一种深海采矿船及其舱室的制作方法

1.本发明涉及一种采矿船，尤其涉及一种深海采矿船及其舱室，属于船舶与海洋工程的技术领域。


背景技术：

2.采矿船船型与舱室布置与常规的散货船以及挖泥船具有较多的不同，如专利公开号cn204783015u公开的一种采选一体式海底采矿船，其实质为一种适用于浅海海域的采矿船，在该采选平台上从后到前依次设置有定位系统、机舱、选矿系统、采矿系统；选矿系统包括依次连接的滚筒筛、若干分矿筒、与分矿筒对应的螺旋溜槽组，所述螺旋溜槽组包括粗选螺旋溜槽、精选螺旋溜槽、扫选螺旋溜槽，在螺旋溜槽组下方设置有矿浆池；机舱包括舱内机舱和甲板机舱两部分，动力系统于甲板机舱内。但是采用常规形式的船型简单改造为采矿船容易遇到很多新的技术问题，一方面，矿物需要捣碎，开采以及储存等，另一方面，矿物储存舱室内的加强筋附近容易堆积大量矿物，特别是具有折角的加强筋，在清理矿物储存舱室带来极大困难，如不清理，长期堆积容易造成局部船体结构出现矿物粘连从而影响船体局部结构强度。采用绞吸等设备可以满足浅海区域的采矿要求，但是深海矿物储量更加丰富，捣碎的矿物需要抽吸至主船体储存，基于常规的海洋石油钻井设备只能满足石油的传输与储运，无法满足深海采矿的技术要求。
3.现有采矿船结构设计与常规船型设计具有较大区别，存在长期堆积容易造成局部船体结构出现矿物粘连从而影响船体局部结构强度的问题，本发明提出一种深海采矿船及其舱室。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种深海采矿船及其舱室，基于本发明提供的深海采矿船及其舱室可以有效解决上述问题。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种深海采矿船及其舱室，包括矿物储存舱，压载水舱室，矿物水平传送舱室，燃油舱室以及作业系统，月池区域位于船的纵向中心位置，且在月池区域纵向前后位置设置矿物储存舱，作业系统包括集矿系统，扬矿系统以及布放回收系统。
6.进一步，所述矿物储存舱长度方向占全船长度的40％-60％。
7.进一步，所述矿物储存舱的前端壁距离船的首尾垂线距离为全船船长的15％-20％，后端壁距离船的首尾垂线距离为全船船长的20％-25％。
8.进一步，所述矿物储存舱区域典型横截面具有两种不同形式，一种采用尾部或者中部单独集成的作业设备舱室的矿物储存舱室布置形式，另一种采用与作业设备舱室并联的矿物储存舱布置形式。
9.进一步，所述矿物储存舱区域最外围布置为压载水舱室，内部分隔为矿物储存舱室、燃油舱室以及矿物水平传送舱室。
10.进一步，所述水平传送舱室位于矿物储存舱室的底部中心位置。
11.进一步，所述矿物储存舱室横向范围为50％-60％船宽。
12.进一步，所述矿物储存舱室内设有漏斗状滤水槽，滤水槽与水平方向的夹角为40
°
到50
°
。
13.进一步，所述集矿系统由集矿车以及监控系统组成，扬矿系统由硬管，软管以及水下扬矿泵组成。
14.进一步，所述布放回收系统由门架以及塔架组合吊放回收各种采矿所需的水下处理设备，并具有升沉补偿性能。
15.本发明的有益效果是：
16.本发明提供的一种深海采矿船及其舱室，能够满足采矿船的采矿作业要求，并且满足矿物储存舱舱室容积最大化的特点，并且基于本发明提供的舱室方案能够快速的设计出一条采矿船的舱室布局以及设备布置。
附图说明
17.图1是深海采矿船的总布置图；
18.图2是小截面矿物储存舱a典型横剖面示意图；
19.图3大截面矿物储存舱b典型横剖面示意图；
20.图中：1为矿物储存舱，2为月池区域以及钻井系统，11为矿物储存舱室，12为压载水舱室，13为水平传送舱室，14为燃油舱室，15为作业设备舱室。
具体实施方式
21.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
22.如图1所示，本发明提供的一种深海采矿船及其舱室，包括矿物储存舱1、月池区域以及钻井系统2以及其他设备。其他设备以及布置按需求进行配置，且与常规船型的设计方式类似。
23.图1中，月池区域以及钻井系统2位于船的纵向中心位置，且在月池区域纵向前后位置设置矿物储存舱1，为了保证矿物的最大储存量，矿物储存舱1应当设计的足够大，因此根据各种设备舱1以及压载水舱室12的分配之后，最大矿物储存舱1的总长度占全船长度的40％-60％，且矿物储存舱1的前后端壁距离船首尾垂线的距离为15％-20％，20％-25％船长距离。
24.根据矿物储存舱1的纵向位置，可以确定矿物储存舱室的最优化横截面，一般同一采矿船的矿物储存舱1均采用相同的横截面形式，由于深海采矿船存在月池结构布置的影响为了保证靠近月池区域的矿物储存舱舱壁与月池舱壁对接，采用图2所示截面形式，针对原理月池结构区域，选取的矿物储存舱室横截面如图3所示。
25.如图2及图3所示，大截面中的作业设备舱室15集成在船尾空间内。图2所示的小截面矿物储存舱优势在于每个矿物储存舱室11均有独立的作业设备舱室15，所有矿物的作业均是并联，因此矿物作业相互不干扰，而且舱壁分布较为均匀，有利于结构强度；图3所示的大截面矿物储存舱优势在于作业设备舱室15集成在一个区域，矿物储存舱室11舱壁较少，船体整体重量较轻，成本较低，而且由于舱室较少，因此矿物储存舱便于清理。
26.针对图2以及图3所示的矿物储存舱对采矿船的矿物储存舱特征进行阐述，矿物储存舱最外围布置为压载水舱室12，内部分隔为矿物储存舱室11，燃油舱室14，以及水平传送舱室13，其中，水平传送舱室13位于矿物储存舱室11的底部中心位置，矿物储存舱室11横向范围为50％-60％船宽，矿物储存舱室11的漏斗状滤水槽的斜角为40
°
到50
°
，滤水槽的高度以水平桁高度为准，即滤水槽顶部趾端与水平桁平齐，一般是舷侧压载水舱的中心位置。


技术特征：
1.一种深海采矿船及其舱室，其特征在于：包括矿物储存舱，压载水舱室，矿物水平传送舱室，燃油舱室以及作业系统，月池区域位于船的纵向中心位置，且在月池区域纵向前后位置设置矿物储存舱，作业系统包括集矿系统，扬矿系统以及布放回收系统。2.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱长度方向占全船长度的40％-60％。3.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱的前端壁距离船的首尾垂线距离为全船船长的15％-20％，后端壁距离船的首尾垂线距离为全船船长的20％-25％。4.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱区域典型横截面具有两种不同形式，一种采用尾部或者中部单独集成的作业设备舱室的矿物储存舱室布置形式，另一种采用与作业设备舱室并联的矿物储存舱布置形式。5.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱区域最外围布置为压载水舱室，内部分隔为矿物储存舱室、燃油舱室以及矿物水平传送舱室。6.根据权利要求5所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述水平传送舱室位于矿物储存舱室的底部中心位置。7.根据权利要求5所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱室横向范围为50％-60％船宽。8.根据权利要求5所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述矿物储存舱室内设有漏斗状滤水槽，滤水槽与水平方向的夹角为40
°
到50
°
。9.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述集矿系统由集矿车以及监控系统组成，扬矿系统由硬管，软管以及水下扬矿泵组成。10.根据权利要求1所述的深海采矿船及其舱室，其特征在于：所述布放回收系统由门架以及塔架组合吊放回收各种采矿所需的水下处理设备，并具有升沉补偿性能。

技术总结
本发明涉及一种深海采矿船及其舱室，包括矿物储存舱，压载水舱室，矿物水平传送舱室，燃油舱室以及作业系统，月池区域位于船的纵向中心位置，且在月池区域纵向前后位置设置矿物储存舱，作业系统包括集矿系统，扬矿系统以及布放回收系统。本发明提供的一种深海采矿船及其舱室，能够满足采矿船的矿物储存舱舱室容积最大化的特点，并且基于本发明提供的舱室方案能够快速的设计出一条采矿船的舱室布局以及设备布置。备布置。备布置。


技术研发人员：王璞 李成君 张勇 童波 张海彬
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七0八研究所
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/2/3