[发明专利]一种快装巢囊式海上采矿平台的建造方法

说明书

这种快装巢囊式海上采矿平台由多个独立平台单元相互组合形成，可拼装组合成各种形状和大小的采矿平台布局；独立平台单元的框架笼如蜂巢形状，每个方框都形成上下贯通的巢道，每条巢道中定距离挂设悬吊气囊，工作时期，能够方便地对框架笼的悬吊气囊进行检修和更换；由于这种采矿平台拥有数量庞大的浮力微元子——悬吊气囊，即使多个浮力微元子破损，仍不致影响平台承载能力的大局，因此，这种巢囊式采矿平台抗破损能力强，安全性更高，且方便维护修复；另外，这种巢囊式采矿平台较之船舶式整体平台更能缓冲和抵御风浪作用，在海洋气候环境下作业稳定性更好；且能适应内陆水体的浮桥、平台等工程使用。

技术领域：

本申请属海洋采矿技术领域。

技术背景：

非油气海上采矿平台在较深海域一般适用漂浮式，使采矿平台能够随海底采场推进而方便移动；目前，这种采矿平台仍以船舶式为主，大而笨重，需要在工厂整体建造；本申请提出一种快装巢囊式、海上漂浮的采矿平台，建造方法是：在工厂预制平台部件，运输到现场组装成平台，平台可大可小，可分离可合并，方便采矿作业；发明内容如下。

发明内容：

这种快装巢囊式海上采矿平台由多个独立平台单元相互组合形成；独立平台单元可拼装组合成分区采矿平台，分区采矿平台又可以合并成大区采矿平台，根据采矿需要随时拼装组合或者拆分解体，可形成各种形状和大小的采矿平台布局；独立平台单元的组成构造见附图1，它包括四个主要部分，分别是：框架笼1、悬吊气囊2、平台桁架3和平台铺板4。

框架笼1是用型钢或其他适用材料组构的一个立方形体框架，其结构如蜂巢形状；框架笼平面的每个方框都形成上下贯通的巢道，每条巢道中定距离挂设N个悬吊气囊2；框架笼的高度即是巢道长度，也是独立平台单元的最大吃水深度；本例中：框架笼的平面尺寸为10m×10m，高度25m，巢道断面1m×1m，按5m间距，每条巢道挂设5个悬吊气囊；为定位布置悬吊气囊，在框架笼每条巢道的四角，各设置一幅挂环构件(图中未画出)；组成框架笼的横撑竖撑宜选用轻型材料，以减轻框架笼自重；本例：框架笼全部选用50mm×50mm中空方钢；每节方钢内腔充填泡沫塑料，端部充填密封性可靠的树脂或塑胶，这样可避免海水浸入造成的内腐蚀，焊接成型后，构件外部再涂刷防腐漆。

挂环构件的组成如附图2所示：开缝套管5贯通巢道，用固定片12焊接固定在角点的横撑上，内接杆7穿插在开缝套管中；开缝套管和内接杆顶部分别留有限位孔，用限位销6实现定位；内接杆上固定有挂环板10，挂环板上留有挂环孔11，挂环孔用于栓系悬吊气囊2的悬吊绳，挂环板的间距适应悬吊气囊间距；挂环板伸出开缝套管的贯通开缝，使内接杆和挂环板能够沿开缝套管上下移动；内接杆是分节连接的，分节长度适应悬吊气囊；连接块8焊接在内接杆的每分节端部，用螺钉9实现内接杆的连接；悬吊气囊安装时，内接杆分节连接，送入开缝套管中，携带悬吊气囊下降到设计位置；检修时，内接杆提起并分节拆卸，将悬吊气囊带到上部，进行更换或修理；挂环构件的组成结构，使采矿平台在工作时期，能够方便地对框架笼每条巢道的悬吊气囊进行检修和更换。

为独立平台单元提供承载能力的浮力微元子是悬吊气囊2；悬吊气囊用柔性材料制作，充气后膨胀成压气罐形状，放气后能恢复柔性，便于折叠收回；悬吊气囊带有四条悬吊绳(图中未画出)，四条悬吊绳分别栓系在巢道四角挂环构件的挂环孔中，产生上向拉力；悬吊气囊上部安装有一条柔性通气管(图中未画出)，通气管连接巢道上口的配气阀块；悬吊气囊上部还安装有排气安全阀(图中未画出)，当气囊内外压力差大于设定值时，安全阀排气泄压以保护气囊；悬吊气囊的膨胀直径与巢道适应，悬吊气囊的膨胀长度适应其挂设间距；工作时期悬吊气囊处于不同的吃水深度，控制的充气压力为最大吃水深度的对应压力+膨胀超压；这样的设定，使得各悬吊气囊虽然吃水深度不同，但内外压差基本相同，悬吊气囊承载的压力负荷基本一致，可以选用同等材质；由于采矿平台拥有数量庞大的浮力微元子——悬吊气囊，即使多个浮力微元子破损，仍不致影响平台承载能力的大局，因此，这种巢囊式采矿平台抗破损能力强，安全性更高，且方便维护修复。