JP2010533808A - Apparatus for extracting material from the bottom of a body of water, and associated method - Google Patents

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Abstract

【解決手段】本発明は、水域の底から物質を抽出するための装置、及び関連した方法に関する。装置(10)は、水面装置(18)と、物質を取り出す手段(34)を含む底ユニット(22)と、前記物質を搬送し、水面装置(18)を底ユニット(22)に接続する搬送パイプ(42)とを備える。装置(10)は、略全長に亘って可撓性を有する機能ライン(44)を少なくとも１本含んでいる。水面装置(18)は、機能ライン(44)が巻かれるドラム(68)を少なくとも１つ含んでいる。搬送パイプ(42)も略全長に亘って可撓性を有しており、一又は複数の機能ライン(44)は可撓性パイプ(24)を形成するために搬送パイプ(42)の周りに配置されている。搬送パイプ(42)及び一又は複数の機能ライン(44)は、それらがドラム(68)に巻かれた静止形態と、水域(12)の底(14)に向けてそれらが展開される形態との間で共に展開され得る。本発明は、海底の掘削又は採鉱に適用可能である。The present invention relates to an apparatus for extracting material from the bottom of a body of water, and an associated method. The apparatus (10) includes a water surface device (18), a bottom unit (22) including a means (34) for taking out a substance, and a conveyance unit for conveying the substance and connecting the water surface apparatus (18) to the bottom unit (22) A pipe (42). The device (10) includes at least one functional line (44) having flexibility over substantially the entire length. The water surface device (18) includes at least one drum (68) around which the functional line (44) is wound. The conveying pipe (42) is also flexible over substantially the entire length, and one or more functional lines (44) are arranged around the conveying pipe (42) to form a flexible pipe (24). Has been placed. The transport pipe (42) and one or more functional lines (44) are in a stationary form in which they are wound around a drum (68) and in a form in which they are deployed towards the bottom (14) of the water area (12). Can be deployed together. The present invention is applicable to seabed excavation or mining.

Description

本発明は、
- 少なくとも部分的に水域の水面より上方に延びている水面装置、
- 水域の底から物質を取り出す手段を含む底ユニット、
- 水面装置に位置付けられた第１ポイントを、底ユニットに位置付けられた第２ポイントに接続し、少なくとも１つの物質流通通路を画定する物質搬送パイプ、及び
- 略全長に亘って可撓性を有しており、機能ラインが巻かれるドラムを少なくとも１つ備えた水面装置に底ユニットを接続し、水面装置と底ユニットとの間で電力又は水力、或いは情報又は流体を伝送することが可能な少なくとも１本の機能ライン
を備えたタイプの、水域の底から物質を抽出するための装置に関する。 The present invention
-A water surface device extending at least partially above the water surface of the body of water,
-A bottom unit, including means for removing material from the bottom of the body of water,
A material transport pipe connecting a first point located in the water surface device to a second point located in the bottom unit and defining at least one material flow passage; and
-The bottom unit is connected to a water surface device having at least one drum on which a functional line is wound, and has power or hydraulic power between the water surface device and the bottom unit. The invention relates to a device for extracting substances from the bottom of a body of water of the type comprising at least one functional line capable of transmitting information or fluid.

このような装置は、例えば、海底の採鉱、又は炭化水素抽出設備を設置するための海中掘削作業に適用可能である。   Such an apparatus is applicable, for example, to seabed mining or underwater excavation work for installing a hydrocarbon extraction facility.

前述したタイプの装置は、仏国特許出願公開第２４６７２８３号明細書で公知である。この装置は、船舶によって運ばれる水面装置と底ユニットとを備える。底ユニットは、ベースと、海底を移動し、「ジャンパー」（jumper）として知られている可撓性リンクによってベースに接続されている抽出車輌とを含む。   An apparatus of the type described above is known from FR 2467283. This device comprises a water surface device and a bottom unit carried by a ship. The bottom unit includes a base and an extraction vehicle that moves through the sea floor and is connected to the base by a flexible link known as a “jumper”.

底ユニットは、ベースを水面装置に接続する一連の剛性管を用いて水中に降ろされる。一連の管は、水面へ物質を搬送するために、底から取り出された物質を流通させるための通路を内部に画定する。   The bottom unit is lowered into the water using a series of rigid tubes that connect the base to the water surface device. The series of tubes define a passage for the passage of the material removed from the bottom to convey the material to the water surface.

更に、一連の管内にガスを注入するためのライン、及び、「アンビリカル」"umbilical" という用語で呼ばれるリンクを形成する電力伝送ラインが、船舶からの中継点に向けて海中に降ろされる。アンビリカルの実施例が、英国特許出願公開第２３９５５３９号明細書に記載されている。   In addition, a line for injecting gas into a series of tubes and a power transmission line forming a link called the term “umbilical” is lowered into the sea towards the relay point from the ship. An example of an umbilical is described in GB-A-2395539.

仏国特許出願公開第２４６７２８３号明細書French Patent Application Publication No. 2467283 英国特許出願公開第２３９５５３９号明細書British Patent Application No. 2395539

装置を展開するために、底ユニットを降下している間に、水面の船舶から一連の管の夫々を連続して取り付けて、その後、ガス注入ラインと電力ラインを含むアンビリカルとを各管に取り付けてガス注入ライン及びアンビリカルを同時に降ろすことが必要である。   To deploy the device, while descending the bottom unit, attach each of a series of tubes from the surface vessel in succession, then attach the gas injection line and the umbilical including the power line to each tube It is necessary to lower the gas injection line and the umbilical simultaneously.

従って、船舶は、剛性管及びアンビリカルを組み立てて格納するために非常に大きな格納スペースを必要とする。   Therefore, the ship requires a very large storage space for assembling and storing the rigid tube and the umbilical.

本発明の目的は、使用法が簡単であり、且つコンパクトである水域の底から物質を抽出するための装置を得ることである。   The object of the present invention is to obtain an apparatus for extracting substances from the bottom of a body of water that is simple to use and compact.

このために、本発明は、前述のタイプの装置であり、前記搬送パイプは略全長に亘って可撓性を有しており、前記機能ラインは、可撓性パイプを形成すべく前記搬送パイプの周りに配置されており、前記搬送パイプ及び機能ラインは、該搬送パイプ及び機能ラインが前記ドラムに巻かれる静止形態と、前記搬送パイプ及び機能ラインが水域の底に向けて展開される展開形態との間で結合して展開され得る装置に関する。   To this end, the present invention is an apparatus of the type described above, wherein the transport pipe is flexible over substantially its entire length, and the functional line is configured to form the flexible pipe. The conveying pipe and the functional line are arranged in a stationary form in which the conveying pipe and the functional line are wound around the drum, and a deployed form in which the conveying pipe and the functional line are developed toward the bottom of the water area. It is related with the apparatus which can be couple | bonded and deployed between.

本発明に係る装置は、単独で、又は任意の技術的に可能な組み合わせで、以下の一又は複数の特徴を有することが可能である。
- 前記可撓性パイプは前記搬送パイプを囲む環状の層を含み、該層は前記機能ラインを収容する長手通路を画定し、前記機能ラインは前記長手通路に挿入されている。
- 前記水面装置は船舶を含んでおり、前記ドラムは、前記船舶のプラットフォームに回転可能に取り付けられている。
- 前記船舶は側縁部を画定しており、前記可撓性パイプは、前記船舶の外側に向かって横方向に且つ前記側縁部に対向して展開される。
- 前記可撓性パイプは複数の部分を含み、該部分の端部同士を突き合わせて組立てられている。
- 前記各部分は、管状部分を含んでおり、更に、該管状部分の両端部に、隣接した前記部分と接続するためのフランジを含んでおり、該フランジの横断寸法が、前記管状部分の横断寸法より大きく、
前記ドラムは、
- 前記可撓性パイプのための支持面と、
- 該支持面の周りで移動可能であり、少なくとも２つの隣接した部分の前記フランジを収容するための少なくとも１つの溝と
を有しており、前記フランジは、前記可撓性パイプが巻かれた形態にあるとき、前記溝に挿入されている。
- 前記底ユニットは、ベースと、物質搬送ポートを画定する可撓性リンクによって前記ベースと接続されている抽出車輌とを含み、前記ポートは、前記流通通路に通じており、前記取出手段に対向している。
- 前記水面装置は気体／液体／固体の分離器を含んでおり、該分離器は前記流通通路に接続された分離室を画定している。
- 前記分離室は、
・該分離室で分離された固体を排出するための出口と、
・該出口を閉じるためのバルブと
を含んでおり、前記バルブは、前記流通通路からの物質を前記分離室に排出している間、前記分離室を大気圧より大きな圧力に維持するために制御可能である。
- 前記可撓性パイプは、物質搬送用のガスを注入するためのガス注入ラインを少なくとも１本含んでおり、前記ガス注入ラインは、前記水面装置から離れて前記流通通路に通じており、前記水面装置は、前記分離器に接続された入口と前記ガス注入ラインに接続された出口とを有する圧縮機を含んでいる。
- 前記展開形態では、前記可撓性パイプは、加圧された液体を前記流通通路に注入するためのユニットを少なくとも１つ含んでおり、前記加圧された液体により、前記水面装置に向けて物質が搬送される。
- 前記ドラムは内部空間を画定し、前記分離室は前記内部空間内に少なくとも部分的に配置されている。
- 前記底ユニットは、前記取出手段を備えた抽出車輌を含んでいる。
- 前記底ユニットは、前記可撓性パイプに接続されて物質を集める支持体を含んでおり、前記支持体は、前記取出手段によって取り出された物質を集めるために、前記底に配置され、前記取出手段は、前記支持体とは無関係に前記水面装置から展開可能である。 The device according to the invention can have one or more of the following characteristics, alone or in any technically possible combination.
The flexible pipe includes an annular layer surrounding the conveying pipe, the layer defining a longitudinal passage containing the functional line, the functional line being inserted into the longitudinal passage;
The water surface device comprises a ship, the drum being rotatably mounted on the platform of the ship;
The vessel defines a side edge, and the flexible pipe is deployed laterally towards the outside of the vessel and opposite the side edge.
-The flexible pipe includes a plurality of parts, and the ends of the parts are assembled together.
Each part includes a tubular part, and further includes flanges at both ends of the tubular part for connecting to the adjacent part, the transverse dimension of the flange being transverse to the tubular part; Larger than the dimensions,
The drum is
-A support surface for said flexible pipe;
-Movable around the support surface and having at least one groove for receiving the flange of at least two adjacent parts, the flange being wound with the flexible pipe When in the form, it is inserted into the groove.
The bottom unit includes a base and an extraction vehicle connected to the base by a flexible link defining a substance transfer port, the port leading to the flow passage and facing the extraction means; is doing.
The water surface device comprises a gas / liquid / solid separator, which defines a separation chamber connected to the flow passage.
-The separation chamber is
An outlet for discharging the solid separated in the separation chamber;
A valve for closing the outlet, the valve being controlled to maintain the separation chamber at a pressure greater than atmospheric pressure while discharging the material from the flow passage to the separation chamber. Is possible.
The flexible pipe includes at least one gas injection line for injecting a gas for transporting a substance, the gas injection line being away from the water surface device and leading to the flow passage, The water surface device includes a compressor having an inlet connected to the separator and an outlet connected to the gas injection line.
-In the deployed configuration, the flexible pipe includes at least one unit for injecting pressurized liquid into the flow passage and is directed toward the water surface device by the pressurized liquid. Material is transported.
The drum defines an internal space, and the separation chamber is at least partially arranged in the internal space.
The bottom unit includes an extraction vehicle with the take-out means;
The bottom unit includes a support connected to the flexible pipe for collecting material, the support being disposed on the bottom for collecting the material removed by the removal means, The extraction means can be deployed from the water surface device independently of the support.

本発明は、更に、上記に定義されたような前記装置により水域の底から物質を抽出するための方法において、
- 前記底における物質が抽出される領域に対向して前記水面装置を位置せしめ、前記可撓性パイプを、前記ドラムの静止形態で該ドラムの周りに巻くステップ、
- 前記取出手段が前記底の前記領域に達するまで、前記可撓性パイプを前記底ユニットと結合して沈めるために、前記可撓性パイプを前記ドラムから繰り出して前記可撓性パイプを前記展開形態に移行するステップ、及び
- 前記取出手段によって前記底における前記領域から物質を抽出し、抽出した物質を前記搬送パイプの流通通路を介して前記水面装置に搬送するステップ
を備えることを特徴とする方法に関する。 The invention further relates to a method for extracting substances from the bottom of a body of water by means of the device as defined above,
-Positioning the water surface device opposite the area in the bottom where material is extracted and winding the flexible pipe around the drum in a stationary form of the drum;
-Unwinding the flexible pipe from the drum and unfolding the flexible pipe in order to couple and sink the flexible pipe with the bottom unit until the removal means reaches the region of the bottom; Transitioning to form, and
-Extracting the substance from the region at the bottom by the take-out means, and transporting the extracted substance to the water surface device through the flow passage of the transport pipe.

本発明は、添付図面を参照して、単に一例とする以下の記述によって容易に更に明瞭に理解される。   The invention will be readily understood more clearly from the following description, given by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

可撓性パイプが展開された本発明に係る第１抽出装置を部分的に斜視で示す側面図である。It is a side view which shows partially the 1st extraction apparatus which concerns on this invention by which the flexible pipe was expand | deployed by a perspective view. 図１の符号IIで示されている部分を示す部分切取図である。It is a partial cutaway figure which shows the part shown by code | symbol II of FIG. 本発明に係る第１抽出装置の可撓性パイプを示す部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view showing the flexible pipe of the 1st extraction device concerning the present invention. 図１の可撓性パイプが部分的に巻かれている可撓性パイプのためのドラムを示す四分の三斜視部分図である。FIG. 3 is a three-quarter perspective partial view showing a drum for a flexible pipe in which the flexible pipe of FIG. 1 is partially wound. 可撓性パイプが巻かれていないドラムを示す図４と同様の図である。FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 showing a drum around which no flexible pipe is wound. 図４の矢印VIに沿った図である。FIG. 5 is a view taken along arrow VI in FIG. 4. 図４の縦垂直面VII に沿った部分断面図である。FIG. 7 is a partial sectional view taken along a vertical vertical plane VII in FIG. 4. 水を注入する注入ユニットを備えた本発明に係る第２装置を示す図２と同様の図である。It is a figure similar to FIG. 2 which shows the 2nd apparatus based on this invention provided with the injection | pouring unit which inject | pours water. 本発明に係る第３装置を示す図８と同様の図である。It is a figure similar to FIG. 8 which shows the 3rd apparatus which concerns on this invention. 図９の線X-X に沿った横断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9. 本発明に係る第４装置を示す図１と同様の図である。It is a figure similar to FIG. 1 which shows the 4th apparatus based on this invention.

本発明に係る抽出装置10が、図１乃至10に示されている。抽出装置10は、海、海洋又は湖のような水域12の底から物質を取り出すための装置である。   An extraction device 10 according to the present invention is shown in FIGS. The extraction device 10 is a device for extracting a substance from the bottom of a water area 12 such as the sea, ocean or lake.

水域12は、岩及び／又は堆積物を含む固形物質によって構成された底14の上にある。   The body of water 12 is above the bottom 14 constituted by solid material including rocks and / or sediments.

抽出装置10の目的は、例えば、炭化水素抽出設備を設置するために底14の上で掘削作業を行なうこと、又は、水域12の水面16でその後利用するために底14に堆積した鉱物を取り出すことである。   The purpose of the extraction device 10 is, for example, to perform excavation work on the bottom 14 to install a hydrocarbon extraction facility, or to remove the mineral deposited on the bottom 14 for subsequent use on the water surface 16 of the water area 12. That is.

図１に示されるように、抽出装置10は、船舶20によって運ばれる水面装置18、水域12の底14から物質を取り出すための底ユニット22、及び、底ユニット22を水面装置18に接続するための一貫生産された束状タイプの本発明に係る可撓性パイプ24を備える。   As shown in FIG. 1, the extraction device 10 includes a water surface device 18 carried by the ship 20, a bottom unit 22 for removing material from the bottom 14 of the water area 12, and a connection of the bottom unit 22 to the water surface device 18. It is provided with a flexible pipe 24 according to the present invention of a bundle type produced in an integrated manner.

底ユニット22は、可撓性パイプ24の下端部に固定されたベース26、水域12の底14に接する掘削車輌28、及び掘削車輌28をベース26に接続する可撓性リンク30を含む。   The bottom unit 22 includes a base 26 fixed to the lower end of the flexible pipe 24, an excavation vehicle 28 that contacts the bottom 14 of the water area 12, and a flexible link 30 that connects the excavation vehicle 28 to the base 26.

ベース26は、物質を抽出する間、底14から離隔して底14の近傍に配置される。ベース26は、取り出される物質を汲み上げて処理するための、例えばポンプ又はフィルタのような装置（図示せず）と、掘削車輌28を制御する手段とを含む。   The base 26 is disposed in the vicinity of the bottom 14 while being separated from the bottom 14 during the extraction of the substance. Base 26 includes a device (not shown), such as a pump or filter, for pumping and processing the material to be removed, and means for controlling excavation vehicle 28.

掘削車輌28は、底14から物質を取り出すために底14と接する。掘削車輌28は、底14を移動するための手段32と、底14を構成する物質を掘るか、削るか又は穴をあけて、可撓性リンク30に物質を搬送することが可能な取出手段34とを含む。   The excavating vehicle 28 contacts the bottom 14 to remove material from the bottom 14. The excavating vehicle 28 has means 32 for moving the bottom 14 and takeout means capable of conveying the material to the flexible link 30 by digging, shaving or drilling the material constituting the bottom 14 34 and including.

ベース26の底に、適切な手段（図示せず）によって回転するトラップ26A （図１）が備えられている。トラップが開放位置にあるとき、トラップ26A により、ベース26に蓄えられていた物質が排出され得る。その場合、掘削車輌28はベース26の下方に配置され、物質が掘削車輌28内に落下して、掘削車輌28で物質が粉砕される。   At the bottom of the base 26 is provided a trap 26A (FIG. 1) that is rotated by suitable means (not shown). When the trap is in the open position, the trap 26A allows the material stored in the base 26 to be discharged. In that case, the excavating vehicle 28 is disposed below the base 26, the substance falls into the excavating vehicle 28, and the substance is crushed by the excavating vehicle 28.

掘削車輌の一例が、仏国特許出願公開第２４６７２８３号明細書に記載されている。   An example of an excavating vehicle is described in French Patent Application No. 2467283.

可撓性リンク30は「ジャンパー」"jumper"と呼ばれることがある。可撓性リンクは、取出手段34から出る物質を取り出すために、ベース26に接続された上端部と掘削車輌28に接続された下端部とを有する中空の可撓性管36から形成されている。可撓性管36は、物質を流通させるためのポート37を内部に有しており、ポート37は、取出手段34と対向して開口しており、ベース26に通じている。   The flexible link 30 may be referred to as a “jumper”. The flexible link is formed from a hollow flexible tube 36 having an upper end connected to the base 26 and a lower end connected to the excavating vehicle 28 for extracting material exiting the extraction means 34. . The flexible tube 36 has a port 37 for allowing a substance to flow therethrough, and the port 37 is opened facing the take-out means 34 and communicates with the base 26.

可撓性リンク30の可撓性は、可撓性パイプ24の可撓性より大きい。   The flexibility of the flexible link 30 is greater than the flexibility of the flexible pipe 24.

掘削車輌28は、ベース26に対して移動可能であり、特に、可撓性管36の長さと略等しいベース26からの最大距離まで底14を移動可能である。最大距離は10m 乃至40m であり、50m 未満であることが好ましい。   The excavating vehicle 28 is movable relative to the base 26, and in particular, the bottom 14 is movable up to a maximum distance from the base 26 that is approximately equal to the length of the flexible tube 36. The maximum distance is from 10 m to 40 m, preferably less than 50 m.

図１及び２に示されるように、可撓性パイプ24は、上端部を水面装置18上に位置付けられた第１ポイント38と、下端部をベース26上に位置付けられた第２ポイント40との間に延びている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the flexible pipe 24 has a first point 38 with an upper end positioned on the water surface device 18 and a second point 40 with the lower end positioned on the base 26. It extends in between.

本発明によれば、可撓性パイプ24は、第１第２ポイント38,40 間の全長に亘って可撓性を有する。従って、以下で分かるように、可撓性パイプ24は、繰り出された形態と螺旋状に巻かれた形態との間で回転式ドラムに巻かれることが可能であり、巻かれた形態では、可撓性パイプ24は、12m 乃至15m の曲げ半径を有し、20m 未満の曲げ半径を有することが好ましい。   According to the present invention, the flexible pipe 24 is flexible over the entire length between the first and second points 38,40. Thus, as will be seen below, the flexible pipe 24 can be wound on a rotating drum between a drawn out form and a helically wound form, and in the wound form it is possible. The flexible pipe 24 has a bending radius of 12m to 15m and preferably has a bending radius of less than 20m.

図２及び３に示されるように、可撓性パイプ24は、ベース26から水面装置18まで底14から取り出された物質を搬送するための中央搬送パイプ42を含む。   As shown in FIGS. 2 and 3, the flexible pipe 24 includes a central transport pipe 42 for transporting material removed from the bottom 14 from the base 26 to the water surface device 18.

可撓性パイプ24は、搬送パイプ42の周りに外側機能層43を更に含み、外側機能層43は、電力又は水力、或いは情報及び／又は流体を水面装置18から底ユニット22に伝送することが可能な機能ライン44を収容し、機能ライン44は搬送パイプ42の周りで外側機能層43に配置されている。   The flexible pipe 24 further includes an outer functional layer 43 around the transport pipe 42, which can transmit power or hydraulic power, or information and / or fluid from the water surface device 18 to the bottom unit 22. A possible functional line 44 is accommodated, which is arranged in the outer functional layer 43 around the conveying pipe 42.

可撓性パイプ24は、更に、物質を搬送するためのガスを搬送パイプ42内に注入して外側機能層43に配置されたライン46と、外側機能層43の周りに配置された外側保護シース47とを含む。   The flexible pipe 24 further includes a line 46 disposed in the outer functional layer 43 by injecting a gas for transporting a substance into the transport pipe 42, and an outer protective sheath disposed around the outer functional layer 43. Including 47.

搬送パイプ42は、一般的に規格API 17J に準拠している。搬送パイプ42は、全長に亘って可撓性を有する。搬送パイプ42は、例えば、内側から外側まで、圧力抵抗を提供するための内側管状金属ケーシング47A 、ガスに対する気密を提供するためのプラスチックシース47B 、外側ケーシング47C 、及び牽引抵抗を提供するための２層の外装ワイヤ47D を有する。   The transfer pipe 42 generally conforms to the standard API 17J. The conveying pipe 42 has flexibility over the entire length. The transfer pipe 42 is, for example, an inner tubular metal casing 47A for providing pressure resistance from the inside to the outside, a plastic sheath 47B for providing gas tightness, an outer casing 47C, and 2 for providing traction resistance. It has a layer of outer wire 47D.

搬送パイプ42は、取り出された物質を流通させるための流通通路48を内部に画定し、流通通路48は、一方では第１ポイント38で開口し、他方では第２ポイント40で開口している。搬送パイプ42は、内側のポート37が流通通路48に通じるように、可撓性管36と連続して取り付けられている。   The transport pipe 42 defines a flow passage 48 for circulating the taken-out substance, and the flow passage 48 is opened at the first point 38 on the one hand and opened at the second point 40 on the other hand. The transport pipe 42 is continuously attached to the flexible tube 36 so that the inner port 37 communicates with the circulation passage 48.

外側機能層43は、一般的に環状である。外側機能層43は、搬送パイプ42の外周に配置されており、ライン44,46 を収容するための長手通路48A を内部に画定し、ライン44,46 は長手通路48A 内に挿入されている。   The outer functional layer 43 is generally annular. The outer functional layer 43 is disposed on the outer periphery of the transfer pipe 42 and defines a longitudinal passage 48A for receiving the lines 44 and 46 therein, and the lines 44 and 46 are inserted into the longitudinal passage 48A.

機能ライン44は、例えば、ベース26及び掘削車輌28に電力を供給するために、水面装置18を底ユニット22に電気的に接続する電力伝送ラインを含む。機能ライン44は、更に、掘削車輌28を制御するための制御手段に水面装置18を接続する情報伝送ラインをベース26に含む。   The functional line 44 includes, for example, a power transmission line that electrically connects the water surface device 18 to the bottom unit 22 to supply power to the base 26 and excavating vehicle 28. The function line 44 further includes an information transmission line in the base 26 that connects the water surface device 18 to control means for controlling the excavating vehicle 28.

第１ポイント38と第２ポイント40との間の可撓性パイプ24の長さは、海底が位置する深さに応じて可変であり、1000m を超えることが好ましい。   The length of the flexible pipe 24 between the first point 38 and the second point 40 is variable depending on the depth at which the seabed is located, and preferably exceeds 1000 m2.

図１に示された実施例では、可撓性パイプ24は、好ましくは300m乃至400mの長さを有する複数の可撓性部分50の端部を夫々接続して組み立てられることにより形成される。   In the embodiment shown in FIG. 1, the flexible pipe 24 is formed by assembling by connecting the ends of a plurality of flexible portions 50 preferably having a length of 300 to 400 m.

従って、各可撓性部分50は、中央管状部分52を含み、隣接した可撓性部分50に固定するためのフランジ54を両端部に含む。   Accordingly, each flexible portion 50 includes a central tubular portion 52 and includes flanges 54 at both ends for securing to adjacent flexible portions 50.

図２に示されるように、２つの隣接した可撓性部分50のフランジ54A,54B は、例えば、ネジ止めにより互いに固定されている。   As shown in FIG. 2, the flanges 54A and 54B of two adjacent flexible portions 50 are fixed to each other by, for example, screwing.

フランジ54A,54B は、管状部分52に対して径方向に外側に突出している。フランジ54A,54B は、管状部分52の平均外径より大きな平均外径を有する。   The flanges 54A and 54B protrude outward in the radial direction with respect to the tubular portion 52. The flanges 54A and 54B have an average outer diameter that is greater than the average outer diameter of the tubular portion 52.

各可撓性部分50は、内部の流通通路48の一部を画定し、フランジ54A,54B を介して互いに接続されたライン44,46 の一部を支持する。   Each flexible portion 50 defines a portion of the internal flow passage 48 and supports a portion of the lines 44, 46 connected to each other via flanges 54A, 54B.

船舶20は、水面装置18のためのプラットフォーム60を含んでおり、プラットフォーム60は、船舶20の２つの側縁部62間に延びている。   The marine vessel 20 includes a platform 60 for the water surface device 18 that extends between the two side edges 62 of the marine vessel 20.

船舶20は、側縁部62から突出し、可撓性パイプ24を選択的に保持するためのクランプ64を備えた作業台63を更に含む。可撓性パイプ24は、側縁部62より上方で且つ側縁部に対向してクランプ64を介して垂直に係合されている。   The vessel 20 further includes a workbench 63 that protrudes from the side edge 62 and includes a clamp 64 for selectively holding the flexible pipe 24. The flexible pipe 24 is vertically engaged via a clamp 64 above the side edge 62 and facing the side edge.

図１乃至７に示されるように、水面装置18は、可撓性パイプ24を巻くためのドラム68と、ドラム68を回転駆動する手段70と、取り出された物質を処理すべくドラム68に配置された分離器72と、ガス注入ライン46を介して内部の流通通路48にガスを注入するための圧縮機74とを備える。   As shown in FIGS. 1-7, a water surface device 18 is disposed on the drum 68 for winding the flexible pipe 24, means 70 for driving the drum 68 in rotation, and processing the removed material. And a compressor 74 for injecting gas into the internal flow passage 48 via the gas injection line 46.

ドラム68に可撓性パイプ24を巻いたり繰り出したりする機能として、作業台63は、船舶20の一側に配置されたレール64A 上を移動する。   As a function of winding or feeding the flexible pipe 24 around the drum 68, the work table 63 moves on a rail 64A arranged on one side of the ship 20.

図２に示されるように、水面装置18は、制御手段76及び電源供給手段78を更に備える。   As shown in FIG. 2, the water surface device 18 further includes control means 76 and power supply means 78.

図４及び５に示されるように、ドラム68は、船舶20の略水平長手軸X-X'に沿って延びている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the drum 68 extends along a substantially horizontal longitudinal axis XX ′ of the ship 20.

ドラム68は中空円筒80を含み、中空円筒80は、可撓性パイプ24を固定するための横型カラー82を左側及び右側の両端部に有する。   The drum 68 includes a hollow cylinder 80 having a horizontal collar 82 for fixing the flexible pipe 24 at both left and right ends.

円筒80は、巻かれた可撓性パイプ24に接して可撓性パイプ24を収容する円筒状外面84と、分離器72が挿入される円筒状内部空間86とを画定する。   The cylinder 80 is in contact with the wound flexible pipe 24 and defines a cylindrical outer surface 84 that houses the flexible pipe 24 and a cylindrical inner space 86 into which the separator 72 is inserted.

図５に示されるように、ドラム68は、更に、外面84に沿った少なくとも１周上に、可撓性パイプ24の２つの隣接した部分50を支持するための楔88を２つ有する。   As shown in FIG. 5, the drum 68 further includes two wedges 88 for supporting two adjacent portions 50 of the flexible pipe 24 on at least one circumference along the outer surface 84.

楔88は、外面84に対して突出しており、楔88間に、２つの隣接した部分50の固定用フランジ54を収容する長手溝90を画定する。   The wedge 88 projects with respect to the outer surface 84 and defines a longitudinal groove 90 between the wedges 88 that accommodates the fixing flanges 54 of two adjacent portions 50.

従って、フランジ54が溝90に導入されるとき、２つの隣接した部分の管状部分52は、楔88の１つの上に置かれ、楔88はフランジ54に近い曲げ半径に制限する。従って、ねじれによって可撓性パイプ24が損傷する危険性が制限される。   Thus, when the flange 54 is introduced into the groove 90, the two adjacent portions of the tubular portion 52 are placed on one of the wedges 88, which limits the bend radius close to the flange 54. Accordingly, the risk of damage to the flexible pipe 24 due to twisting is limited.

楔88は、外面84の少なくとも１つの周上で軸X-X'周りに結合して移動可能である。   The wedge 88 is coupled and movable about axis XX ′ on at least one circumference of the outer surface 84.

更に一般的には、ドラム68はあらゆる可撓性パイプを巻くために使用されてもよい。   More generally, the drum 68 may be used to wind any flexible pipe.

図１乃至７に示される実施例では、ドラム68の直径は12m 乃至15m であり、いかなる場合も20m 未満である。   In the embodiment shown in FIGS. 1 to 7, the diameter of the drum 68 is between 12 m and 15 m, in any case less than 20 m.

ドラム68は、更に内部空間86内にローラ92を含み、ローラ92は、端部のカラー82の近傍に配置され、軸X-X'周りに分配されている。ローラ92は、以下で分かるように、ドラム68が分離器72に接して回転することにより軸X-X'周りに回転可能となるように、分離器72の外面に接して配置されている。   The drum 68 further includes a roller 92 in the internal space 86. The roller 92 is disposed in the vicinity of the collar 82 at the end and is distributed about the axis XX ′. As will be seen below, the roller 92 is disposed in contact with the outer surface of the separator 72 so that the drum 68 can rotate around the axis XX ′ by rotating in contact with the separator 72.

ドラム68を回転駆動する手段70は、回転式円筒80の両端部に、外歯リング94と、外歯リング94と噛合する２個の電動駆動輪96とを含む。   The means 70 for rotationally driving the drum 68 includes an external ring 94 and two electric drive wheels 96 meshing with the external ring 94 at both ends of the rotary cylinder 80.

各外歯リング94は、軸X-X'周りの周上に外面84から延びている。外歯リング94は円筒80と一体である。   Each external tooth ring 94 extends from the outer surface 84 on a circumference around the axis XX ′. The external tooth ring 94 is integral with the cylinder 80.

駆動輪96は、円筒の回転軸X-X'を通過する垂直平面の両側にプラットフォーム60上で回転移動可能に取り付けられている。駆動輪96は、可撓性パイプ24を巻いたり繰り出したりするために、２つの異なる回転方向に軸X-X'周りにドラム68を回転させることが可能である。   The drive wheels 96 are mounted on the platform 60 so as to be able to rotate and move on both sides of a vertical plane passing through a cylindrical rotation axis XX ′. The drive wheel 96 can rotate the drum 68 about the axis XX ′ in two different directions of rotation to wind and unwind the flexible pipe 24.

図６及び７に示されるように、分離器72は、内部空間86に配置された円筒状容器100 と、円筒状容器100 で分離された物質を保持するためのタンク102 と、容器100内で分離された物質を保持タンク102 に向けて排出する手段104 と、容器100 を加圧する手段106 とを含む。   As shown in FIGS. 6 and 7, the separator 72 includes a cylindrical container 100 disposed in the internal space 86, a tank 102 for holding the substance separated in the cylindrical container 100, and the container 100. Means 104 for discharging the separated substance towards the holding tank 102 and means 106 for pressurizing the container 100;

更に一般的には、分離器72の容器100 は、船舶20に配置された任意のドラムによって画定された内部空間に配置され得る。   More generally, the container 100 of the separator 72 may be placed in an interior space defined by any drum placed on the vessel 20.

容器100 は、一般的には円筒状であり、容器100 が配置された円筒80の直径より僅かに小さな直径を有する。容器100 は、第１及び第２端壁110,112 によって軸X-X'に対して横方向に閉じられる円筒周壁108 を有する。   The container 100 is generally cylindrical and has a diameter slightly smaller than the diameter of the cylinder 80 in which the container 100 is disposed. The container 100 has a cylindrical peripheral wall 108 that is closed transversely to the axis XX ′ by first and second end walls 110, 112.

壁108,110,112 は、可撓性パイプ24によって水面装置に搬送された物質を分離するための空洞114 を内部に画定する。   The walls 108, 110, 112 define a cavity 114 therein for separating the material conveyed to the water surface device by the flexible pipe 24.

容器100 は、固定アーム116 によりプラットフォーム60に固定して取り付けられている。固定アーム116 は夫々端壁110,112 とプラットフォーム60とに取り付けられている。   The container 100 is fixedly attached to the platform 60 by a fixed arm 116. Fixed arms 116 are attached to end walls 110 and 112 and platform 60, respectively.

周壁108 は、X-X'を軸とする円筒状である。ドラム68のローラ92は、ドラム68が軸X-X'の周りを回転する間に周壁108 の外面上で回転する。   The peripheral wall 108 has a cylindrical shape with XX ′ as an axis. The roller 92 of the drum 68 rotates on the outer surface of the peripheral wall 108 while the drum 68 rotates about the axis XX ′.

図６に示されるように、左側端壁110 は、可撓性パイプ24と接続するためのノズル118 を３つ有しており、ノズル118 は軸X-X'の周りに分配されている。各ノズル118 は、可撓性パイプ24の端部に設けられたフランジ54と接続するための頭部120 を有する。   As shown in FIG. 6, the left end wall 110 has three nozzles 118 for connection with the flexible pipe 24, and the nozzles 118 are distributed around an axis XX ′. Each nozzle 118 has a head 120 for connection with a flange 54 provided at the end of the flexible pipe 24.

各ノズル118 は、可撓性パイプ24から出る物質を分離室114 に注入するための注入部材122 を更に有する。注入部材122 は、ノズル118 からの物質の流れを容器100 の周壁108 に接線的に導くために、周壁108 に向けて螺旋状に曲げられている。このため、分離室114 に配置されている装置への損傷が回避される。   Each nozzle 118 further includes an injection member 122 for injecting material exiting the flexible pipe 24 into the separation chamber 114. The injection member 122 is helically bent toward the peripheral wall 108 to guide the material flow from the nozzle 118 tangentially to the peripheral wall 108 of the container 100. For this reason, damage to the device arranged in the separation chamber 114 is avoided.

図６に示される実施例では、左側端壁110 はノズル118 を３つ含んでおり、このため、ノズル118 は、可撓性パイプ24がドラム68に巻かれるとき、可撓性パイプ24の可撓性部分50の様々な位置に適合され得る。   In the embodiment shown in FIG. 6, the left end wall 110 includes three nozzles 118 so that when the flexible pipe 24 is wound on the drum 68, the nozzle 118 is capable of the flexible pipe 24. Various positions of the flexible portion 50 can be adapted.

左側端壁110 は、圧縮機74に接続される上部ガス排出口123 を更に含む。図２に示されるように、圧縮機74は、入口でガス排出口123 に接続され、出口で内部の流通通路48にガスを注入するためのラインに接続されている。   The left end wall 110 further includes an upper gas outlet 123 connected to the compressor 74. As shown in FIG. 2, the compressor 74 is connected to the gas discharge port 123 at the inlet, and connected to a line for injecting gas into the internal flow passage 48 at the outlet.

右側端壁112 は、上方部分に、加圧された流体を注入するための入口124 を含み、下方部分に、中間パイプ128 を介して保持タンク102 に接続されて分離器72で分離された物質を排出するための出口126 を含む。   The right end wall 112 includes an inlet 124 for injecting pressurized fluid in the upper part, and the substance separated in the separator 72 connected to the holding tank 102 via the intermediate pipe 128 in the lower part. Including an outlet 126 for discharging.

保持タンク102 はプラットフォーム60に配置されている。保持タンク102 は、分離器72から出る固形物質を回収するために、大気圧に維持されている。   The holding tank 102 is disposed on the platform 60. The holding tank 102 is maintained at atmospheric pressure to recover the solid material exiting the separator 72.

排出手段104 は、分離室114 に配置されたウォームねじ130 と、分離室114 と保持タンク102 との間の中間パイプ128 に配置された制御可能な加圧バルブ132 とを含む。   The discharge means 104 includes a worm screw 130 disposed in the separation chamber 114 and a controllable pressure valve 132 disposed in an intermediate pipe 128 between the separation chamber 114 and the holding tank 102.

ウォームねじ130 は、分離室114 の下方部分で分離室114 の底部の近傍に配置されている。ウォームねじ130 は、軸X-X'と平行に延びており、排出口126 と対向する１つの端部を有する。   The worm screw 130 is arranged in the lower part of the separation chamber 114 and in the vicinity of the bottom of the separation chamber 114. The worm screw 130 extends parallel to the axis XX ′ and has one end facing the discharge port 126.

バルブ132 が開いているとき、固体物質及び／又は液体物質が中間パイプ128 に向けて搬送され得るようにするために、ウォームねじ130 にモータが備えられている。   A motor is provided on the worm screw 130 to allow solid and / or liquid material to be transported towards the intermediate pipe 128 when the valve 132 is open.

ガイドを形成する板130Aが、中間パイプ128 に向けて堆積物を導くために、ウォームねじ130 の上方に配置されている。   A plate 130A forming a guide is disposed above the worm screw 130 to guide deposits toward the intermediate pipe 128.

バルブ132 は、以下に示すように、分離室114 から物質を排出している間、開いており、搬送パイプ42から出る物質を分離している間、分離室114 を所定の圧力に維持すべく閉じているように制御され得る。   The valve 132 is open while discharging the material from the separation chamber 114, as shown below, to maintain the separation chamber 114 at a predetermined pressure while separating the material exiting the transfer pipe 42. It can be controlled to be closed.

加圧手段106 は、入口124 に接続された加圧水源134 を含む。   Pressurizing means 106 includes a pressurized water source 134 connected to an inlet 124.

本発明に係る抽出装置10の動作を説明する。   The operation of the extraction apparatus 10 according to the present invention will be described.

まず、可撓性パイプ24が、フランジ54により夫々の可撓性部分50の端部同士を突き合わせて接続して組み立てることにより取り付けられる。   First, the flexible pipe 24 is attached by assembling the flanges by connecting the end portions of the respective flexible portions 50 to each other by the flange 54.

組立は、陸地で、又は船舶20上で直接行われ得る。組立中に、ライン44,46 が、夫々の可撓性部分50のライン部分の端部同士を突き合わせて接続することにより組み立てられる。同様に、内部の流通通路48が第１ポイント38と第２ポイント40との間で連続している。   The assembly can be done on land or directly on the ship 20. During assembly, the lines 44, 46 are assembled by abutting and connecting the ends of the line portions of the respective flexible portion 50. Similarly, the internal distribution passage 48 is continuous between the first point 38 and the second point 40.

可撓性パイプ24が組み立てられると、又は可撓性パイプ24を組立てている間に、可撓性パイプ24がドラム68に巻かれる。このために、外面84の周りに外面84の略全長に亘って可撓性パイプ24を螺旋状に巻くべく電動駆動輪96が作動される。   When the flexible pipe 24 is assembled, or while the flexible pipe 24 is being assembled, the flexible pipe 24 is wound on the drum 68. For this purpose, the electric drive wheel 96 is actuated to spirally wind the flexible pipe 24 around the outer surface 84 over substantially the entire length of the outer surface 84.

組み立てられたフランジ54の各対をドラム68に位置決めしている間、フランジ54を溝90に導入し、固定用フランジ54に隣接した２つの可撓性部分50を楔88に配置するために、相対する対の楔88が円筒80の周上で移動される。   During positioning of each assembled pair of flanges 54 to the drum 68, the flanges 54 are introduced into the grooves 90 and the two flexible portions 50 adjacent to the fixing flanges 54 are disposed on the wedge 88. Opposing pairs of wedges 88 are moved around the circumference of the cylinder 80.

従って、可撓性パイプ24は、簡素且つコンパクトに船舶20上に格納される。更に、物質を採鉱する作業が行われるとき、可撓性パイプ24は迅速且つ低コストで展開される状態にある。   Therefore, the flexible pipe 24 is stored on the ship 20 in a simple and compact manner. In addition, the flexible pipe 24 is ready to be deployed quickly and at low cost when the operation of mining material is performed.

このために、船舶20上の水面装置18は、物質が取り出される底の領域と対向して位置付けられる。底ユニット22は、船舶20の楔88から降ろされ、可撓性パイプ24の下端部がベース26に接続される。   For this purpose, the water surface device 18 on the ship 20 is positioned opposite the bottom region from which the material is removed. The bottom unit 22 is lowered from the wedge 88 of the ship 20, and the lower end portion of the flexible pipe 24 is connected to the base 26.

可撓性パイプ24は、船舶20の側縁部62で、選択的に保持するクランプ64を介して係合される。   The flexible pipe 24 is engaged at a side edge 62 of the ship 20 via a selectively held clamp 64.

その後、底ユニット22は、可撓性パイプ24の下端部40で、プラットフォーム60上に取り付けられた補助巻揚げ機140 によって保持されながら水中に沈められる。底ユニット22は、クランプ64をゆるめてドラム68及び巻揚げ機140 から可撓性パイプ24を徐々に繰り出すことにより、底14に降ろされる。必要に応じて、可撓性パイプ24を繰り出すことが停止され、可撓性パイプ24は保持クランプ64を締めることにより所定の位置に保持される。   Thereafter, the bottom unit 22 is submerged at the lower end 40 of the flexible pipe 24 while being held by the auxiliary hoist 140 mounted on the platform 60. The bottom unit 22 is lowered to the bottom 14 by loosening the clamp 64 and gradually feeding the flexible pipe 24 from the drum 68 and the winder 140. If necessary, the feeding of the flexible pipe 24 is stopped, and the flexible pipe 24 is held in place by tightening the holding clamp 64.

掘削車輌28が底14に接するとき、ベース26は底14から離れて維持される。その後、可撓性パイプ24は、保持クランプ64とベース26との間で略直線的に張られる。   When the excavating vehicle 28 contacts the bottom 14, the base 26 is maintained away from the bottom 14. Thereafter, the flexible pipe 24 is stretched substantially linearly between the holding clamp 64 and the base 26.

可撓性パイプ24がこのように展開されると、可撓性パイプ24の上端部がノズル118 に固定される。可撓性管36内のポート37が、分離器72の分離室114 に通じている内部の流通通路48に接続される。   When the flexible pipe 24 is deployed in this manner, the upper end portion of the flexible pipe 24 is fixed to the nozzle 118. A port 37 in the flexible tube 36 is connected to the internal flow passage 48 leading to the separation chamber 114 of the separator 72.

可撓性パイプ24は、船舶20の側縁部62と重なり合うことにより側縁部62より上方で外側に展開される。従って、抽出装置10を展開するための中央のウェルを備えた船舶20を備える必要がない。   The flexible pipe 24 overlaps with the side edge portion 62 of the ship 20 to be deployed outward above the side edge portion 62. Therefore, it is not necessary to provide the ship 20 having a central well for deploying the extraction device 10.

同様に、機能ライン44が、水面装置18上の制御手段76及び電源供給手段78と、ベース26及び車輌28とに接続される。   Similarly, the function line 44 is connected to the control means 76 and the power supply means 78 on the water surface device 18, the base 26 and the vehicle 28.

従って、車輌28を駆動し取出手段34を作動するために、水面装置18から機能ライン44を介して車輌28及びベース26に電力が供給される。同様に、制御手段76による車輌28の移動及び取出手段34の動きが、水面装置18から機能ライン44を介して制御される。   Accordingly, electric power is supplied from the water surface device 18 to the vehicle 28 and the base 26 via the function line 44 in order to drive the vehicle 28 and operate the take-out means 34. Similarly, the movement of the vehicle 28 by the control means 76 and the movement of the take-out means 34 are controlled from the water surface device 18 via the function line 44.

更に、圧縮機74の入口が容器100 のガス排出口に接続され、圧縮機74の出口がガス注入ライン46に接続される。   Further, the inlet of the compressor 74 is connected to the gas discharge port of the container 100, and the outlet of the compressor 74 is connected to the gas injection line 46.

底14から物質を採鉱し始めるために、制御手段76が、取出手段34に電源を供給し、底14上における車輌28の移動を制御すべくベース26及び車輌28へ作動信号を送る。   To begin mining material from the bottom 14, the control means 76 supplies power to the take-out means 34 and sends an activation signal to the base 26 and the vehicle 28 to control the movement of the vehicle 28 on the bottom 14.

取出手段34が、底から物質を取り出し、取り出した物質をポート37の入口に搬送する。   The take-out means 34 takes out the substance from the bottom and conveys the taken-out substance to the inlet of the port 37.

ベース26に設けられたポンプ手段が、液体／固体混合物から構成されている物質を装置18に向けて汲み出し始める。   Pump means provided in the base 26 begins to pump a material composed of a liquid / solid mixture towards the device 18.

水面装置18に向けた物質の汲み出しを促進するために、圧縮機74が始動される。その後、圧縮機74は、第１ポイント38と第２ポイント40との間に位置付けられた注入ポイント142 で、例えば約100 バールの圧縮空気であるガスを流通通路48内に注入する。   In order to facilitate the pumping of material towards the water surface device 18, the compressor 74 is started. Thereafter, the compressor 74 injects gas, for example about 100 bar of compressed air, into the flow passage 48 at an injection point 142 located between the first point 38 and the second point 40.

注入ポイント142 は、注入ポイント142 の上方の流通通路48内を流通する柱状の物質をより軽くし、このように軽くされた物質を水面装置18に向けて搬送することを可能にするために、例えば、約1000m の深度に位置付けられる。   The injection point 142 makes the columnar material flowing in the flow passage 48 above the injection point 142 lighter and allows the lightened material to be transported towards the water surface device 18. For example, it is positioned at a depth of about 1000m.

その後、取り出された物質が、取出手段34と分離室114 との間で、ポート37、流通通路48及びノズル118 を順に通って連続して流される。ノズル118 の領域で集められた混合物は、液体、固体及び気体から構成されており、適切な速度で、好ましくは毎秒15m 乃至毎秒20m で流通する。   Thereafter, the taken-out substance is continuously flowed between the take-out means 34 and the separation chamber 114 through the port 37, the flow passage 48 and the nozzle 118 in order. The mixture collected in the area of the nozzle 118 is composed of liquid, solid and gas and flows at an appropriate speed, preferably from 15 m / second to 20 m / second.

このような構成では、分離器72の出口側のバルブ132 が、分離室114 の圧力が大気圧より大きくなるように閉じ続けられている。圧力は、例えば15乃至30バールである。   In such a configuration, the valve 132 on the outlet side of the separator 72 is kept closed so that the pressure in the separation chamber 114 becomes greater than atmospheric pressure. The pressure is, for example, 15 to 30 bar.

その後、液体／固体／気体の混合物は、分離室114 に入り、分離室114 では、重力による分離が行われる。   Thereafter, the liquid / solid / gas mixture enters the separation chamber 114, where separation by gravity is performed.

分離室114 の上方部分に集められた気体は、圧縮機74のエネルギー損失及びサイズを制限する出口123 を通って圧縮機74に再注入される。   The gas collected in the upper portion of the separation chamber 114 is reinjected into the compressor 74 through an outlet 123 that limits the energy loss and size of the compressor 74.

固形物質は、ウォームねじ130 の周りで分離室114 の底部に蓄積する。分離室114 を空にする必要があるとき、固形物質及び幾らかの液体を中間パイプ128 を介して保持タンク102 に排出するために、バルブ132 が開けられ、ウォームねじ130 が作動される。分離室114 内の圧力を15乃至30バールに維持するために、加圧された水が入口124 を介して注入される。   Solid material accumulates around the worm screw 130 at the bottom of the separation chamber 114. When the separation chamber 114 needs to be emptied, the valve 132 is opened and the worm screw 130 is activated to discharge solid material and some liquid to the holding tank 102 via the intermediate pipe 128. Pressurized water is injected through the inlet 124 to maintain the pressure in the separation chamber 114 at 15-30 bar.

抽出作業が終了すると、底ユニット22は、上記で説明したように、ドラム68に可撓性パイプ24を巻くことにより水面に戻される。   When the extraction operation is completed, the bottom unit 22 is returned to the water surface by winding the flexible pipe 24 around the drum 68 as described above.

変形例では、可撓性パイプ24は電力伝送ラインを有さない。電力ラインを含むアンビリカルが、掘削車輌28に電力を供給するために可撓性パイプ24と同時に下げられる。   In a variant, the flexible pipe 24 does not have a power transmission line. The umbilical including the power line is lowered simultaneously with the flexible pipe 24 to supply power to the excavating vehicle 28.

図示されていない変形例では、物質を分離室から排出している間、分離室内の圧力の印加が維持されていない。この場合、圧縮機74のサイズがより大きくなり、注入ポイントが、本発明に係る第１装置10の注入ポイントより低く位置付けられる。   In a variant not shown, the application of pressure in the separation chamber is not maintained while the substance is being discharged from the separation chamber. In this case, the size of the compressor 74 becomes larger and the injection point is positioned lower than the injection point of the first device 10 according to the present invention.

別の変形例では、底ユニットがベース26を有さない。可撓性リンク30が、調整器等により可撓性パイプ24に直接接続される。   In another variant, the bottom unit does not have a base 26. The flexible link 30 is directly connected to the flexible pipe 24 by a regulator or the like.

本発明に係る第２装置210 の一部が図８に示されている。第１装置10とは異なり、第２装置210 は、可撓性パイプ24が展開された形態で水面装置18に向けて物質を搬送するために、加圧された液体を流通通路48に注入するための注入ユニット212 を複数備える。   A portion of a second device 210 according to the present invention is shown in FIG. Unlike the first device 10, the second device 210 injects pressurized liquid into the flow passage 48 to transport the material towards the water surface device 18 in the form of the flexible pipe 24 deployed. A plurality of injection units 212 are provided.

各注入ユニット212 は、例えば、ドラム68から可撓性パイプ24を展開している間に、２つの隣接した部分50の２つのフランジ54A,54B 間に取り付けられる。注入ユニット212 は、例えば、作業台63に存在する作業者によって取り付けられて、注入ユニット212 は、リング213 を固定することによりフランジ54A,54B に保持される。   Each injection unit 212 is mounted between two flanges 54A, 54B of two adjacent portions 50, for example, while deploying the flexible pipe 24 from the drum 68. The injection unit 212 is attached by, for example, an operator existing on the work table 63, and the injection unit 212 is held by the flanges 54A and 54B by fixing the ring 213.

従って、各注入ユニット212 は、流通通路48の一部を内部に画定するスリーブ214 と、水域12から水を取り出し、取り出した水を流通通路48に注入するためのノズル216 と、注入された水を汲み出し加圧するための水力タービン218 とを備えている。   Accordingly, each injection unit 212 includes a sleeve 214 defining a part of the circulation passage 48 therein, a nozzle 216 for taking out water from the water area 12 and injecting the taken-out water into the circulation passage 48, and the injected water. And a hydro turbine 218 for pumping and pressurizing.

ノズル216 は、一般的な横ポート230 を有しており、横ポート230 は、濾過器222 を介して外側の水域12に通じており、流通通路48に向かって軸方向の上方に傾斜している。   The nozzle 216 has a general lateral port 230, which communicates with the outer water body 12 through the filter 222 and is inclined upward in the axial direction toward the circulation passage 48. Yes.

水力タービン218 はスリーブ214 に固定されている。図８に示される実施例では、水力タービン218 に、装置18から出る機能ライン44A の接続部分224 を介して水力が供給される。接続部分224 は、スリーブ214 より下方の部分50に配置された機能ライン44A の下方部分に接続されずに、接続部分224 が水力タービン218 内を通過した後、出口226 を通って水域12に通じる。   The hydro turbine 218 is fixed to the sleeve 214. In the embodiment shown in FIG. 8, the hydro turbine 218 is supplied with hydraulic power via a connecting portion 224 of the functional line 44A exiting the device 18. The connecting portion 224 is not connected to the lower portion of the functional line 44A disposed in the portion 50 below the sleeve 214, and the connecting portion 224 passes through the hydro turbine 218 and then passes through the outlet 226 to the water body 12. .

スリーブ214 は、更に、注入ユニット212 の下方に配置された別の注入ユニットに供給するための別の機能ライン44B の部分228 を少なくとも１つ画定する。   The sleeve 214 further defines at least one portion 228 of another functional line 44B for feeding to another infusion unit disposed below the infusion unit 212.

動作中に、水力タービン218 に機能ライン44A 及び接続部分224 を介して水面装置18から作動流体が供給される。水力タービン118 への作動流体の供給により、水が濾過器222 を介してポート230 に吸い込まれ、次に、ポート230 内に吸い込まれた水が加圧される。このようにして得られた加圧水が、水面装置18へ向けて流通通路48内を流通する物質を搬送するために流通通路48に注入される。   During operation, the hydraulic turbine 218 is supplied with working fluid from the water surface device 18 via the functional line 44A and the connecting portion 224. By supplying the working fluid to the hydro turbine 118, water is sucked into the port 230 through the filter 222, and then the water sucked into the port 230 is pressurized. The pressurized water obtained in this way is injected into the flow passage 48 in order to transport the substance flowing through the flow passage 48 toward the water surface device 18.

可撓性パイプ24に沿って分配された注入ユニット212 により、ベース26からポンプを省き、流通通路48内への搬送ガスの注入を省くことが可能になる。このため、特に水面装置18が圧縮機を有さず、簡素化される。   The injection unit 212 distributed along the flexible pipe 24 allows the pump to be omitted from the base 26 and the carrier gas injection into the flow passage 48 to be omitted. For this reason, in particular, the water surface device 18 does not have a compressor and is simplified.

変形例では、水力タービン218 に、可撓性パイプに配置された機能ライン、又は外部のアンビリカルによって電力が供給される。   In a variant, the hydro turbine 218 is powered by a functional line located in the flexible pipe or by an external umbilical.

図９及び10に示される第３装置250 は、注入ユニット212 が水力タービンを有さない点で第２装置210 とは異なる。流通通路48内に注入される加圧された液体が、水面装置18の船舶20上に配置された加圧貯蔵室に蓄えられている。   The third device 250 shown in FIGS. 9 and 10 differs from the second device 210 in that the injection unit 212 does not have a hydro turbine. The pressurized liquid injected into the circulation passage 48 is stored in a pressurized storage chamber disposed on the ship 20 of the water surface device 18.

各注入ユニット212 は、スリーブ214 の周りに配置されており、加圧された液体用の環状分配器252 を含む。環状分配器252 は、可撓性パイプ24の軸周りに中空な円環状の空洞254 を画定する。   Each injection unit 212 is disposed around a sleeve 214 and includes an annular distributor 252 for pressurized liquid. The annular distributor 252 defines a hollow annular cavity 254 around the axis of the flexible pipe 24.

空洞254 は、水面装置の加圧された液体の貯蔵室に機能ライン44A により接続されている。空洞254 は、図10に示されるように、可撓性パイプ24の軸周りで角度をつけて分配された放射状の４つの注入口256 によって流通通路48に接続されている。   Cavity 254 is connected by a functional line 44A to the pressurized liquid reservoir of the water surface device. The cavity 254 is connected to the flow passage 48 by four radial inlets 256 distributed at an angle around the axis of the flexible pipe 24, as shown in FIG.

各注入口256 は、流通通路48に軸方向の上向きに開口している。   Each inlet 256 opens in the flow passage 48 in the axially upward direction.

動作中に、加圧された水が、機能ライン44A を介して、水面装置18の貯蔵室から分配器252 の空洞254 に搬送される。加圧された水は、各注入口256 を通って注入されるために、空洞254 に均一に分配される。   During operation, pressurized water is conveyed from the reservoir of the water surface device 18 to the cavity 254 of the distributor 252 via the function line 44A. The pressurized water is evenly distributed into the cavities 254 for injection through each inlet 256.

より一般的には、このような注入ユニットは、任意の設備の可撓性パイプに用いられてもよい。   More generally, such an injection unit may be used on a flexible pipe in any facility.

本発明に係る第４装置310 が図11に示されている。第１装置10とは異なり、取出手段34が、可撓性パイプ24と無関係に水面装置18から展開されて操作され得る採掘クレーン312 を含む。   A fourth device 310 according to the present invention is shown in FIG. Unlike the first device 10, the extraction means 34 includes a mining crane 312 that can be deployed and operated from the surface device 18 independently of the flexible pipe 24.

底ユニット22は、物質を受け取り処理する受取手段314 を更に含み、該受取手段314 は、水域12の底14に配置され、可撓性パイプ24に接続されている。   The bottom unit 22 further comprises receiving means 314 for receiving and processing the substance, which receiving means 314 is arranged at the bottom 14 of the water body 12 and is connected to the flexible pipe 24.

採掘クレーン312 は、底14から物質を取り出すための掴み部材316 と、掴み部材316 を船舶20から底14に向けて降ろすべく、掴み部材316 を展開するためのケーブル318 とを含む。   The mining crane 312 includes a gripping member 316 for removing material from the bottom 14 and a cable 318 for deploying the gripping member 316 to lower the gripping member 316 toward the bottom 14 from the vessel 20.

受取手段314 は、底14に配置される調節可能な支持体320 と、支持体320 に取り付けられた破砕機／粉砕機322 とを含む。   The receiving means 314 includes an adjustable support 320 disposed on the bottom 14 and a crusher / pulverizer 322 attached to the support 320.

支持体320 は、掴み部材316 によって取り出された物質を受け取るための漏斗324 を有し、漏斗324 は、上向きに破砕機／粉砕機322 に対向して開口している。支持体320 は、クレーン312 とは無関係な展開手段（図示せず）によって底14へ向けて水面装置18から展開され得る。   The support 320 has a funnel 324 for receiving the material removed by the gripping member 316, which opens upwardly facing the crusher / crusher 322. The support 320 can be deployed from the water surface device 18 toward the bottom 14 by deployment means (not shown) independent of the crane 312.

支持体320 は、支持体320 を略水平に維持し、底14に固定するために調整可能な脚部を有する。   The support 320 has adjustable legs to keep the support 320 substantially horizontal and secure to the bottom 14.

支持体320 及び破砕機／粉砕機322 は、破砕機／粉砕機322 に可撓性管36を接続するために、可撓性リンク30の自由端に接続されている。   Support 320 and crusher / crusher 322 are connected to the free end of flexible link 30 to connect flexible tube 36 to crusher / crusher 322.

物質を取り出す動作を実行するために、支持体320 が底14に配置され、底14に固定されるまで、受取手段314 及び可撓性パイプ24は底14に向けて降ろされる。   To perform the material removal operation, the receiving means 314 and the flexible pipe 24 are lowered toward the bottom 14 until the support 320 is positioned on the bottom 14 and secured to the bottom 14.

その後、クレーン312 が、掴み部材316 を底14に接触させるために操作される。その後、掴み部材316 は、底14から物質を取り出すために作動され、次に、掴み部材316 によって取り出された物質を破砕機／粉砕機322 に堆積するために漏斗324 と対向する位置に移動される。   Thereafter, the crane 312 is operated to bring the gripping member 316 into contact with the bottom 14. Thereafter, the gripping member 316 is actuated to remove the material from the bottom 14 and then moved to a position opposite the funnel 324 to deposit the material removed by the gripping member 316 on the crusher / pulverizer 322. The

その後、上記に述べたように、破砕機／粉砕機322 で処理された物質は、可撓性管36及び可撓性パイプ24を通って水面装置18に搬送される。   Thereafter, as described above, the material processed in the crusher / crusher 322 is conveyed to the water surface device 18 through the flexible tube 36 and the flexible pipe 24.

Claims (15)

- 少なくとも部分的に水域(12)の水面(16)より上方に延びている水面装置(18)と、
- 水域(12)の底(14)から物質を取り出す取出手段(34)を含む底ユニット(22)と、
- 前記水面装置(18)に配置された第１ポイント(38)を、前記底ユニット(22)に配置された第２ポイント(40)へ接続し、物質を流通させるための流通通路(48)を少なくとも１つ画定する物質搬送パイプ(42)と、
- 略全長に亘って可撓性を有し、前記底ユニット(22)を前記水面装置(18)に接続し、前記水面装置(18)と前記底ユニット(22)との間で電力又は水力或いは情報又は流体を伝送することが可能な少なくとも１本の機能ライン(44)と
を備えており、前記水面装置(18)は、前記機能ライン(44)が巻かれる少なくとも１つのドラム(68)を含んでいるタイプの水域(12)の底(14)から物質を抽出するための装置(10, 210, 250, 310) において、
前記搬送パイプ(42)は略全長に亘って可撓性を有しており、前記機能ライン(44)は、可撓性パイプ(24)を形成すべく前記搬送パイプ(42)の周りに配置されており、前記搬送パイプ(42)及び機能ライン(44)は、該搬送パイプ(42)及び機能ライン(44)が前記ドラム(68)に巻かれる静止形態と、前記搬送パイプ(42)及び機能ライン(44)が水域(12)の底(14)に向けて展開される展開形態との間で結合して展開され得ることを特徴とする装置。 A water surface device (18) extending at least partly above the water surface (16) of the water body (12);
-A bottom unit (22) comprising an extraction means (34) for removing material from the bottom (14) of the body of water (12);
-A flow passageway (48) for connecting a first point (38) arranged in the water surface device (18) to a second point (40) arranged in the bottom unit (22) to circulate the substance A material transfer pipe (42) defining at least one of
-Having flexibility over substantially the entire length, connecting the bottom unit (22) to the water surface device (18), and electric power or hydraulic power between the water surface device (18) and the bottom unit (22). Or at least one functional line (44) capable of transmitting information or fluid, and the water surface device (18) includes at least one drum (68) around which the functional line (44) is wound. In an apparatus (10, 210, 250, 310) for extracting substances from the bottom (14) of a water body (12) of a type containing
The transfer pipe (42) has flexibility over substantially the entire length, and the functional line (44) is arranged around the transfer pipe (42) to form a flexible pipe (24). The transfer pipe (42) and the function line (44) are a stationary form in which the transfer pipe (42) and the function line (44) are wound around the drum (68), and the transfer pipe (42) and the function line (44). A device characterized in that the functional line (44) can be deployed in conjunction with a deployed configuration deployed towards the bottom (14) of the body of water (12). 前記可撓性パイプ(24)は前記搬送パイプ(42)を囲む環状の層(43)を含み、該層(43)は前記機能ライン(44)を収容する長手通路(48A) を画定し、前記機能ライン(44)は前記長手通路(48A) に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The flexible pipe (24) includes an annular layer (43) surrounding the transfer pipe (42), the layer (43) defining a longitudinal passage (48A) that houses the functional line (44); Device (10, 210, 250, 310) according to claim 1, characterized in that the functional line (44) is inserted into the longitudinal passage (48A). 前記水面装置(18)は船舶(20)を含んでおり、前記ドラム(68)は、前記船舶(20)のプラットフォーム(60)に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The water surface device (18) includes a ship (20), and the drum (68) is rotatably attached to a platform (60) of the ship (20). 2. The apparatus according to 2, (10, 210, 250, 310). 前記船舶(20)は側縁部(62)を画定しており、前記可撓性パイプ(24)は、前記船舶(20)の外側に向かって横方向に且つ前記側縁部(62)に対向して展開されることを特徴とする請求項３に記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The vessel (20) defines a side edge (62), and the flexible pipe (24) extends laterally toward the outside of the vessel (20) and on the side edge (62). Device (10, 210, 250, 310) according to claim 3, characterized in that it is deployed oppositely. 前記可撓性パイプ(24)は複数の部分(50)を含み、該部分の端部同士を突き合わせて組立てられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The device (10) according to any of claims 1 to 4, wherein the flexible pipe (24) comprises a plurality of parts (50) and is assembled with the ends of the parts butted together. , 210, 250, 310). 前記各部分(50)は、管状部分(52)を含んでおり、更に、該管状部分(52)の両端部に、隣接した前記部分と接続するためのフランジ(54)を含んでおり、
該フランジ(54)の横断寸法が、前記管状部分(52)の横断寸法より大きく、
前記ドラム(68)は、
- 前記可撓性パイプ(24)のための支持面(84)と、
- 該支持面(84)の周りで移動可能であり、少なくとも２つの隣接した部分(50)の前記フランジ(54)を収容するための少なくとも１つの溝(90)と
を有しており、
前記フランジ(54)は、前記可撓性パイプ(24)が巻かれた形態にあるとき、前記溝(90)に挿入されていることを特徴とする請求項５に記載の装置(10, 210, 250, 310) 。 Each portion (50) includes a tubular portion (52), and further includes flanges (54) for connecting to the adjacent portions at both ends of the tubular portion (52),
The transverse dimension of the flange (54) is greater than the transverse dimension of the tubular portion (52);
The drum (68)
-A support surface (84) for said flexible pipe (24);
-Is movable around the support surface (84) and has at least one groove (90) for receiving the flange (54) of at least two adjacent portions (50);
The device (10, 210) according to claim 5, wherein the flange (54) is inserted into the groove (90) when the flexible pipe (24) is in a wound configuration. , 250, 310). 前記底ユニット(22)は、ベース(26)と、物質搬送用のポート(37)を画定する可撓性リンク(30)によって前記ベース(26)と接続されている抽出車輌(28)とを含み、
前記ポート(37)は、前記流通通路(48)に通じており、前記取出手段(34)に対向していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置(10, 210, 250, 310) 。 The bottom unit (22) comprises a base (26) and an extraction vehicle (28) connected to the base (26) by a flexible link (30) that defines a port (37) for material transfer. Including
The device (10, 210) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the port (37) communicates with the flow passage (48) and faces the take-out means (34). , 250, 310). 前記水面装置(18)は気体／液体／固体の分離器(72)を含んでおり、該分離器(72)は前記流通通路(48)に接続された分離室(114) を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The water surface device (18) includes a gas / liquid / solid separator (72), and the separator (72) has a separation chamber (114) connected to the flow passage (48). Device (10, 210, 250, 310) according to any of the preceding claims. 前記分離室(114) は、
- 該分離室(114) で分離された固体を排出するための出口(126) と、
- 該出口(126) を閉じるためのバルブ(132) と
を含んでおり、
前記バルブは、前記流通通路(48)からの物質を前記分離室(114) に排出している間、前記分離室(114) を大気圧より大きな圧力に維持するために制御可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置(10, 210, 250, 310) 。 The separation chamber (114)
-An outlet (126) for discharging the solid separated in the separation chamber (114);
-A valve (132) for closing the outlet (126);
The valve is controllable to maintain the separation chamber (114) at a pressure greater than atmospheric pressure while discharging the material from the flow passage (48) to the separation chamber (114). Device (10, 210, 250, 310) according to claim 8 characterized. 前記可撓性パイプ(24)は、物質搬送用のガスを注入するためのガス注入ライン(46)を少なくとも１本含んでおり、
前記ガス注入ライン(46)は、前記水面装置(18)から離れて前記流通通路(48)に通じており、
前記水面装置(18)は、前記分離器(72)に接続された入口と前記ガス注入ライン(46)に接続された出口とを有する圧縮機(74)を含んでいることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置(10, 310) 。 The flexible pipe (24) includes at least one gas injection line (46) for injecting a gas for material transfer,
The gas injection line (46) communicates with the flow passage (48) away from the water surface device (18),
The water surface device (18) includes a compressor (74) having an inlet connected to the separator (72) and an outlet connected to the gas injection line (46). Item (10, 310) according to Item 8 or 9. 前記展開形態では、前記可撓性パイプ(24)は、加圧された液体を前記流通通路(48)に注入するためのユニット(212) を少なくとも１つ含んでおり、前記加圧された液体により、前記水面装置(18)に向けて物質が搬送されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置(210, 250)。   In the expanded configuration, the flexible pipe (24) includes at least one unit (212) for injecting pressurized liquid into the flow passage (48), and the pressurized liquid 11. The device (210, 250) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the substance is transported towards the water surface device (18). 前記ドラム(68)は内部空間(86)を画定し、前記分離室(114) は前記内部空間(86)内に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の装置(10, 210, 250, 310) 。   The drum (68) defines an internal space (86), and the separation chamber (114) is at least partially disposed within the internal space (86). The device according to (10, 210, 250, 310). 前記底ユニット(22)は、前記取出手段(34)を備えた抽出車輌(28)を含んでいることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置(10, 210, 250)。   Device (10, 210, 250) according to any of the preceding claims, characterized in that the bottom unit (22) comprises an extraction vehicle (28) provided with the extraction means (34). . 前記底ユニット(22)は、前記可撓性パイプ(24)に接続されて物質を集める支持体(320) を含んでおり、
前記支持体(320) は、前記取出手段(34)によって取り出された物質を集めるために、前記底(14)に配置され、
前記取出手段(34)は、前記支持体(320) とは無関係に前記水面装置(18)から展開され得ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置(310) 。 The bottom unit (22) includes a support (320) connected to the flexible pipe (24) to collect material,
The support (320) is disposed on the bottom (14) to collect the material removed by the removal means (34),
14. The device (310) according to any of the preceding claims, wherein the extraction means (34) can be deployed from the water surface device (18) independently of the support (320). 請求項１乃至１４のいずれかに係る前記装置(10, 210, 250, 310) により水域(12)の底(14)から物質を抽出するための方法において、
- 前記底(14)における物質が抽出される領域に対向して前記水面装置(18)を位置せしめ、前記可撓性パイプ(24)を、前記ドラムの静止形態で該ドラム(68)の周りに巻くステップ、
- 前記取出手段(34)が前記底(14)の前記領域に達するまで、前記可撓性パイプ(24)を前記底ユニット(22)と結合して沈めるために、前記可撓性パイプを前記ドラム(68)から繰り出して前記可撓性パイプ(24)を前記展開形態に移行するステップ、及び
- 前記取出手段(34)によって前記底(14)における前記領域から物質を抽出し、抽出した物質を前記搬送パイプ(42)の流通通路(48)を介して前記水面装置(18)に搬送するステップ
を備えるタイプであることを特徴とする方法。 A method for extracting a substance from the bottom (14) of a body of water (12) by means of the device (10, 210, 250, 310) according to any of claims 1 to 14,
-Position the water surface device (18) opposite the area in the bottom (14) where the material is extracted, and place the flexible pipe (24) around the drum (68) in a stationary form of the drum. Step to wind,
-In order to sag the flexible pipe (24) with the bottom unit (22) until the extraction means (34) reaches the region of the bottom (14) Unwinding the drum (68) and moving the flexible pipe (24) to the deployed configuration; and
-The substance is extracted from the region in the bottom (14) by the take-out means (34), and the extracted substance is transferred to the water surface device (18) through the flow passage (48) of the transfer pipe (42). A method comprising a step.
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