一種海底可燃冰鉆式開采裝備制造技術

本發明專利技術公開了一種海底可燃冰開采的專用設備，尤其涉及一種海底可燃冰鉆式開采裝備。本發明專利技術通過安裝在前部的鉆頭旋轉切削作用待開采礦層表面，通過驅動電機a帶動鉆頭轉動，刀片旋轉切削采礦層，在磨削力的作用下，可燃冰從采礦層剝落，進入儲礦腔，進入儲礦腔內的可燃冰在螺桿機構運輸下經由傳送機構被送至礦基表面，在開采的同時完成運輸的功能，具有較好的工作效率；此外，各個所述電機由安裝在海底的發電裝置進行供電，系統內部實現自主功能，環保節能。

A submarine combustible ice mining equipment

The present invention discloses a kind of special equipment for undersea exploitation of combustible ice, especially relates to a submarine combustible ice mining equipment. The invention is provided with the rotation of the drill bit in front of the cutting seam to be mined by surface, drive motor a drives the drill bit rotation, the rotation of the blade cutting mining layer, under the grinding force, combustible ice layer peeling from mining ore, into the cavity into the storage cavity of the combustible ice in mine transport via the transfer mechanism of screw mechanism was sent to the mine surface, accomplish the transportation function in production at the same time, the good work efficiency; in addition, each of the motor powered by a power generation device installed on the seabed, within the system to achieve self function, environmental protection and energy saving.

【技術實現步驟摘要】
一種海底可燃冰鉆式開采裝備
本專利技術屬于礦產開采設備，尤其涉及一種海底可燃冰鉆式開采裝備。
技術介紹
可燃冰是人類在海底與凍土層之下發現的一種新型潔凈資源。由小分子烴與液態水在較低溫度和較高壓力條件下形成的結晶水合物，分子式MnH2O,M為氣體分子，主要是CH4，含有少量的C2H6、C3H8等烴類。1m3可燃冰能分解釋放出164m3(標準)天然氣，全球估計可燃冰總體積量大約1.8×1016～2.1×1016m3，相當于全球已探明常規化石燃料總量2倍。可燃冰的開采作為一個全新的研究領域，它具有非常巨大的資源潛力。特別是對深海區域的可燃冰的開采受限于完善的開采設備和成熟的開發方案，目前仍是亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種能夠在深海作業的、防水性能良好、工作效率較高的可燃冰鉆式開采裝備。為實現本專利技術之目的，采用以下技術方案予以實現：一種海底可燃冰鉆式開采裝備，其包括圓柱形殼體、安裝在所述殼體前端的鉆頭、設置在所述殼體內的傳送機構和螺桿機構、以及安裝在所述殼體后部數量不少于2組的尾部抵緊機構；所述殼體包括前封閉部和后開合部；所述螺桿機構安裝在所述殼體的前封閉部內；所述傳送機構安裝在所述殼體的后開合部內；所述殼體外壁沿軸線等距轉動連接有滾輪；所述滾輪的安裝支座浮動設置并通過預緊彈簧與所述殼體連接；所述鉆頭包括鉆頭基體、安裝于所述鉆頭基體前部并伸出所述殼體前端的刀片，以及通過轉動帶驅動所述鉆頭基體轉動的驅動電機a；所述殼體內對應鉆頭基體位置成型有鉆頭基體安裝基座；所述驅動電機a固定連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述鉆頭基體、鉆頭基體安裝基座與殼體內壁間形成有用于存儲所述刀片采掘下來的礦物塊的儲礦腔；所述鉆頭基體安裝基座后部沿所述殼體軸線方向安裝有數量不少于4組的抵緊液壓缸；所述抵緊液壓缸后部固定連接在所述殼體內壁上，所述抵緊液壓缸活動端通過螺紋連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述螺桿機構包括送料螺桿，安裝在殼體內壁通過帶傳動連接所述送料螺桿的螺桿驅動電機；所述送料螺桿后部成型有出料口；所述送料螺桿前部伸入所述儲礦腔內；所述殼體內壁對應所述出料口位置安裝有傳送機構；所述傳送機構包括傳送帶，固定連接在所述傳送帶上的多個傾斜運送料斗；多個所述的傾斜運送料斗沿傳送帶長度方向等距布置；所述傾斜運送料斗斜向上開口；所述出料口的方向與所述傾斜運送料斗的開口相對；所述尾部抵緊機構包括作用于工作支持面的抵緊支座，驅動所述抵緊支座上下運動的液壓頂缸，以及驅動液壓頂缸運動的頂缸驅動電機；所述頂缸驅動電機和液壓頂缸通過安裝基座螺紋連接在殼體上；所述液壓頂缸下端與所述抵緊支座螺紋連接；所述殼體內在鉆頭基體安裝基座和螺桿驅動電機之間位置安裝有數量不少于4組的側部抵緊機構；所述側部抵緊機構包括側部抵緊頂板，驅動所述側部抵緊頂板垂直殼體壁面上下運動的液壓缸，以及驅動液壓缸的驅動電機b；所述殼體內還安裝有控制電路板，所述驅動電機a、螺桿驅動電機、頂缸驅動電機、驅動電機b與所述控制電路板電連接。作為優選方案：所述出料口開口處固定連接有磁鐵a，所述傾斜運送料斗上沿對應出料口開口位置固定連接有磁鐵b。作為優選方案：所述刀片沿所述鉆頭基體前端面周向等距布置，沿徑向交錯等距布置。作為優選方案：各個所述電機由安裝在海底的發電裝置進行供電；所述發電裝置包括有內燃機，與內燃機的輸出軸連接的發電機；所述內燃機的進氣端連接有混合器，混合器連接有氧氣進氣管和天然氣進氣管；所述內燃機的出氣端連接有排氣管，排氣管的另一端連接有冷卻除氣罐；所述氧氣進氣管另一端連通到海面上，氧氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵a；所述天然氣進氣管與可燃冰開采井的出氣管道相連通，天然氣進氣管靠近混合器的位置安裝有氣泵b；所述冷卻除氣罐為封閉的容器，冷卻儲氣罐內下部儲存有氫氧化鈉飽和溶液；冷卻儲氣罐內頂部安裝有水淋噴頭，所述排氣管與冷卻儲氣罐的上部連通；所述冷卻儲氣罐下部連接有由海水進行冷卻的冷卻管道，冷卻管道的另一端連接有噴淋水泵，噴淋水泵的出水端與水淋噴頭連接。與現有技術相比較，本專利技術的有益效果是：本專利技術通過安裝在前部的鉆頭旋轉切削作用待開采礦層表面，通過驅動電機a帶動鉆頭轉動，刀片旋轉切削采礦層，在磨削力的作用下，可燃冰從采礦層剝落，進入儲礦腔，進入儲礦腔內的可燃冰在螺桿機構運輸下經由傳送機構被送至礦基表面，在開采的同時完成運輸的功能，具有較好的工作效率；此外，各個所述電機由安裝在海底的發電裝置進行供電，系統內部實現自主功能，環保節能。附圖說明圖1是本專利技術經由海底礦井管道輸送至開采區的狀態示意圖。圖2是本專利技術的結構示意圖。圖3是本專利技術鉆頭組件、螺桿機構以及與其相連的其它機構示意圖。圖4是本專利技術轉頭組件及尾部抵緊機構的示意圖。圖5是本專利技術豎直開采工況圖。圖6是本專利技術水平開采工況圖。圖7是傳輸階段傳輸機構的示意簡圖。圖8是發電裝置的連接結構示意圖。圖9是懸浮輸電線的剖面結構示意圖。圖10是電纜外皮的結構示意圖。1、開采裝備；10、殼體；101、滾輪；102、預緊彈簧；11、鉆頭；110、刀片；111、儲礦腔；112、鉆頭基體；113、轉動帶；114、驅動電機a；115、抵緊液壓缸；12、傳送機構；121、傾斜運送料斗；122、傳送帶；13、螺桿機構；131、螺桿驅動電機；132、送料螺桿；14、尾部抵緊機構；141、頂缸驅動電機；142、液壓頂缸；143、抵緊支座；15、側部抵緊機構；G、海底巖石層；H、小型吊機；L、管道；M、可燃冰；N、管道固定支架；Z、抓斗；S1、開采階段；S2、運輸階段；S3、吊升階段。具體實施方式實施例1根據圖1~圖4所示，一種海底可燃冰鉆式開采裝備，其包括圓柱形殼體10、安裝在所述殼體前端的鉆頭11、設置在所述殼體內的傳送機構12和螺桿機構13、以及安裝在所述殼體后部數量不少于2組的尾部抵緊機構14；所述殼體包括前封閉部和后開合部；所述螺桿機構13安裝在所述殼體的前封閉部內；所述傳送機構12安裝在所述殼體的后開合部內；所述殼體外壁沿軸線等距轉動連接有滾輪101；所述滾輪的安裝支座浮動設置并通過預緊彈簧102與所述殼體連接；該結構能夠使得本專利技術在工作時，殼體表面的滾輪與巖層面直接接觸，運動過程中本專利技術與巖層面為滑動摩擦作用，且預緊彈簧能夠使滾輪與凹凸不平的巖層面接觸充分。所述鉆頭包括鉆頭基體112、安裝于所述鉆頭基體前部并伸出所述殼體前端的刀片110，以及通過轉動帶113驅動所述鉆頭基體轉動的驅動電機a114；所述殼體內對應鉆頭基體位置成型有鉆頭基體安裝基座；所述驅動電機a固定連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述鉆頭基體、鉆頭基體安裝基座與殼體內壁間形成有用于存儲所述刀片采掘下來的礦物塊的儲礦腔111；所述鉆頭基體安裝基座后部沿所述殼體軸線方向安裝有數量不少于4組的抵緊液壓缸115；所述抵緊液壓缸后部固定連接在所述殼體內壁上，所述抵緊液壓缸活動端通過螺紋連接在所述鉆頭基體安裝基座上；當本專利技術鉆頭作用開采巖層面工作時，抵緊液壓缸驅動所述鉆頭相對于所述殼體向前運動，使得旋轉中的刀片作用在開采面上，通過旋轉的刀片作用使礦體脫離，實現開采。所述螺桿機構13包括送料螺桿132，安裝在殼體內壁通過帶傳動連接所述送料螺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海底可燃冰鉆式開采裝備，其特征在于：其包括圓柱形殼體、安裝在所述殼體前端的鉆頭、設置在所述殼體內的傳送機構和螺桿機構、以及安裝在所述殼體后部數量不少于2組的尾部抵緊機構；所述殼體包括前封閉部和后開合部；所述螺桿機構安裝在所述殼體的前封閉部內；所述傳送機構安裝在所述殼體的后開合部內；所述殼體外壁沿軸線等距轉動連接有滾輪；所述滾輪的安裝支座浮動設置并通過預緊彈簧與所述殼體連接；所述鉆頭包括鉆頭基體、安裝于所述鉆頭基體前部并伸出所述殼體前端的刀片，以及通過轉動帶驅動所述鉆頭基體轉動的驅動電機a；所述殼體內對應鉆頭基體位置成型有鉆頭基體安裝基座；所述驅動電機a固定連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述鉆頭基體、鉆頭基體安裝基座與殼體內壁間形成有用于存儲所述刀片采掘下來的礦物塊的儲礦腔；所述鉆頭基體安裝基座后部沿所述殼體軸線方向安裝有數量不少于4組的抵緊液壓缸；所述抵緊液壓缸后部固定連接在所述殼體內壁上，所述抵緊液壓缸活動端通過螺紋連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述螺桿機構包括送料螺桿，安裝在殼體內壁通過帶傳動連接所述送料螺桿的螺桿驅動電機；所述送料螺桿后部成型有出料口；所述送料螺桿前部伸入所述儲礦腔內；所述殼體內壁對應所述出料口位置安裝有傳送機構；所述傳送機構包括傳送帶，固定連接在所述傳送帶上的多個傾斜運送料斗；多個所述的傾斜運送料斗沿傳送帶長度方向等距布置；所述傾斜運送料斗斜向上開口；所述出料口的方向與所述傾斜運送料斗的開口相對；所述尾部抵緊機構包括作用于工作支持面的抵緊支座，驅動所述抵緊支座上下運動的液壓頂缸，以及驅動液壓頂缸運動的頂缸驅動電機；所述頂缸驅動電機和液壓頂缸通過安裝基座螺紋連接在殼體上；所述液壓頂缸下端與所述抵緊支座螺紋連接；所述殼體內在鉆頭基體安裝基座和螺桿驅動電機之間位置安裝有數量不少于4組的側部抵緊機構；所述側部抵緊機構包括側部抵緊頂板，驅動所述側部抵緊頂板垂直殼體壁面上下運動的液壓缸，以及驅動液壓缸的驅動電機b；所述殼體內還安裝有控制電路板，所述驅動電機a、螺桿驅動電機、頂缸驅動電機、驅動電機b與所述控制電路板電連接。...

【技術特征摘要】
1.一種海底可燃冰鉆式開采裝備，其特征在于：其包括圓柱形殼體、安裝在所述殼體前端的鉆頭、設置在所述殼體內的傳送機構和螺桿機構、以及安裝在所述殼體后部數量不少于2組的尾部抵緊機構；所述殼體包括前封閉部和后開合部；所述螺桿機構安裝在所述殼體的前封閉部內；所述傳送機構安裝在所述殼體的后開合部內；所述殼體外壁沿軸線等距轉動連接有滾輪；所述滾輪的安裝支座浮動設置并通過預緊彈簧與所述殼體連接；所述鉆頭包括鉆頭基體、安裝于所述鉆頭基體前部并伸出所述殼體前端的刀片，以及通過轉動帶驅動所述鉆頭基體轉動的驅動電機a；所述殼體內對應鉆頭基體位置成型有鉆頭基體安裝基座；所述驅動電機a固定連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述鉆頭基體、鉆頭基體安裝基座與殼體內壁間形成有用于存儲所述刀片采掘下來的礦物塊的儲礦腔；所述鉆頭基體安裝基座后部沿所述殼體軸線方向安裝有數量不少于4組的抵緊液壓缸；所述抵緊液壓缸后部固定連接在所述殼體內壁上，所述抵緊液壓缸活動端通過螺紋連接在所述鉆頭基體安裝基座上；所述螺桿機構包括送料螺桿，安裝在殼體內壁通過帶傳動連接所述送料螺桿的螺桿驅動電機；所述送料螺桿后部成型有出料口；所述送料螺桿前部伸入所述儲礦腔內；所述殼體內壁對應所述出料口位置安裝有傳送機構；所述傳送機構包括傳送帶，固定連接在所述傳送帶上的多個傾斜運送料斗；多個所述的傾斜運送料斗沿傳送帶長度方向等距布置；所述傾斜運送料斗斜向上開口；所述出料口的方向與所述傾斜運送料斗的開口相對；所述尾部抵緊機構包括作用于工作支持面的抵緊支座，驅動所述抵緊支座上下運動的液壓頂缸，以及驅動液壓頂缸運動的頂缸驅動電機；所述頂缸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李峰，喻文武，梁嘉麟，
申請(專利權)人：杭州云蜂工業設計有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33