海底取样器工作机理分析及选用原则——海底取样技术专题之二

分析了海底取样过程的"桩效应”问题,阐述了振动取样器贯入沉积物的原理,归纳了取样器的选用原则,并就完善海底取样技术提出了建议.     

重力取样器取样技术研究

在湖泊环境研究中，淤泥质沉积物取样是一项很重要的工作，样品的取心率和原状性直接影响了环境研究的结果。重力取样器是获取湖泊、水库等水域浅层湖泊沉积物的一种经济有效、操作简单的常用工具。因此研究重力取样器的取样技术对环境研究具有积极的意义。研究了重力取样器的取样技术，并在此基础上成功设计了一种便携式的重力式取样器，非常适合环境研究机构的沉积物取样工作。     

地下水污染调查取样技术

简单介绍了不同类型的地下水取样器、各种取样器的工作原理及优缺点;较详细地介绍了FFS-A型地下水定深取样器的设计、工作原理和使用方法.     

海洋冲击伸缩绳索取样器的研制与应用

海洋沉积物地层主要由淤泥、软土、半固结泥岩、砂岩等组成,沉积物地层钻探取样是海洋工程和地质调查的重要组成部分。常规回转取样器取样,极易破坏样品的原状而且取样率较低;静压取样器取样,在砂岩、半固结泥岩等较硬地层取样率较低。针对上述问题,研制了一种冲击伸缩绳索取样器,该取样器结合了静压取样器和锤击取样器的特点,实现对海底以沉积物为主地层的高保真取样。     

基于矿浆在线取样控制系统的软件开发

矿浆取样器是专门用于矿浆样品的取样机构,包含了取样器主体和电气控制两部分,要保证取样器的正常工作,控制系统的设计必须安全可靠。顺应设备信息化和智能化的发展,离线工作的取样器已不能满足选矿厂的发展需要,基于此,本文开发了矿浆在线取样控制系统软件,在ARM开发平台上,利用Keil uVision4 MDK设计了针对矿浆在线取样控制的应用程序,同时开发了基于MCGS组态软件的人机交互界面,用于状态的显示和参数的配置等。本文所开发的矿浆在线取样控制系统软件,用户可以根据实际情况进行调节,使用安全,便于操作,具有很好的可维护性和可扩展性,针对不同的采样点涉及M系列和TMC系列的多种型号取样器,还可配合BOXA在线分析仪和BPSM在线粒度仪等协同工作。同时,保证取样器能发挥自身功效,具有良好的代表性,满足用户的工况需求。配备该软件的取样控制系统已经在沙溪铜矿、城门山铜矿等矿山企业得到应用,反应良好。     

天然气水合物孔底冷冻取样技术

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是通过外部冷源采用主动式降温的方法在孔底冷冻天然气水合物岩心,从而抑制水合物分解来获得水合物岩心的方法.首先,分析了孔底冷冻取样方法的町行性.然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰法冷冻方式.最后,研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器,通过钻进实验取得冷冻岩心.本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路.     

海底天然气水合物取样器冷却技术研究现状

天然气水合物是一种潜力巨大的替代性能源,其可以稳定地存在于一定的低温高压条件之下。在天然气水合物钻探作业中,冷却保温技术是天然气水合物钻探的关键技术之一。低温可以抑制天然气水合物分解,这对获取水合物样品有着十分重要的作用。本文首先概述了海底天然气水合物取样器保温冷却技术研究现状,并对取样器冷却保温技术进行深入的调查研究和分析。然后对日本的PTCS取样器中的冷却保温技术和国内具有冷却保温功能的取样器进行了详细介绍,并对相关技术进行分析和总结,最后对海底天然气水合物取样器冷却保温技术的发展做了总结与展望。     

天然气水合物的钻进过程控制和取样技术

分析了天然气水合物的稳定条件及对钻进过程的影响,讨论了天然气水合物的钻进泥浆控制策略和取样(心)技术,同时介绍了大洋钻探(0DP)使用的保压取样器PCS.     

TK-1型压入活塞式取样器运动阻力计算及海上取样试验

在海上采用压入活塞取样器取砂、土样在国内尚属首次。经过对取样器进行科学的模拟计算,获得了取样器运动阻力和压入地层所需的压力,试验表明,这些数据符合海上取样的实际情况。所设计的密封装置、翻板取样器及PC取样管等满足了海上取样要求。     

我国自主研制成功深水随钻取样器可钻取3000m水深海底样品

国土资源网消息(2011-10-17)近日,北京探矿工程研究所金刚石钻头技术研发中心成功研制出深水随钻取样器,即将在动力定位钻探船上用于3000m水深的海底取样。这是我国首次研制具有独立知识产权的深海取样钻具。     

深海浅地层岩芯取样钻机的研制

深海浅地层岩芯取样钻机是进行深海底矿产资源勘探、深海底地质调查等不可缺少的重大技术装备。长沙矿山研究院成功研制出我国第1台深海浅地层岩芯取样钻机,并已连续3年在太平洋我国富钴结壳勘探区大规模的成功应用。介绍了我国深海浅地层岩芯取样钻机的技术特点、设计思路、功能与性能参数、实验室试验及海上实际应用情况等。     

海底钴结壳开采的畅想

在海底有许多“壳状”沉积广布于水下海山上,成分主要为富钴结壳,是我们日常新能源电池、航空工业等生产不可或缺的重要元素,我国钴资源十分稀缺,其中大量需从国外进口,但其却在太平洋、印度洋、大西洋的海底均有大量分布。目前我国许多科学家都在对如何开采海底的富钴结壳进行研究,但所有的进展都还仅仅停留于实验阶段。因此对于海底富钴结壳开采需要我们大胆的畅想设计,只有这样才能勇于突破现有的瓶颈,最终实现海底富钴结壳的开采。     

光电复合缆供电的深海2米岩芯钻机的研制

深海浅地层岩芯取样钻机是进行深海底地质调查、深海底矿产资源勘探不可缺少的重大技术装备[1]。我国第一台深海浅地层岩芯取样钻机于2003年研制成功并连续多年成功应用。但该型深海钻机由蓄电池组供电,受电池本身性能的影响,存在一些使用限制。本次研发的深海2米岩芯取样钻机采用铠装光电复合缆向海底进行大功率长距离输电和光纤通信,并在我国大洋调查中首次应用。本文介绍了钻机的基本结构与功能、主要技术指标和技术难点、工作原理与步骤、海上试验情况等。光缆钻机的研制成功解决了铠装光电复合缆高压大功率供电、高速数据通讯、多重安全保护系统等关键技术问题。     

SSZ-1型双管双簧海底振动取心钻具

针对海底振动取样的一些特殊情况,介绍了自行研制的适用于海底振动取样的SSZ-1型双管双簧取心钻具,分析了其结构原理及对海底取样的适应性。     

用于海底振动取样钻进的振动器设计理论与实践

与地表振动钻进相比,在海底振动钻进过程中,存在海水的阻尼及海水参与振动等问题.采用简化的力学模型并用修正系数考虑了海底振动钻进的特殊工况,对影响振动钻进效果的振动器振动参数进行了全面分析,并设计了一种适合于在水深500 m以浅的海底土层进行振动取样钻进的振动器.     

海底沉积物原位土工力学测量装置测控系统设计与实现

介绍了海底沉积物原位土工力学测量装置测控系统的硬件组成,对测控系统的电源进行了分析计算,对测控系统的软件组成进行了说明,并对该装置在中国五矿国际海底矿区获得的海上试验数据进行了分析计算。结果表明,在矿区某区域海底沉积物的贯入阻力随着贯入深度增加而逐渐增大; 剪切深度150 mm和300 mm处,土体被破坏后的平均剪切强度分别为7.72 kPa和7.58 kPa。     

基于Backstepping方法的海底摆臂型履带式移动平台行走路径控制

在深海采矿过程中, 摆臂型履带式海底移动平台通过海底崎岖地形时难以按预定的开采路径行走, 基于Backsteping方法, 设计其行走路径控制律。利用ADAMS/ATV履带车模块和MATLAB/Simulink软件, 建立了海底摆臂型履带式移动平台多刚体动力学模型与控制系统联合仿真模型, 开展其越障工况下的行走路径控制仿真研究。仿真结果表明:在基于Backstepping方法所设计的控制律作用下, 海底摆臂型履带式移动平台在越障过程中位姿和速度均可快速收敛, 说明车体能以预定速度按预定开采路径行走, 所设计的控制律对于其行走路径控制是有效的。     

YHZ-1型遥控振动式海底取样钻机

YHZ-1型遥控振动式海底取样钻机包括船上设备和海下钻机2大部分,应用了计算机技术和现代电子测控技术.介绍了其结构原理、性能特点、技术参数及电气系统.     

海底地质勘探多次取芯钻机试验研究

富钴结壳多次取芯钻机是可以一次下水、多次取芯的深海底矿产资源勘探、地质调查的重大技术装备。长沙矿山研究院成功研制出我国第1台富钴结壳多次取芯钻机,参加海上试验并取得成功。在介绍富钴结壳钻机的基本机构和参数的基础上,对钻机设计的创新点与技术难点进行了分析,尤其是对钻机的多次取芯技术进行了详细阐述。     

海底矿产资源开发技术经济评价模型研究

海底矿产资源技术经济评价研究是当前我国国际海底资源开发工作中必不可少的重要内容。本文针对海底矿产资源及其开发利用技术现状,基于折现现金流量法,建立了适合我国的海底矿产资源开发技术经济评价模型。并利用该评价模型针对具体项目进行了实例评价分析,结果表明海底矿产资源开发项目具有投资大、收益高、高回报率的特点。进一步的敏感性分析表明:对经济效益影响最大的因素依次为矿石产量、矿石品位和金属价格。