本發(fā)明涉及一種用于深海采礦的浮船，更具體地，涉及一種進塢裝置(設(shè)備)，其用于在開始采礦操作時將水下采礦車從浮船的進塢井發(fā)射到水體中，以及在采礦操作結(jié)束時從水體回收所述采礦車。本發(fā)明進一步涉及這種裝置和附接至其的水下采礦車的組件。本發(fā)明最后涉及一種用于使用該裝置將水下采礦車從浮船的進塢井發(fā)射到水體中和/或從水體回收采礦車的方法。

背景技術(shù)：

深海采礦包括從海體(在海體下方)在較大深度處收集礦床，諸如多金屬結(jié)核、鉆石、金和稀土。多金屬結(jié)核可例如包括鎳、銅、鈷和錳結(jié)核。在深海采礦中，海底可能離海面多達5000多米的距離，并且，開發(fā)用于在這種深度收集結(jié)核的采礦車面臨許多挑戰(zhàn)。

深海采礦船需要將水下采礦車帶到海底以及在采礦操作結(jié)束之后將其從海底回收。其中典型的采礦船包括一些類型的從進塢井操作的發(fā)射和進塢裝置。進塢井通常通過船體并由其包圍，在其底側(cè)通向大海，限定所謂的進塢井的浪濺區(qū)。如果需要的話，進塢井可在底部通過移動門來封閉。還可能在采礦船的側(cè)邊緣上發(fā)射采礦船，在該結(jié)構(gòu)中，發(fā)射和進塢裝置從采礦船的所述側(cè)邊緣操作。在本申請的上下文中，用詞“進塢井”還包括采礦船的任何側(cè)壁。深海采礦船通常還包括泵送裝置，其用于將采到的礦床從海底帶到船上的通過運輸管道系統(tǒng)保持的儲藏室。立管列從采礦船延伸至采礦車，以朝向海面運送采到的礦物結(jié)核。升降系統(tǒng)通常用于提升和發(fā)射立管列。

WO 2007/135399 A1公開了一種用從船上發(fā)射設(shè)備的裝置。典型的設(shè)備包括用于與海床井口(seabed wellhead)、BOP組、介入系統(tǒng)和海下處理設(shè)備(諸如泵和歧管)耦合的采油樹?，F(xiàn)有技術(shù)裝置包括進塢框架或支架，其位于船的甲板上并能夠在設(shè)于甲板上的軌道上平移。支架鉸接安裝至采礦船，并能在基本上水平的設(shè)備進塢位置和基本上豎直的發(fā)射位置之間傾斜。支架包括用于沿著支架的縱向方向引導設(shè)備的托架。

US 8,430,049 B1公開了一種用于采礦車的發(fā)射和回收系統(tǒng)?？蚣芟鄬τ诖装鍍A斜，使得框架的后端位于水面下方?？蚣艹休d攔截車，該通過在絞盤的幫助下拖開管線而將該攔截車降入水中。待發(fā)射或回收的采礦車附接至攔截車。

在發(fā)射水下采礦車時，最大環(huán)境情況通常受限于特定的浪高，在等待用于部署或回收采礦車的天氣窗口時損失大量時間。此外，在發(fā)射和回收的過程中還發(fā)生對海下采礦車的大量破壞。給定采礦車的尺寸、復雜性和成本，這是不可接受的。

在發(fā)射和回收水下采礦車時，上述缺點更容易出現(xiàn)。這種深海采礦車實際上配置為在收集結(jié)核時在海底移動，并且，采礦車在水中的重量與其海底接觸面之比優(yōu)選地應(yīng)小于6,90kPa(或大約690kg/m²)。因此，深海采礦車具有相對較小的重量和相對較大的接觸面的結(jié)合。這使得，在發(fā)射過程中當突然接觸移動的水體時難以控制采礦車，或者在回收操作過程中難以抓住采礦車。與船的零件或其他結(jié)構(gòu)碰撞的危險較高。

因此，本發(fā)明的目的是，提供一種用于以更加可控的方式將水下采礦車發(fā)射到水體中和/或從水體回收采礦車的裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在這里提供一種發(fā)射和/或回收裝置(設(shè)備)，其包括位于進塢井的側(cè)面并鉸接安裝至浮船的進塢框架，該進塢框架包括用于沿著框架的縱向方向?qū)⒉傻V車引入水中的第一采礦車接合裝置，并且，該進塢框架與驅(qū)動裝置操作地接合，以使框架在基本上水平的采礦車進塢位置和基本上豎直的采礦車發(fā)射或回收位置之間的豎直平面中傾斜；該裝置進一步包括第三接合裝置，其用于當采礦車至少部分地在船底下方延伸時引導采礦車。

已知的發(fā)射裝置以采礦車處于基本上水平位置(對應(yīng)于在海底采礦時采礦車的位置)的方式使采礦車降低通過進塢井。本發(fā)明允許在基本上豎直的位置降低采礦車和/或在基本上豎直的位置回收采礦車。這減小了水在采礦車上施加的拖曳力，并對發(fā)射和回收操作提供更好的控制。通過將采礦車接合并固定在框架的接合裝置中，可以以可控的方式較好地引導采礦車通過進塢井的浪濺區(qū)(其通常是相對較窄的空間)。這可通過在發(fā)射和/或回收的大部分操作過程中，在采礦車和船之間建立基本上剛性的連接來實現(xiàn)。

用語“基本上”在本申請的上下文中指的是至少為所示量的90％，更優(yōu)選地，至少為95％。

根據(jù)本發(fā)明的裝置允許在狹窄空間(例如進塢井)中以非常可控的方式豎直地降低或回收采礦車。由于現(xiàn)在也能夠在惡劣天氣條件下執(zhí)行一件采礦設(shè)備(例如采礦車)的發(fā)射和回收，因此這增加了采礦時間。

因此，本發(fā)明還涉及一種用于將海下采礦車從浮船的進塢井發(fā)射到水體中的方法。該方法包括：提供根據(jù)本發(fā)明的裝置；將采礦車與進塢框架以框架處于基本上水平的進塢位置中的方式連接；使框架在進塢位置和基本上豎直的采礦車發(fā)射位置之間的豎直平面中傾斜；以及在沿著框架的縱向方向引導采礦車的同時將采礦車降低到水中，其中，當采礦車至少部分地在船底下方延伸時，通過第三接合裝置引導采礦車。

本發(fā)明還涉及一種用于將海下采礦車從水體回收到浮船的進塢井中的方法，該方法包括：提供根據(jù)本發(fā)明的裝置；使采礦車到達浮船附近；當采礦車至少部分地在船底下方延伸時，通過第三接合裝置抓住并引導采礦車；使進塢框架處于基本上豎直的位置中；使采礦車和進塢框架接合；在沿著框架的縱向方向引導采礦車的同時將采礦車從水體向上拉出；以及使框架在基本上豎直的采礦車回收位置和基本上水平的進塢位置之間的豎直平面中傾斜。

當?shù)竭_海底上方時，附接至采礦車的提升框架將允許采礦車因其自身的重心而翻轉(zhuǎn)。優(yōu)選地首先背面落在海底上，以防止安裝在采礦車前面的收集器受損。

本發(fā)明的一個實施例提供一種裝置，其中，進塢井包括用于引導采礦車的第二接合裝置，當框架位于基本上豎直的采礦車發(fā)射位置中時，第二接合裝置與第一接合裝置連接。此實施例允許在水的方向上沿著進塢井的側(cè)壁在基本上豎直的發(fā)射位置中進一步引導采礦車。第二接合裝置代替第一接合裝置的功能。此實施例還允許沿著進塢井的側(cè)壁在基本上豎直的回收位置中進一步引導采礦車并使其浮出水面。然后，第一接合裝置代替第二接合裝置的功能。當進塢井相對較深時，本實施例是有用的。

一個有用的實施例涉及一種裝置，其中，第二接合裝置沿著進塢井的側(cè)壁延伸。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實際的實施例中，第一和第二接合裝置包括適于與位于采礦車上的引導支架配合的導軌。

沿著進塢井的側(cè)壁在基本上豎直的發(fā)射位置中引導采礦車，直到其至少部分地在船底下方延伸為止。由于第二引導裝置可能僅一直延伸至船底，所以采礦車在此位置中可能不再完全由第二引導裝置支撐，并可能表現(xiàn)出被水流帶走的趨勢。

因此，根據(jù)本發(fā)明，提供這樣一種裝置，其包括當采礦車至少部分地在船底下方延伸時引導采礦車的第三接合裝置。當從水體回收采礦車時，第三接合裝置也是有用的。然后，當采礦車至少部分地在船底下方延伸時，采礦車將首先與第三接合裝置接合。這允許防止采礦車過度運動。然后，使采礦車向上而與第二和第一接合裝置，以最終進塢。

另一實施例提供這樣一種裝置，其中，第三接合裝置可沿著進塢井在豎直方向上平移。這將允許在將采礦車釋放在水中和/或?qū)⒉傻V車從水中回收之前引導采礦車通過一定的豎直距離。在發(fā)射過程中和/或回收過程中的所有時間(在發(fā)射過程中至少從第三接合裝置仍接合采礦車的時刻開始，或者在從水體回收操作的過程中至少從第三接合裝置接合采礦車的時刻開始)，此實施例中的裝置和方法在浮船和采礦車之間提供剛性連接。

根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實際的實施例具有這樣的特點，即，第三接合裝置包括多個引導臂，這些引導臂在進塢井中在基本上水平的方向上延伸，并可在水平方向上平移。例如，引導臂可通過液壓裝置致動。在另一實施例中，第三接合裝置包括適于與采礦車接合(例如與設(shè)于采礦車上的軌道組件接合)的襯墊。

為了允許在惡劣條件下進行發(fā)射和回收，可遵循特定順序。通過倒置(upending，倒立)的進塢框架將采礦車倒置在豎直位置中，并通過第一和第二接合裝置可控地下降通過浮船進塢井中的浪濺區(qū)。使采礦車豎直地下降，這可減小其在水體中的前表面。在釋放采礦車之前，可通過接合采礦車的例如引導臂形式的第三接合裝置進一步引導采礦車。使采礦車進一步下降，因此其與第一和第二接合裝置基本上分離。然后，引導臂平穩(wěn)地打開，以使采礦車在水流中找到其理想的自由懸浮位置。最后，將通過吊繩使采礦車進一步下降。

在回收操作中，使順序反過來。首先，通過例如拉起吊繩而使采礦車從海底向上到達采礦船附近。然后，操作第三接合裝置，以抓住采礦車。在一個實施例中，這可通過打開引導臂并使采礦車進入打開的引導臂之間的區(qū)域來執(zhí)行。然后，逐漸關(guān)閉引導臂，以抓住采礦車的至少一部分，特別是采礦車的軌道，使得采礦車可在水流中找到其理想的自由懸浮位置。然后，通過使第三接合裝置在向上的方向上平移來使采礦車向上移動，直到采礦車接合第二接合裝置為止。然后，使采礦車進一步在接合第二接合裝置的同時向上移動通過浪濺區(qū)，直到其接合第一接合裝置為止。由于與第一和第二接合裝置接合可在采礦車和采礦船之間提供剛性的連接，因而可較好地控制這些運動。當采礦車處于工作甲板高度時，其最終通過進塢框架從基本上豎直的位置翻轉(zhuǎn)至基本上水平的位置。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例中，進塢框架包括一對平行的進塢支腿。

本發(fā)明的另一實施例提供這樣一種裝置，其中，采礦車接合裝置包括適于與從采礦車延伸的引導支架配合的導軌。

本發(fā)明的又一實施例提供一種裝置，其包括用于將框架固定在一角位置中的鎖定裝置。

在另一實施例中，本發(fā)明提供這樣一種裝置，其中，驅(qū)動裝置包括安裝在采礦船上并與框架機械地連接的液壓驅(qū)動裝置。

本發(fā)明的另一方面涉及一種根據(jù)本發(fā)明的裝置和附接至其的水下采礦車的組件。

在該組件的一個實施例中，采礦車適于在基本上水平的位置中對水底進行采礦，并且采礦車在其進塢位置中與在采礦車的基本上水平的位置中的進塢框架連接。

在該組件的另一實施例中，采礦車適于在基本上水平的位置中對水底采礦，并且采礦車在其發(fā)射位置中與在采礦車的基本上豎直的位置中的進塢框架連接。

本發(fā)明的另一方面涉及一種用于將水下采礦車從浮船的進塢井發(fā)射到水體中的方法，該方法包括：提供根據(jù)本發(fā)明的裝置；將采礦車在其基本上水平的進塢位置中與進塢框架連接；使框架在進塢位置和基本上豎直的采礦車發(fā)射位置之間的豎直平面中傾斜；并在沿著框架的縱向方向引導采礦車的同時將采礦車降低到水中。

在本發(fā)明的方法的另一實施例中，沿著位于進塢井中的第二接合裝置引導采礦車，當框架處于基本上豎直的采礦車發(fā)射位置中時，第二接合裝置與第一接合裝置連接。

在本發(fā)明的方法的又一實施例中，沿著這樣的第二接合裝置引導采礦車，該第二接合裝置沿著進塢井的側(cè)壁延伸。

本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提供這樣一種方法，其中，通過位于采礦車上的引導支架來引導采礦車，引導支架與包含導軌的第一和第二接合裝置接合。

根據(jù)本發(fā)明的方法，當采礦車至少部分地在船底下方延伸時，通過第三接合裝置引導采礦車。

在本發(fā)明的一個實施例中，使第三接合裝置沿著進塢井在豎直方向上平移。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個有用的實施例中，第三接合裝置包括在進塢井中在基本上水平的方向上延伸的多個臂部，使臂部在所述水平方向上平移以與采礦車接合。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖更詳細地說明本發(fā)明，本發(fā)明并不限制于這些附圖。在圖中：

圖1是本發(fā)明的水下采礦車的一個實施例的透視圖，其可通過進塢裝置發(fā)射和回收；

圖2是圖1的水下采礦車和其所附于的柔性立管的組件的透視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)射和回收水下采礦車的進塢裝置的一個實施例的透視圖；

圖4是圖3的進塢裝置的側(cè)視圖，其包括位于水平和豎直位置中的圖1的采礦車；

圖5是起吊設(shè)備的橫截面圖，其是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進塢裝置的一部分；

圖6A至圖6M示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例的發(fā)射采礦車中的不同步驟。

具體實施方式

圖1中示出了采礦車1的一個實施例的總體布置，其能通過浮船上的進塢裝置發(fā)射和回收。采礦車1在其前側(cè)上包括收集器2。所示實施例的“液壓”收集器2僅是合適的收集器的一個實例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用其他收集器。采礦車1還包括承載結(jié)構(gòu)，其設(shè)置有四軌道組件4形式的推進裝置。一對軌道組件4在采礦車1的一側(cè)彼此獨立地移動，同時，另一對軌道組件4在采礦車1的相對側(cè)移動。軌道組件4的旋轉(zhuǎn)將使采礦車1在海床5上前進。

承載結(jié)構(gòu)進一步容納泵、電動車、液壓車等，以及將采礦車1與立管8的互連軟管組件7連接的鉸接提升框架6。在采礦車1的每側(cè)上安裝有四個采礦車引導支架8，且其旨在于部署過程中引導采礦車1通過設(shè)于浮船上的進塢裝置中的導軌。支架8安裝在軌道組件4的基座上，每個軌道組件安裝有兩個支架。

圖2中示意性地示出了采礦車1所連接的互連軟管組件7。組件7包括柔性水下軟管70，其適于將采礦車1收集到的礦物結(jié)核運送至剛性立管72。柔性軟管70本身包括由栓接法蘭互相連接的多個例如10-15m長的軟管單元。當采礦車1未操作時，將整個軟管70優(yōu)選地儲存在設(shè)于浮船上的卷盤上。

在一個實施例中，在一條或多條軟管70上分出多個浮力元件或塊71，例如在大約50m的等效長度上。浮力塊71在軟管70的一部分中產(chǎn)生向上的力，以形成使立管72端部的豎直運動(例如由于頂風(heave)的原因)以及采礦車1的水平運動消除相互影響(decouple)的S形狀。可在較大范圍內(nèi)選擇柔性軟管70的總長，例如可以是大約150m。

圖3中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的進塢裝置的一個實施例。進塢裝置包括倒置的進塢框架10，其包括兩個縱向支腿(10a、10b)、在框架10的后側(cè)連接支腿(10a、10b)的一個橫梁11，以及適于使框架10圍繞基本上水平的軸線(即，平行于采礦船的工作甲板13延伸的軸線)旋轉(zhuǎn)的四個液壓缸12。進塢框架10與液壓缸12形式的驅(qū)動裝置操作地接合，以使框架10在基本上水平的采礦車進塢位置和基本上豎直的采礦車發(fā)射位置(如在圖4的右側(cè)和左側(cè)上分別示出的)之間的豎直平面中傾斜?？蚣?0通過鉸鏈14連接到工作甲板13，鉸鏈對框架10提供樞轉(zhuǎn)點。

支腿(10a、10b)設(shè)置有導軌(15a、15b)形式的第一接合裝置。在導軌(15a、15b)中，八個采礦車引導支架8(每側(cè)上四個)可在框架的縱向方向16上滑動。當使采礦車1滑入工作甲板13上的水平進塢位置(圖3所示的位置)中時，可將倒置框架10降低到采礦車1的頂部上。采礦車的收集器2面向設(shè)于船體中的進塢井20(為了清楚的原因，圖3中未示出收集器)。導軌(15a、15b)在底部中在采礦車引導支架8的位置處設(shè)置有開口。當引導支架8容納在導軌(15a、15b)中的開口中時，采礦車1稍微向前移動，這使支架8進一步在導軌(15a、15b)中滑動。隨后通過鎖定氣缸(未示出)將采礦車1鎖定在倒置框架10的每側(cè)上?？蚣?0現(xiàn)在準備好以便倒置，從而發(fā)射采礦車1。

以這樣的方式定位由鉸鏈14提供的樞轉(zhuǎn)點，使得當框架10處于倒置(豎直)位置中時，框架10的導軌(15a、15b)與在進塢井20內(nèi)沿著其相對側(cè)壁(22a、22b)延伸的導軌(21a、21b)形式的第二接合裝置對齊。

根據(jù)本發(fā)明的裝置包括：倒置框架10，以使采礦車1傾斜至基本上豎直的位置；提升或降低系統(tǒng)30，其與互連軟管組件的起吊索連接。這優(yōu)選地包括當在甲板上升起時儲存起吊索的裝置；當在甲板上升起時儲存軟管的柔性軟管儲存卷盤；如果需要的話，對互連軟管組件附加和分離浮力的浮力分配系統(tǒng)和操縱器；在倒置框架10中引導采礦車1并引導其向下通過進塢井20直到采礦車1位于采礦船基線下方為止的系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括第一、第二和第三接合裝置(15a、15b、21a、21b、25)；以及使互連軟管與其提升系統(tǒng)30分離并使其與立管72的底端連接的設(shè)備。

采礦車提升系統(tǒng)30適于承載采礦車1和互連軟管組件7的重量，直到此重量傳遞給立管72為止。確定在發(fā)射和回收過程中可能出現(xiàn)的最大靜態(tài)和動態(tài)負荷的大小。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采礦車提升設(shè)備30的橫截面。

互連軟管組件7可包括兩根承受力的索纜和運送漿料的柔性軟管70。一旦采礦車1處于直立位置，便將軟管組件7從其儲存卷盤32展開，引導至另一卷盤33上并與采礦車提升框架6連接。這可以是手動動作，對此可提供連接平臺31。一旦固定了軟管組件7，便使將提升絞盤34與采礦車1的提升框架6的上端連接的提升索纜33張緊，并釋放倒置框架10的鎖定銷。然后將采礦車1懸吊在提升索纜33中。

當從兩個絞盤33懸吊采礦車1時，采礦車將在由導軌(15a、15b)和進塢井導軌(21a、21b)引導的同時，與互連軟管系統(tǒng)7一起降低通過進塢井20，直到其正好位于船底下方并準備好由導軌(21a、21b)釋放。

現(xiàn)在可在互連組件7的總長上降低采礦車，其可以是長至150m。此時可將重量從提升系統(tǒng)30傳遞至設(shè)于船的主甲板高度處的移動式起吊機。

當框架10直立時，將倒置框架10的導軌(15a、15b)與安裝在進塢井20的兩側(cè)上的導軌(21a、21b)對齊。采礦車引導支架8在向下運動的過程中在這些導軌中滑動。這樣，只要采礦車位于進塢井20中且支架8位于導軌(21a、21b)內(nèi)，便可基本上防止采礦車1的縱向和橫向運動以及相對于船的旋轉(zhuǎn)。

在回收采礦車1的情況中，采礦車1的引導支架8大多數(shù)時候可能無法與進塢井20內(nèi)的導軌(21a、21b)非常好地對齊。因此，這些導軌(21a、21b)的下部在一個優(yōu)選實施例中具有圓錐形形狀。

所示實施例中的采礦車1配有八個引導支架8。采礦車1上的引導支架8由于進塢井20中的波浪和水流的原因而將把力傳遞至采礦船上。當采礦車1降低至采礦船基線下方時，其受到表面水流的作用。首先，八個引導支架8承受所有的力。一旦前軌道組件4降低至船底下方，便僅有四個支架8留在導軌(21a、21b)中。只要至少四個支架8位于進塢井導軌(21a、21b)內(nèi)，采礦車1便保持被機械地引導，并且，可能沒有運動或可能僅有受限的運動。

布置采礦車1過程中的關(guān)鍵時刻是第三和第四引導支架8趨向于離開導軌(21a、21b)的時間點。因此，在一個優(yōu)選實施例中，當從引導系統(tǒng)(21a、21b)釋放時，可利用附加引導臂形式的第三接合裝置來控制采礦車的運動。這將防止在該結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)最大負荷，并防止采礦車與采礦船碰撞。在一個合適的實施例中，安裝四個這種引導臂25。這些引導臂25可豎直移動以及水平移動。在降低采礦車1時，這些引導臂將引導采礦車1以防止運動，并且，當采礦車1正好位于船底下方時，這些引導臂25將被逐漸釋放。

可使用具有2000和6000mm之間(例如4200mm)的相對較長行程的后引導臂，而前部引導臂可具有400和1200mm之間(例如800mm)的較小行程。每個引導臂由可通過齒條-齒輪機構(gòu)在進塢井中上下移動的可延伸臂部上的大襯墊構(gòu)成。通過球接頭將襯墊固定在可延伸臂部上。這使其具有自由旋轉(zhuǎn)的可能性。襯墊以軌道組件的方式安裝，并優(yōu)選地與軌道組件4接合。

在采礦車1向下通過進塢井20時，引導元件(15a、15b、21a、21b、25)優(yōu)選地不提升采礦車1，而是僅引導其。采礦車1的重量優(yōu)選地從起吊索33懸吊。

采礦車包括氣缸、操作其的執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動器，以及傳感器、指示器和限位開關(guān)。在一個優(yōu)選實施例中，遠程操作任何運動或動作。例如可通過基于冗余PLC的自動系統(tǒng)來在中央控制采礦車。這些操作可以是半自動的，意味著，每個動作由操作員發(fā)起和檢查。該系統(tǒng)優(yōu)選地適于確保，系統(tǒng)可阻止可能導致危險情況、采礦車的可能的損壞或碰撞的操作員動作?？捎烧驹诓傻V車附近使用無線遠程控制的一個或多個操作員來執(zhí)行甲板上或處理平臺上的操作。涉及水下部件(例如像是引導臂25)的控制的所有操作也可從位于甲板上的控制室來執(zhí)行，在那里可清楚地看到進塢井和提升設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)優(yōu)選地還從傳感器、照相機圖像等對操作員提供必要的反饋和狀態(tài)信息，以確保迅速且安全的操作。

發(fā)射采礦車1的不同步驟可如下所述(見圖6A至圖6M)。由于發(fā)射和回收的順序非常相似(雖然是相反的)，所以下面將根據(jù)一個非限制性實施例僅詳細地描述發(fā)射動作。

如圖6A、6B和6C所示，首先執(zhí)行采礦車的倒置?；袡C構(gòu)(未示出)將采礦車1從采礦船的甲板上的儲存位置運送至發(fā)射區(qū)域。然后將倒置框架10降低至采礦車1上，并使引導支架8接合在軌道(15a、15b)中。一旦引導支架8處于軌道(15a、15b)中，便使采礦車1稍微向前移動(即，在月池20的方向上)，并通過鎖緊氣缸鎖定至倒置框架10。然后，激活液壓系統(tǒng)并使框架10倒置(圖4和6C)。

然后，使采礦車1與提升系統(tǒng)30連接，如圖5所示。一旦采礦車1處于豎直位置中，便使兩根提升索纜33、柔性水下軟管組件7和臍線(umbilical wire，臍帶纜)與采礦車提升框架6的吊點60連接。這可在采礦船主甲板13上方(例如大約40m處)的平臺31上手動地執(zhí)行。一旦采礦車1被連接并且提升索纜33張緊，倒置框架10內(nèi)的鎖緊缸便縮回?，F(xiàn)在，采礦車1的重量懸吊在提升索纜33中。

然后，將采礦車1從提升索纜33降低，由此引導支架8接合在軌道(15a、15b)形式的第一接合裝置中，且隨后接合在設(shè)于進塢井或月池20中的導軌(21a、21b)形式的第二接合裝置中。在下降過程中，柔性軟管組件7和臍線脫開卷。在處于進塢井20中時，采礦車1已經(jīng)受到明顯的飛濺和波浪負荷。保持引導臂25形式的第三接合裝置完全打開，以允許采礦車1的收集器2無接觸地通過。在此打開位置中，保持引導臂25相對于進塢井20處于收起位置中，如圖6D所示。請注意，在所有圖6D至6M中都看不見倒置框架10，因為這些圖示出了框架10的中間平面的橫截面。

在下降了一些距離(例如大約25m)之后，使具有導輥37的臂部36與柔性軟管組件7接合。采礦車1的收集器2的前端(下端)現(xiàn)在幾乎與采礦船基線17一樣高。

然后可安裝夾具和浮力處理平臺38，如圖6E和6F所示(圖6D示出了處于靜止位置中的平臺38)。為此，使采礦車1下降額外的距離(例如8m)，直到提升框架6位于夾具和浮力處理平臺38的最低點下方為止。前軌道組件4的兩個最前方的引導支架8現(xiàn)在位于導軌(21a、21b)下方，并且，采礦車通過一些引導支架(如圖所示，例如8個中的6個)保持在位。當采礦車1向下進入水中并進一步到達采礦船基線17下方時，仍與軌道(21a、21b)接合的支架8上的力增加，這是因為暴露于水流的采礦車1的表面增加。在部署采礦車1的過程中，采礦船優(yōu)選地隨著水流漂移，或具有較小的相對前進速度。

現(xiàn)在將浮力處理平臺38移動至其工作位置(圖6E、6F)并安裝第一索卡(線夾)(未示出)。從現(xiàn)在開始，每當采礦車下降一定距離(例如3m)，便安裝一個夾具，例如每個軟管段安裝四個。

使采礦車1進一步下降，直到其前部位于采礦船下方為止，例如下降額外8m的距離。在此位置中，前軌道組件4的引導支架8已與導軌(21a、21b)分離，如圖6G和6H所示。后軌道組件4的最前方的引導支架8現(xiàn)在優(yōu)選地恰好位于進塢井導軌(21a、21b)的最下端之上。采礦車1仍通過后軌道組件4的引導支架8與采礦船剛性地連接。

現(xiàn)在使引導臂25從圖6D和6E所示的收起位置朝向后軌道組件4的前部移動，直到其與后軌道組件4的前部接合為止，如圖6G所示。引導臂25的收起位置的高度與后軌道組件4的前部的水流高度基本上對應(yīng)，特別是與后軌道組件4的前引導支架8的高度基本上對應(yīng)。引導臂25在其端部設(shè)置有壓墊25a，壓墊25a在前支架8的高度處以受限的力壓在后采礦車軌道4上，該力足夠大到能夠?qū)⒉傻V車1保持在適當?shù)奈恢谩Ｒ龑П?5進一步與采礦船連接，使得其可超過采礦船的基線17在豎直方向39上上下移動。這允許引導臂25與接合的采礦車1一起進一步降低。

將采礦車1隨著引導臂25進一步降低一距離(例如大約4.5m)，直到后軌道組件4的后支架8恰好位于進塢井導軌(21a、21b)的最下端之上為止，如圖6I和6J所示。在此位置中，采礦車1僅通過一對后支架8與進塢井20的導軌(21a、21b)接合。水流力在這些后引導支架8周圍施加的力矩現(xiàn)在基本上由引導臂25承受，并且，采礦車1相對于采礦船保持在基本上豎直的位置。引導臂25(和襯墊25a的至少一部分)在此位置中延伸超出采礦船的基線17。

引導臂25現(xiàn)在是打開的(在水平方向上收起)，船長可確保出現(xiàn)采礦船相對于采礦車1的非常小的正向水流，以使采礦車1圍繞水平軸線并圍繞后軌道組件4的后引導支架8(其仍處于軌道(21a、21b)中)在采礦船的后側(cè)的方向上轉(zhuǎn)動。隨后釋放引導臂25并使其向上移動，以使其定位在與后軌道組件4的后引導支架8大致一樣高的平面處。再次使處于此高度位置中的后引導臂25向前移動，直到壓墊25a在后引導支架8的高度處接觸采礦車后軌道組件4為止，如圖6K所示。由于壓墊25優(yōu)選地能夠圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，所以在此實施例中壓墊25a將呈現(xiàn)與采礦車軌道4相對于豎直方向的角度相同的角度。

然后，將采礦車1隨著引導臂25下降再一距離(例如5m)，直到采礦車1的最上方的部件(最后面的部件)位于采礦船基線17下方一定距離(例如大約1m)為止，在該點處，所有引導支架8完全位于進塢井軌道(21a、21b)的外部。在此位置中，如圖6L所示，引導臂25僅承受受限的力矩，采礦車1在水流力的作用下圍繞水平軸線基本上自由地旋轉(zhuǎn)。然而，在此實施例中，引導臂25承受水流施加的大部分線性力。

如圖6M所示，隨后緩慢地收回引導臂25，以使采礦車1自由并允許其找到新的平衡位置而沒有突然或不受控的運動。由于暴露于水流的區(qū)域表面可能增加，所以作用于采礦車1的力也可能增加，并且，例如將在非零傾斜角(例如7.5°)處找到平衡位置。在此階段，使采礦車1與采礦船分離，并且，采礦車1僅與起吊索33(未在圖6K至6M中示出)連接并從其懸吊。

現(xiàn)在使引導臂25在進塢井20內(nèi)向上運動。此時，采礦車1不再會有與采礦船碰撞的危險，并且，已使采礦車1下降至采礦船的基線17下方例如大約30m的距離。在下降直到提升框架6位于浮力處理平臺38下方一距離(例如50m)時，將提升索纜33和臍線通過索卡附接至柔性軟管70。

從此時開始，用浮力塊(未示出)代替索卡。這些可用浮力塊處理系統(tǒng)安裝，并且，在一個典型的實施例中，在四根軟管的一段長度上或大約50m的長度上安裝總共24個塊。

當已經(jīng)安裝了所有浮力塊時，將用夾具組裝剩余長度的軟管和索纜。在已經(jīng)完全部署了互連軟管組件7之后，將行進式起吊機(未示出)移動至采礦車1的發(fā)射側(cè)。然后，行進式起吊機上的致動的臂部“抓住”互連組件7，隨后使采礦車1下降，使得行進式起吊機承受采礦車1和互連組件7的基本上全部的負荷。在已將該負荷轉(zhuǎn)移至行進式起吊機之后，提升索纜33(的虛設(shè)(dummy)部分)和軟管70松弛，并且，例如可在主甲板平面13處手動地與浮力平臺38分離。

在一個實施例中，行進式起吊機于是將采礦車1和互連軟管組件7從進塢井20的采礦車發(fā)射側(cè)運送至進塢井20的立管側(cè)。準備立管處理系統(tǒng)，以使第一管道部分準備好安裝。使第一部分下降至行進式起吊機上并與立管連接。第一臍線可與作為互連軟管組件的一部分的臍線連接。一旦連接，立管處理系統(tǒng)的起吊部便承受該重量，并且行進式起吊機在進塢井的后端回到其起始位置。

根據(jù)本發(fā)明的進塢裝置機械地引導采礦車通過基本上整個發(fā)射(和/或回收)操作。因為在發(fā)射和回收過程中采礦車與采礦船通過該裝置以基本上剛性的方式連接，所以可很大程度地防止任何采礦車1或任何其他部件產(chǎn)生不可控的運動。