | |
CN206071543U (zh) | 一种应用于天然气井的抽汲排液系统 | |
CN202926309U (zh) | 一种石油钻机液压马达多功能自动送钻系统 | |
CN207776867U (zh) | 一种深海矿石输送系统中继仓 | |
CN2202792Y (zh) | 双能联体泵举反循环潜水钻机 | |
CN110374557A (zh) | 一种基于流化开采的天然气水合物水下生产系统与方法 | |
JP6903293B2 (ja) | 海洋資源揚鉱装置および海洋資源の揚鉱方法並びに海洋資源の集鉱方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |