[发明专利]海底结核集中系统和方法

说明书

本文公开了一种海底结核集中系统。该海底结核集中系统具有水面船只以及固定至该水面船只的海下转向运载工具。海下转向运载工具适于由水面船只拖曳。海底结核集中系统还具有连接至海下转向运载工具的结核收集装置。结核收集装置位于海底。海底结核集中系统还具有适于确定结核收集装置的位置并将该位置信息通信至海下转向运载工具以及水面船只的定位设备。

技术领域

本发明涉及海底结核集中系统。具体地，但不排除其他地，本发明涉及用于采集位于深海海底的矿物结核的系统和方法。

背景技术

在海洋中的各种位置中，具体是在太平洋中部到夏威夷群岛南部的广大区域中，深海的底部上的泥质表层中存在多金属结核。结核大小从卵石大小到拳头大小变化，且通常位于约5000米的水深处。

二十世纪七十年代后期以来，人们一直进行各种尝试以设计建造从深海海底开采结核的商业可行方案。

第4,042,279号美国专利描述了一种现有解决方案。该方案包括海底结核回收运载工具以及用于将矿石从海底结核回收运载工具运输到水面船只的矿石提升系统。

第4,042,279号专利中描述的海底结核回收运载工具是一种被称为海底雪橇的运载工具。海底雪橇通常不能靠自身动力移动也不具有转向能力。在所描述的系统中，海底结核回收运载工具以及相关联的矿石提升系统由水面船只拖曳，并从靠近回收运载工具的下侧的海底收集结核。然后，将位于泥浆中的结核从回收运载工具泵送到矿石提升系统，在这种情况下，矿石提升系统为提升管道。

第4,042,279号美国专利中描述的解决方案具有各种缺点。虽然海底结核回收运载工具能够足够有效地从海底收集结核并将收集的结核传送至矿石提升系统，但是，主要由于提升管道拖拽以及涡流脱落效应，海底结核回收运载工具在其运行时不能沿预定路径转向，并且倾向于“迂回前进”。随着在水中速度加快，该效应会愈发严重。

在海底结核回收船只在约5000米的水深处工作的情况下，不能保持所期望路线会极大降低从海底回收结核的速率。

第4,042,279号美国专利中描述的系统的另一缺陷是与水面船只以及矿石运送系统相关联的成本。水面船只需要足够大以使提升系统朝向海底延伸足够长度，从而将矿石运送到水面船只。

与该范围的提升系统相关联的重量非常大，因而，水面船只需要足以承载该重量的大小。这导致在任意给定时间段海底结核回收船只仅能够回收相对少量的结核的情况下运行成本极高。

本说明书中所包括的关于文献、动作、材料、设备、物品等的任何讨论均仅用于为本发明提供背景。不应将其视为承认任何或所有以上事项因在本申请的优先日之前存在而构成本发明相关领域的现有技术基础的一部分，或作为本发明相关领域的一般常识。

发明内容

发明目的

本发明的目的是克服或至少缓解以上问题中的一个或多个和/或为消费者提供一种有用的或商业的选择。

本发明的其他优选目将在以下描述中变得显而易见。

发明内容

在一种形式中，虽然其不必是唯一的形式或者甚至是最宽泛的形式，本发明涉及一种海底结核集中集中系统，其包括：

水面船只；

海下转向运载工具，固定至水面船只，该海下转向运载工具适于由水面船只拖曳；

结核收集装置，连接至海下转向运载工具，该结核收集装置位于海底；以及

定位设备，适于确定结核收集装置的位置并将该结核收集装置的位置信息通信至海下转向运载工具以及水面船只。